DE102008040673B4

DE102008040673B4 - Wellenlagerung in einem Lenksystem und damit ausgestattetes Lenkgetriebe und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE102008040673B4
Application number: DE102008040673.2A
Authority: DE
Inventors: Dennis Füchsel; Jens Hafermalz
Original assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-06-24
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2018-07-26
Anticipated expiration: 2028-07-25
Also published as: DE102008040673A1

Abstract

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, wobei die Wellenlagerung (50) eine von einem Gehäuseabschnitt (20) des Lenksystems aufnehmbare Halterung (51; 51"; 51"';51*; 51**) aufweist, die den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt, und wobei die Halterung (51; 51"; 51"';51*; 51**) Aussparungen (52; 52'; 52a; 52b) aufweist, die eine Bewegung (β) zumindest für einen Abschnitt (51b; 51b"; 51b*) der Halterung (51; 51"; 51"';51*; 51**) ermöglichen, der den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt, wobei die Halterung (51; 51"; 51"', 51*; 51**) einen elastisch verformbaren, scheibenförmigen Abschnitt (51a; 51a") oder laschenförmigen Abschnitt (51a*) zur Befestigung in dem Gehäuseabschnitt (20) des Lenksystems aufweist und einen topfförmigen Abschnitt (51b; 51b"; 51b*) zur Aufnahme des Außenrings (61) des Kugellagers (60) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrstückige Halterung (51"; 51'''; 51*; 51**) mindestens einen aus Federstahlblech geformten Abschnitt (51a"; 51a*) und einen aus Weichblech geformten Abschnitt (51b"; 51b*) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellenlagerung in einem Lenksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie den oberbegrifflichen Merkmalen der Nebenansprüche 13, 16 und 19, die ein Lenkgetriebe mit solch einer Wellenlagerung, ein Lenksystem mit solch einer Wellenlagerung und ein Verfahren zur Herstellung einer Halterung für eine solche Wellenlagerung betreffen.
Aus der veröffentlichten Patentanmeldung FR 2 891 036 A1 ist eine gattungsgemäße Wellenlagerung bekannt, die in einem Kugelumlauf-Lenkgetriebe eines Lenksystems eingesetzt wird. Die dort beschriebene Wellenlagerung (siehe dort 3-6) wird mittels einer Halterung verbessert, die aus einem Material so gefertigt ist, dass sich zwei ringförmige Abschnitte (24 und 25) ausbilden, die lediglich über schmale Stege (26) miteinander verbunden sind, wobei der innere ringförmige Abschnitt das Kugellager für die Wellenlagerung aufnimmt und der äußere ringförmige Abschnitt in dem Gehäuse montiert ist. Aufgrund der schmalen Stege kann der innere Abschnitt gegenüber dem äußeren Abschnitt leicht verschwenkt werden (s. 6), wodurch sich eine gewisse Verstränkungs-Elastizität in der Wellenlagerung in einem Kugelumlaufgetriebe ergibt, die aber im Wesentlichen nur durch die Dimensionierung der Stege verändert bzw. angepasst werden kann. Denn das Material selbst bestimmt die Eigenschaften beider Abschnitte (des äußeren wie auch des inneren Abschnitts) der Halterung und kann demnach nicht allein auf die gewünschte Verschränkungs-Elastizität hin ausgewählt werden. Das gilt auch für weitere Eigenschaften, die damit einhergehen, wie z.B. die Geräuschreduzierung und effektive mechanische Wirkung (Verzahnung beim Einsatz der Wellenlagerung in Lenkgetrieben, insbesondere in Schraubradgetrieben). In der FR 2 891 036 A1 wird jedoch kein Zusammenhang mit Schraubradgetrieben hergestellt.
Die EP 0 799 975 A2 beschreibt eine Wellenlagerung für schnelllaufende Rotoren, wie sie in Turboladern und dergleichen verwendet werden. Ein Zusammenhang mit Lenkgetrieben, die wesentlich langsamer laufende Wellen aufweisen, wird dort nicht hergestellt.
Die GB 2 173 867 A beschreibt eine Wellenlagerung für Gasturbinen, die bekanntermaßen auch sehr schnell drehen. Auch hier ist kein Zusammenhang mit Lenkgetrieben, die wesentlich langsamer laufende Wellen aufweisen, zu erkennen.
Die DE 602 10 154 T2 beschreibt eine Wellenlagerung für ein Lenkgetriebe in einem Lenksystem. Dabei handelt es sich um ein Lenkgetriebe mit Schraubritzel (Schnecke), das an dem antriebsseitigen Ende eine als Festlager ausgebildete Wellenlagerung aufweist, bei der ein erstes Wälzlager (Kugellager) vorgesehen ist. An dem freien Ende des Schraubritzels (Schnecke) ist eine als Loslager ausgebildete Lagerungsvorrichtung mit einem zweiten Wälzlager vorgesehen. Sowohl auf der Festlagerseite wie auch auf der Loslagerseite soll möglichst effizient das Entstehen von Geräuschen vermieden werden oder zumindest stark reduziert werden. Dazu wird das Loslager mit einem Druckstück versehen, das radial gegen das freie Ende der Schnecke drückt und somit den Verzahnungseingriff mit dem Schneckenrad verbessert.
Aus der DE 101 61 715 A1 ist eine 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 (Wechsellenken) 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 sowie den Merkmalen der Nebenansprüche 13, 16 und 19, die ein Lenkgetriebe mit solch einer Wellenlagerung, ein Lenksystem mit solch einer Wellenlagerung und ein Verfahren zur Herstellung einer Halterung für eine solche Wellenlagerung betreffen
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. Weiterhin weist die Halterung einen elastisch verformbaren, scheibenförmigen Abschnitt oder laschenförmigen Abschnitt zur Befestigung in dem Gehäuseabschnitt des Lenksystems auf und weist einen topfförmigen Abschnitt zur Aufnahme des Außenrings des Kugellagers auf. Erfindungsgemäß ist die Halterung mehrstückig ausgebildet und weist mindestens einen aus Federstahlblech geformten Abschnitt und einen aus Weichblech geformten Abschnitt auf. Vorzugsweise ist zumindest der scheibenförmige oder laschenförmige Abschnitt der Halterung aus Federstahlblech hergestellt. Außerdem weist vorzugsweise zumindest der topfförