DE102008040673A1

DE102008040673A1 - Wellenlagerung in einem Lenksystem und damit ausgestattetes Lenkgetriebe und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE102008040673A1
Application number: DE102008040673A
Authority: DE
Inventors: Dennis FÜCHSEL; Jens Hafermalz
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-06-24
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2010-01-07
Anticipated expiration: 2028-07-25
Also published as: DE102008040673B4

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Wellenlagerung in einem Lenksystem, die zur Lagerung einer Welle (90) ein Kugellager (60) mit einem Außenring (61) und mit einem Innenring (62) aufweist, wobei die Welle (90) in dem Innenring (62) gelagert ist, wobei die Wellenlagerung eine von einem Gehäuseabschnitt des Lenksystems aufnehmbare Halterung (51) aufweist, die den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt, und wobei die Halterung (51) Aussparungen (52) aufweist, die eine Bewegung (beta) zumindest für einen Abschnitt (51b) der Halterung (51) ermöglichen, der den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt. Die in der Halterung vorgesehenen Aussparungen (52) verleihen dieser eine definierbare Elastizität, so dass zumindest der Abschnitt (51b) der Halterung, der den Außenring (61) des Kugellagers aufnimmt, eine Bewegung, vorzugsweise eine leichte Schwenkbewegung (beta), ausführen kann. Es wird auch ein Lenkgetriebe, insbesondere ein Schraubradgetriebe, vorgeschlagen, das mit einer solchen Wellenlagerung ausgestattet ist. Auch wird ein damit ausgestattetes Lenksystem, insbesondere elektrisches Hilfskraftlenksystem, vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellenlagerung in einem Lenksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein damit ausgestattetes Lenkgetriebe. Insbesondere betrifft die Erfindung die Wellenlagerung in einem Lenkgetriebe, das als Schraubradgetriebe für ein elektrischen Hilfskraftlenksystems ausgebildet ist.
Aus der DE 101 61 715 A1 ist eine gattungsgemäße Wellenlagerung innerhalb eines Schraubradgetriebes für den Einsatz in einer elektrischen Hilfskraftlenkung bekannt. Die 1 zeigt das bekannte Schraubradgetriebe 1, das als Schneckengetriebe mit einem Gehäuse 2 ausgebildet ist, in dem eine Schnecke 3 sowie ein Schneckenrad 4 angeordnet sind, wobei die Schnecke 3 mittels einer Kupplung 8 mit der in einem Lager 11 gelagerten Antriebswelle 9 eines elektrischen Antriebsmotors 10 verbunden ist. Bei dieser bekannten Konstruktion ist die Schneckenwelle in einer Wellenlagerung 5 gelagert, die ein Kugellager 6 in Form eines Vierpunktlagers aufweist und als Pendellager ausgebildet ist, wodurch das Verzahnungsspiel zwischen Schnecke 3 und Schneckenrad 4 während der gesamten Lebensdauer des Getriebes konstant gehalten werden kann. Dazu wird die Schnecke 3 radial mit einer Vorspannkraft beaufschlagt und permanent gegen die Verzahnung des Schneckenrades 4 bzw. Schraubrades gedrückt. Dies geschieht mittels einer Vorspanneinrichtung, die eine Vorspannfeder 13 sowie eine Druckeinrichtung 12 aufweist, um einen spielfreien Eingriff zwischen der Schnecke 3 und dem Schneckenrad 4 sowie eine Kompensation der auftretenden Betriebskräfte zu bewirken. Die Druckeinrichtung 12 kann z. B. mit einer Hydraulikeinrichtung 14 und einem davon betätigtem Druckstück 15 versehen sein, das auf das dortige Lager 16 bzw. die Schnecke 3 selbst wirkt. Damit kann der sich über die Lebenszeit einstellende Verschleiß selbständig kompensiert werden, so dass das Zahnflankenspiel sich möglichst nicht vergrößert und Vibrationsgeräusche vermieden werden. Jedoch hat es sich bei einer solchen bekannten Konstruktion gezeigt, dass an der Wellenlagerung 5 auch Geräusche auftreten können, die hier nur bedingt durch den Einsatz eines teuren Sonderlagers eliminiert werden können.
Es sind auch andere Wellenlagerungen mit Kugellagern bekannt, bei denen der Außenring des Kugellagers in einem Gleitlager aufgenommen ist oder bei dem der Innenring des Kugellagers in sog. Silentbuchsen aufgenommen ist, wodurch die Welle somit ebenfalls schwenkbar gelagert ist. Diese Lösungen sind jedoch aufwendig zu realisieren und weisen ein relativ großes Spiel auf, was wiederum zur Geräuschbildung insbesondere bei Lastenwechseln (Wechselsenken) führt. Außerdem sind diese Wellenlagerungen anfällig gegenüber Temperaturschwankungen und weisen keine große Lebensdauer auf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Wellenlagerung der eingangs genannten Art deutlich zu verbessern. Dabei sollen die genannten Nachteile der herkömmlichen Lösungen in vorteilhafter Weise überwunden werden. Auch soll ein Verfahren zur Herstellung einer Halterung für eine solche Wellenlagerung vorgeschlagen werden.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Wellenlagerung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Demnach wird eine Wellenlagerung vorgeschlagen, die eine von einem Gehäuseabschnitt des Lenksystems aufnehmbare Halterung aufweist, die den Außenring des Kugellagers aufnimmt, wobei die Halterung Aussparungen aufweist, die eine Bewegung zumindest für einen Halterungs- Abschnitt ermöglichen, der den Außenring des Kugellagers aufnimmt.
Erfindungsgemäß wird auch ein Lenkgetriebe, insbesondere ein Schraubradgetriebe, vorgeschlagen, das mit einer solchen Wellenlagerung ausgestattet ist. Auch wird ein damit ausgestattetes Lenksystem, insbesondere elektrisches Hilfskraftlenksystem, vorgeschlagen.
Die in der Halterung vorgesehenen Aussparungen verleihen dieser eine definierbare Elastizität, so dass zumindest der Abschnitt der Halterung, der den Außenring des Kugellagers aufnimmt, eine Bewegung, vorzugsweise eine leichte Schwenkbewegung, ausführen kann.
Vorgeschlagen wird auch ein Verfahren zur Herstellung einer Halterung für eine solche Wellenlagerung, wobei die Halterung aus einem scheibenförmigen oder laschenförmigen Abschnittsteil (z. B. aus Federstahlblech) hergestellt wird und aus einem topfförmigen Abschnittsteil (z. B. aus Weichblech) hergestellt wird, indem beide Abschnittsteile miteinander form- und/oder kraftschlüssig verbunden werden. Dabei können z. B. in dem laschenförmigen Abschnittsteil Öffnungen vorhanden sein, durch die von einer Seite Material des topfförmigen Abschnittsteils gedrückt und anschließend von der Gegenseite umgeformt wird, so dass ein Formschluss und/oder Kraftschluss beide Abschnittsteile miteinander verbindet.
Vorzugsweise ist die Halterung so gestaltet, dass sie zwei verschiedene Abschnitte aufweist, wobei die Aussparungen Übergangsbereiche zwischen den Abschnitten schwächen, so dass die Abschnitte gegeneinander elastisch bewegbar sind. Dabei weist die Halterung bevorzugt einen scheibenförmigen oder laschenförmigen Abschnitt zur Befestigung in dem Gehäuseabschnitt des Lenksystems auf und weist einen topfförmigen Abschnitt zur Aufnahme des Außenrings des Kugellagers auf. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Aussparungen in dem scheibenförmigen oder laschenförmigen Abschnitt als zwei sich gegenüberliegende kreissegmentförmige Aussparungen ausgebildet sind, die jeweils einen Bereich des topfförmigen Abschnitts umschließen. Dabei können die kreissegmentförmigen Aussparungen jeweils einen Bereich des topfförmigen Abschnitts soweit umschließen, dass in dem scheibenförmigen oder laschenförmigen Abschnitt zwei sich gegenüberliegende stegförmige Übergangsbereiche verbleiben. Zudem können die sich gegenüberliegenden stegförmigen Übergangsbereiche eine halb-kardanisch elastische Verbindung zwischen den Abschnitten darstellen.
Somit wird eine definierbare Materialschwächung zwischen dem scheibenförmigen oder laschenförmigen Abschnitt und dem topfförmigen Abschnitt vorgesehen, der das Kugellager aufnimmt. Es werden zwei sich gegenüberliegende Übergangsbereiche ausgebildet, die wie eine halb-kardanische Aufhängung des topfförmigen Abschnitts wirken, so dass dieser elastisch schwenkbar mit dem scheibenförmigen oder laschenförmigen Abschnitt verbunden ist.
Vorzugsweise ist zumindest der scheibenförmige oder laschenförmige Abschnitt der Halterung aus Blech, insbesondere aus Federstahlblech, hergestellt. Außerdem weist vorzugsweise zumindest der topfförmige Abschnitt ein zylindrisches, insbesondere aus Weichblech geformtes, Gehäuse auf, das den Außenring des Kugellagers umschließt. Die Halterung ist vorzugsweise mehrstückig ausgebildet und weist dementsprechend mindestens einen aus Federstahlblech geformten Abschnitt und einen aus Weichblech geformten Abschnitt aufweist.
Somit wird der scheibenförmige oder laschenförmige Abschnitt mittels eines elastisch verformbaren Materials zu einer elastischen Scheibe bzw. Federscheibe ausgebildet. Der topfförmige Abschnitt wird hingegen mittels eines plastisch verformbaren Materials zu einem für das Kugellager optimierten Aufnahmeraum ausgebildet.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn an dem Gehäuseabschnitt des Lenksystems zumindest ein elastisches Dämpfungselement vorgesehen ist, gegen das die axial bewegbare Halterung anschlägt. Dadurch wird die Lagerung der Federscheibe zusätzlich in axialer Richtung gedämpft.
Die Halterung, insbesondere der scheibenförmige oder laschenförmige Abschnitt, kann in dem Gehäuseabschnitt mittels einer Stellschraube und/oder eines Schraubrings fixiert sein. Zudem kann der scheibenförmige oder laschenförmige Abschnitt eine Außennut und/oder einen Außenwulst aufweisen. Dadurch wird die Halterung mit einer definierbaren Kraft in dem Gehäuseabschnitt fixiert, wobei sie optimal für die zuvor genannte kardanische Aufhängung ausgerichtet werden kann.
Auch kann die Halterung, insbesondere der topfförmige Abschnitt, direkt an dem Außenring des Kugellagers ausgebildet sein. Außerdem kann das Kugellager als Vierpunktlager ausgebildet sein.
Diese und weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus den nachfolgend beschriebenen und anhand der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen, wobei:
2 eine Querschnittsansicht eines Schraubradgetriebes mit erfindungsgemäßer Wellenlagerung in einer ersten Ausführungsform zeigt;
3a, b, c für die erste Ausführungsform verschiedene Ansichten der in der Wellenlagerung vorgesehenen Halterung zeigen;
3d die elastische Beweglichkeit bzw. Schwenkbarkeit der Halterung veranschaulicht;
4a, b, c für eine zweite Ausführungsform verschiedene Ansichten einer in der Wellenlagerung vorgesehenen Halterung zeigen;
5a, b für eine dritte Ausführungsform verschiedene Ansichten einer in der Wellenlagerung vorgesehenen Halterung zeigen;
6 für eine vierte Ausführungsform einer in der Wellenlagerung vorgesehenen Halterung zeigt (voll-kardanische Variante);
7a, b für eine fünfte Ausführungsform einer in der Wellenlagerung vorgesehenen Halterung zeigt (zweiteilig, halb-kardanische Variante);
8a, b, c Querschnittsansichten zu den 7a, b zeigen;
9a, b im Detail eine Verbindungstechnik zur Herstellung der zweiteiligen Halterung nach 7a, b zeigen; und
10a, b im Detail eine alternative Verbindungstechnik bzw. eine danach hergestellte sechste Ausführungsform einer Halterung zeigen.
Die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen zeigen beispielhaft zwei bevorzugte Konstruktionsvarianten von erfindungsgemäß ausgebildeten Wellenlagerungen, die insbesondere in einem als Schneckengetriebe eines elektrischen Hilfskraftlenksystems ausgebildeten Schraubradgetriebes eingesetzt werden können. Die Erfindung ist aber nicht auf Schraubradgetriebe im speziellen beschränkt, sondern kann allgemein auf jede Art von Lenkgetrieben angewendet werden.
Die 2 zeigt das erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wellenlagerung 50 in einem ein als Schneckengetriebe gestalteten Schraubradgetriebe 100. Eine über eine Welle 90 mit einem elektrischen Antriebsmotor (nicht dargestellt) verbindbare Schnecke 30 ist in einem Gehäuseabschnitt 20, nämlich dem Getriebegehäuse, angeordnet und steht dort mit einem Schneckenrad 40 in Eingriff. Zur Verbesserung des Eingriffs ist eine (nicht dargestellte) Vorspanneinrichtung vorgesehen, welche die Schnecke 30 mit einer Vorspannkraft beaufschlagt und diese radial (y-Richtung) gegen das Schneckenrad 40 drückt.
Die Welle 90 der Schnecke 30 ist in einer Wellenlagerung 50 gelagert, die eine vom Gehäuseabschnitt 20 aufnehmbare Halterung 51 aufweist, die den Außenring 61 des Kugellagers 60 aufnimmt, wobei die Halterung 51 Aussparungen 52 aufweist, die eine leichte Verschränkung der Halterung 51 ermöglichen. Auch ist die Wellenlagerung 50 in dem Gehäuseabschnitt 20 axial verschiebbar (x-Richtung) aufgenommen. Die Halterung 51 ist ringförmig ausgebildet, so dass sie den Außenring 61 des Kugellagers 60 sicher aufnimmt und insbesondere spielfrei fixiert. Dabei weist die Halterung 51 einen Abschnitt auf, der eine topfförmige bzw. zylindrische Gehäuseform hat, die den Außenring 61 des Kugellagers 60 ganz umschließt. Ein anderer Abschnitt der Halterung 51 ist scheibenförmig ausgebildet und dient zur Befestigung der Halterung 51 in dem Gehäuseabschnitt 20. Dies geschieht z. B. mittels eines verstellbaren Schraubrings 70*. Vorzugsweise sind noch elastische Dämpfungselemente 59 für die axiale Bewegung (x-Richtung) vorgesehen.
Wie die 3a, 3b und 3c zeigen, kann die Halterung 51 einstückig aus Blech, insbesondere aus Federstahlblech, hergestellt sein und den Außenring 61 spielfrei fixieren. Die Aussparungen 52 dienen dazu, eine relative Bewegung zwischen dem scheibenförmigen Abschnitt (Federscheibe) 51a und dem topfförmigen Abschnitt (Aufnahmegehäuse) 51b zuzulassen. Insbesondere können sich beide Abschnitte gegeneinander in einer definierten Richtung (z. B. y-Richtung) verschränken. Die Aussparungen 52 sind z. B. als kreissegmentförmige Ausschnitte in der Federscheibe 51a so ausgebildet, dass zwei sich gegenüberliegende Übergangsbereiche 53 bzw. stegförmige Übergänge hin zu dem Aufnahmegehäuse 51b ergeben. Die Aussparungen 52 haben einen definierten Öffnungswinkel α. Die damit einhergehende Materialschwächung führt zu einer definierbaren Elastizität in der Halterung 51, so dass das Aufnahmegehäuse 51b gegenüber der Federscheibe 51a etwas verschwenkt werden kann.
Diese Bewegungsmöglichkeit wird in der 3d veranschaulicht, in der ein Verschwenken bzw. Verschränken zwischen den beiden Abschnitten 51a und 51b um einen Winkel β dargestellt ist. Die beiden Stege 53 (s. 3b) bilden eine halb-kardanische Verbindung bzw. Aufhängung aus, die entlang der z-Achse ausgerichtet ist. Die Schwenkrichtung liegt somit senkrecht zur Wellenachse (x-Richtung) und geht in radiale Richtung (y-Richtung), wodurch eine elastisch schwenkbare Wellenlagerung des Kugellagers bzw. der Schneckenwelle 90 ermöglicht wird.
Das Kugellager 60 (s. 2) ist z. B. als Vierpunktlager ausgebildet und wird von der Halterung 50 fixiert, die vorzugsweise auch axial in x-Richtung verschoben werden kann. Als Anschlagselemente sind an dem Gehäuseabschnitt 20 elastische Dämpfungselemente 59 vorgesehen, gegen welche die axial bewegbare Halterung 50 anschlägt. Die Fixierung der Halterung 51 selbst erfolgt über die Federscheibe 51a, die mittels eines Schraubringes 70* in dem Gehäuseabschnitt 20 gesichert ist.
Wie die 4a, 4b und 4c zeigen, kann auch eine Ausführungsform so ausgestaltet sein, dass die Halterung 51' mehrstückig ausgebildet ist. Beispielsweise ist die Halterung 51' aus zwei schalenförmigen Blechen 51'a, 51'b zusammengesetzt, die insbesondere symmetrisch zueinander gestaltet sein können. Die Wellenlagerung kann z. B. auch durch eine Halterung realisiert werden, die direkt an dem Außenring 61 des Kugellagers 60 ausgebildet ist.
Die 5a und 5b zeigen eine weitere Ausführungsform, bei der die Halterung 51'' ebenfalls mehrstückig ausgebildet ist, wobei beide Abschnitte 51a'' und 51b'' miteinander verclincht sind. Der scheibenförmige Abschnitt 51a'' (Federscheibe) besteht aus einem Federstahlblech, der topfförmige Abschnitt 51b'' aus verformbaren Weichblech. An der Federscheibe 51a'' ist ein Außenwulst 54 bzw. Zapfen oder Nase angebracht, um die Federscheibe und damit auch die gesamte Halterung 51'' in dem Gehäuseabschnitt exakt positionieren zu können. Auch diese Konstruktion entspricht einer elastischen halb-kardanischen Verbindung, die eine schwenkbare Bewegung des topfförmigen Abschnitts 51b'' gegenüber der Federscheibe 51a'' ermöglicht.
In der 6 ist eine weitere Variante in Gestalt einer Halterung 51'' dargestellt. Hier wird eine elastische voll-kardanische Verbindung zwischen beiden Abschnitten ermöglicht. Dazu weist die Federscheibe vier Aussparungen auf, von denen zwei Aussparungen 52a sich im inneren Bereich der Federscheibe befinden und dazu um 90 Grad verschoben sich zwei weitere Aussparungen 52b im äußeren Bereich der Federscheibe befinden. Es ergeben sich also jeweils zwei sich gegenüberliegende stegförmige Übergangsbereiche 53a bzw. 53b, die jeweils eine halb-kardanische Aufhängung darstellen (vergl. 3d), so dass sich somit eine voll-kardanische Aufhängung ergibt. Die hier gezeigte Konstruktion erlaubt eine Schwenkbewegung in allen Richtungen aus dem Mittelpunkt der Federscheibe. Mit anderen Worten: die Schwenkachse kann beliebig in der Ebene der Federscheibe (y-z-Ebene) liegen, wobei sie durch den Mittelpunkt der Federscheibe geht. Damit entsteht eine volle Beweglichkeit bzw. Elastizität der Wellenlagerung.
In den 7a und 7b ist als fünfte Ausführungsform eine zweiteilige Halterung 51* dargestellt, die neben einem topfförmigen Abschnitt bzw. Abschnittsteil 51b* nun einen nicht-scheibenförmigen, sondern laschenförmigen Abschnitt bzw. Abschnittsteil 51*a aufweist. Dadurch wird Material gespart. Außerdem kann die Halterung über Durchgangsbohrungen 55*, die an dem laschenförmigen Abschnitt 51a* vorgesehen sind, in dem Gehäuse befestigt bzw. montiert werden. Die 8a bis 8c zeigen Querschnittsansichten dazu.
Der laschenförmige Abschnitt 51a* ist aus einem ersten Blech FB bzw. Blechmaterial, nämlich Federstahlblech gefertigt. Der topfförmige Abschnitt 51*b ist aus einem zweiten Blech WB gefertigt, das weicher als das erste Blech ist. Zum Verbinden der beiden Teile 51a* und 51b* weist das erste Abschnittsteil 51a* mehrere Öffnungen auf 56* bzw. Löcher auf, durch die auf einer Seite Material des topfartigen Teils 51b*, der aus Weichblech WB besteht, gedrückt wird und anschließend auf der Gegenseite verpresst wird, z. B. zu Nieten verpresst wird, wie dies anhand der 9a, b veranschaulicht wird.
Zur Herstellung der hier beschriebenen Halterungen, wie sie etwa durch die Halterung 51* repräsentiert werden, wird also vorgeschlagen, dass in dem ersten Blech FB Öffnungen 56* vorhanden sind, durch die von einer Seite Material des zweiten Blechs WB gedrückt und anschliessend von der Gegenseite umgeformt wird, so dass ein Formschluss und/oder Kraftschluss beide Abschnittsteile 51a*, 51b* miteinander verbindet.
Die 10a, b zeigen im Detail eine dazu alternative Verbindungstechnik bzw. eine danach hergestellte sechste Ausführungsform einer Halterung 51**, die wiederum einen scheibenförmigen Abschnitt aufweist.
Zur Herstellung dieser Halterung 51** wird entsprechend der in 10a gezeigten Detaildarstellung vorgeschlagen, dass in dem ersten Blech ebenfalls Öffnungen 56* vorhanden sind, durch die aber dann hervorstehende Bereiche des topfartigen Abschnittsteils 51b* gesteckt werden, um anschliessend auf der Gegenseite umgeformt zu werden, so dass ebenfalls ein Formschluss und/oder Kraftschluss beide Abschnittsteile 51a*, 51b* miteinander verbindet, wobei z. B. ein geschlossener Nietkopf oder ein offener Nietkopf bzw. Hohlniete gebildet wird.
Bei der Herstellung solcher Halterungen, insbesondere beim Verbinden der beide Abschnitts-Teile bzw. -Hälften kann auch vorgesehen sein, dass die beiden Teile mittels Durchsetzfügen bzw. Clinchen oder auch mittels Stanznieten verbunden werden.
Zudem kann vorgesehen werden, dass die beiden Abschnitts-Teile auch noch mit zusätzlichen Nieten und/oder mit zusätzlichen Schrauben verbunden werden.
Durch die hier beschriebenen Konstruktionen und Herstellungsschritte wird zumindest eine halb-kardanische Verbindung in der Halterung für das Kugellager und die Schneckenwelle erzielt, um den Eingriff von Schnecke und Schneckenrad elastisch schwenkbar auszugestalten. Dadurch können nicht nur Klapper- und Vibrationsgeräusche, sondern auch ein Verspannen oder Verklemmen des Schneckengetriebes durch eine zu große Ausdehnung bestimmter Materialien zuverlässig vermieden werden. Es wird somit in vorteilhafter Weise ein spielfreier elastischer Verzahnungseingriff des Schneckenradgetriebes erreicht.
Auch wenn die Erfindung beispielhaft an einem als Schneckengetriebe ausgebildeten Schraubradgetriebe beschrieben worden ist, so ist die Erfindung nicht auf Schraubradgetriebe beschränkt, sondern kann allgemein auf jede Art von Lenkgetriebe angewendet werden. Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind besonders für den Einsatz in einer elektrischen Hilfskraftlenksystem für Kraftfahrzeuge geeignet.

1: herkömmliches Schraubradgetriebe in Gestalt eines Schneckengetriebes u. a. mit:
2: Gehäuse
3: Schnecke
4: Schneckenrad
5: Wellenlagerung und Schraub- bzw. Fixierring 7*
50: erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wellenlagerung u. a. mit:
51: Halterung (einstückig, halb-kardanische Lösung) mit: scheibenförmigen Abschnitt 51a (Federscheibe) und topfförmigen Abschnitt 51b
52: Aussparungen (kreissegmentförmig; Öffnungswinkel α)
53: Übergangsbereiche (verbleibende Verbindungsstege)
59: elastische Elemente
60: Kugellager, insbes. Vierpunktlager
61: Außenring
62: Innenring
70*: Schraubring zur Fixierung der Halterung 51
β: Verschränkungswinkel (durch elastische Verschiebung der Abschnitte 51a und 51b)
51': Halterung für zweite Ausführungsform (mehrstückig, halb-kardanische Lösung) u. a. mit:
51a': scheibenförmigen Abschnitt aus Federstahlblech
51b': topfförmigen Abschnitt aus Weichblech
51'': Halterung für dritte Ausführungsform (mehrstückig, halb-kardanische Lösung) u. a. mit:
51a'': scheibenförmigen Abschnitt verclincht mit
51b'': topfförmigen Abschnitt
51''': Halterung für vierte Ausführungsform (mehrstückig, voll-kardanische Lösung) u. a. mit:
52a: Aussparungen im Innenbereich des scheibenförmigen Abschnitts
52b: Aussparungen im Außenbereich des scheibenförmigen Abschnitts
54: Außenwulst bzw. -zapfen zur Positionierung der Federscheibe
51*: Halterung für fünfte Ausführungsform (mehrstückig, halb-kardanische Lösung) u. a. mit:
51a*: laschenförmigen Abschnitt bzw. Abschnittsteil (Federscheibe gefertigt aus erstem Blech FB, hier aus Federstahlblech)
51b*: topfförmigen Abschnitt bzw. Abschnittsteil (gefertigt aus zweitem Blech WB, hier aus Weichblech)
55*: Durchbohrungen (zur Fixierung am Gehäuseabschnitt)
56*: Öffnungen (zum Verbinden der Teile 51a* und 51b*, hier vernietet)
51**: Halterung für sechste Ausführungsform (mehrstückig, halb-kardanische Lösung) u. a. mit:
51a**: scheibenförmigen Abschnitt bzw. Abschnittsteil (Federscheibe)
51b**: topfförmigen Abschnitt bzw. Abschnittsteil
100: Schraubradgetriebe, in Form eines Schneckengetriebes, u. a. mit:
20: Gehäuse bzw. Gehäuseabschnitt des Lenksystems
30: Schnecke
40: Schneckenrad
90: Schneckenwelle
50: Wellenlagerung gem. ersten Ausführungsbeispiel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10161715 A1 [0002]

Claims

Wellenlagerung (50) in einem Lenksystem, die zur Lagerung einer Welle (90) ein Kugellager (60) mit einem Außenring (61) und mit einem Innenring (62) aufweist, wobei die Welle (90) in dem Innenring (62) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlagerung (50) eine von einem Gehäuseabschnitt (20) des Lenksystems aufnehmbare Halterung (51) aufweist, die den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt, und dass die Halterung (51) Aussparungen (52) aufweist, die eine Bewegung (β) zumindest für einen Abschnitt (51b) der Halterung (51) ermöglichen, der den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt.
Wellenlagerung (50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (51) zwei Abschnitte (51a, 51b) aufweist, wobei die Aussparungen (52) Übergangsbereiche (53) zwischen den Abschnitten schwächen, so dass die Abschnitte (51a, 51b) gegeneinander elastisch bewegbar (β) sind.
Wellenlagerung (50) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (51; 51*) einen scheibenförmigen Abschnitt (51a) oder laschenförmigen Abschnitt (51a*) zur Befestigung in dem Gehäuseabschnitt (20) des Lenksystems aufweist und einen topfförmigen Abschnitt (51b) zur Aufnahme des Außenrings (61) des Kugellagers (60) aufweist.
Wellenlagerung (50) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen in dem laschenförmigen oder scheibenförmigen Abschnitt (51a) als zwei sich gegenüberliegende kreissegmentförmige Aussparungen (52) ausgebildet sind, die jeweils einen Bereich (α) des topfförmigen Abschnitts (51b) umschließen.
Wellenlagerung (50) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kreissegmentförmigen Aussparungen (52) jeweils einen Bereich des topfförmigen Abschnitts (51b) soweit (α) umschließen, dass in dem scheibenförmigen Abschnitt (51a) zwei sich gegenüberliegende stegförmige Übergangsbereiche (53) verbleiben.
Wellenlagerung (50) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die sich gegenüberliegenden stegförmigen Übergangsbereiche (53) eine halb-kardanisch elastische Verbindung zwischen den Abschnitten (51a, 51b) darstellen.
Wellenlagerung (50) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem laschenförmigen oder scheibenförmigen Abschnitt der Halterung (51'') zusätzlich zu den Aussparungen (52a) noch weitere Aussparungen (52b) vorgesehen sind, die radial dazu versetzt sind, so dass sich zu den sich gegenüberliegenden stegförmigen Übergangsbereichen (53a) weitere sich gegenüberliegende stegförmige Übergangsbereiche (53b) ausbilden, die damit zusammen eine voll-kardanisch elastische Verbindung zwischen dem scheibenförmigen Abschnitt und dem topfförmigen Abschnitt darstellen.
Wellenlagerung (50) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der laschenförmigen oder scheibenförmige Abschnitt (51a) der Halterung (51) aus Blech, insbesondere aus Federstahlblech, hergestellt ist.
Wellenlagerung (50) nach einem der einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der topfförmige Abschnitt (51b) ein zylindrisches, insbesondere aus Weichblech geformtes, Gehäuse aufweist, das den Außenring (61) des Kugellagers (60) umschließt.
Wellenlagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (51) mehrstückig ausgebildet ist und mindestens einen aus Federstahlblech geformten Abschnitt (51a) und einen aus Weichblech geformten Abschnitt (51b) aufweist.
Wellenlagerung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuseabschnitt (20) des Lenksystems zumindest ein elastisches Dämpfungselement (59) vorgesehen ist, gegen das die axial bewegbare Halterung (51) anschlägt.
Wellenlagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (51), insbesondere der laschenförmigen oder scheibenförmige Abschnitt (51a), in dem Gehäuseabschnitt (20) mittels einer Stellschraube und/oder eines Schraubrings (70*) fixiert ist.
Wellenlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (51*), insbesondere der scheibenförmige oder laschenförmige Abschnitt (51a*), mindestens ein Durchgangsloch (55*) aufweist und in dem Gehäuseabschnitt (20) mittels einer Schraubverbindung, die insbesondere Standard-Schrauben aufweist, fixiert ist.
Wellenlagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der laschenförmigen oder scheibenförmige Abschnitt (51a) in eine Außennut und/oder einen Außenwulst (54) aufweist.
Wellenlagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (51), insbesondere der topfförmige Abschnitt (51b), direkt an dem Außenring (61) des Kugellagers (60) ausgebildet ist.
Wellenlagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugellager als Vierpunktlager (60) ausgebildet ist.
Lenkgetriebe (100) mit einer Wellenlagerung (50), die zur Lagerung einer Welle (90) ein Kugellager (60) mit einem Außenring (61) und mit einem Innenring (62) aufweist, wobei die Weile (90) in dem Innenring (62) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlagerung (50) eine von einem Gehäuseabschnitt (20) des Lenksystems aufnehmbare Halterung (51) aufweist, die den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt, und dass die Halterung (51) Aussparungen (52) aufweist, die eine Bewegung (β) zumindest für einen Abschnitt (51b) der Halterung (51) ermöglichen, der den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt.
Lenkgetriebe (100) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebe ein Schraubradgetriebe (100) ist, das ein über die Welle (90) mit einem elektrischen Antriebsmotor verbindbares Schraubritzel (30) aufweist, das in dem Gehäuseabschnitt (20) des Lenksystems angeordnet ist und mit einem Schraubrad (40) in Eingriff steht.
Schraubradgetriebe (100) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubradgetriebe als Schneckengetriebe (100) ausgebildet ist, wobei das Schraubrad als Schneckenrad (40) ausgebildet ist und das Schraubritzel als Schnecke (30) ausgebildet ist, die mit dem Schneckenrad (40) in Eingriff steht.
Lenksystem mit einer Wellenlagerung (50), die zur Lagerung einer Welle (90) ein Kugellager (60) mit einem Außenring (61) und einem Innenring (62) aufweist, wobei die Welle (90) in dem Innenring (62) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlagerung (50) eine von einem Gehäuseabschnitt (20) des Lenksystems aufnehmbare Halterung (51) aufweist, die den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt, und dass die Halterung (51) Aussparungen (52) aufweist, die eine Bewegung (β) zumindest für einen Abschnitt (51b) der Halterung (51) ermöglichen, der den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt.
Lenksystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenksystem ein Lenkgetriebe, insbesondere ein Schraubradgetriebe (100), aufweist.
Lenksystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenksystem als elektrisches Hilfskraftlenksystem ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Halterung (51*) für eine Wellenlagerung (50) in einem Lenksystem, die zur Lagerung einer Welle (90) ein Kugellager (60) mit einem Außenring (61) und mit einem Innenring (62) aufweist, wobei die Welle (90) in dem Innenring (62) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (51*) zur Aufnahme in einem Gehäuseabschnitt (20) des Lenksystems hergestellt wird, so dass die Halterung (51*) den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt und Aussparungen (52) aufweist, die eine Bewegung (β) zumindest für einen Abschnitt (51b*) der Halterung (51) ermöglichen, der den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt, wobei die Halterung (51*) aus einem scheibenförmigen oder laschenförmigen Abschnittsteil (51a*) aus einem ersten Blech (FB), insbesondere Federstahlblech, hergestellt wird, und aus einem topfförmigen Abschnittsteil (51b*) aus einem zweiten Blech (WB), insbesondere Weichblech, hergestellt wird, indem beide Abschnittsteile (51a*, 51b*) miteinander form- und/oder kraftschlüssig verbunden werden.
Verfahren zur Herstellung einer Halterung (51*) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Blech (FB) Öffnungen (56*) vorhanden sind, durch die von einer Seite Material des zweiten Blechs (WB) gedrückt und anschliessend von der Gegenseite umgeformt wird, so dass ein Formschluss und/oder Kraftschluss beide Abschnittsteile (51a*, 51b*) miteinander verbindet.
Verfahren zur Herstellung einer Halterung (51*) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Blech (FB) Öffnungen (56*) vorhanden sind, durch die von einer Seite hervorstehende Bereiche des topfartigen Abschnittsteils (51b*) gesteckt werden und anschliessend von der Gegenseite umgeformt werden, so dass ein Formschluss und/oder Kraftschluss beide Abschnittsteile (51a*, 51b*) miteinander verbindet.
Verfahren zur Herstellung einer Halterung (51*) nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Gegenseite bei der Umformung des Materials bzw. der hervorstehende Bereiche jeweils ein geschlossener Nietkopf oder ein offener Nietkopf bzw. Hohlniete gebildet wird.
Verfahren zur Herstellung einer Halterung (51*) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abschnittsteile (51a*, 51b*) mittels Durchsetzfügen bzw. Clinchen verbunden werden.
Verfahren zur Herstellung einer Halterung (51*) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abschnittsteile (51a*, 51b*) mittels Stanznieten verbunden werden
Verfahren zur Herstellung einer Halterung (51*) nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch, dass die beiden Abschnittsteile (51a*, 51b*) auch mit zusätzlichen Nieten verbunden werden
Verfahren zur Herstellung einer Halterung (51*) nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch, dass die beiden Abschnittsteile (51a*, 51b*) auch mit zusätzlichen Schrauben verbunden werden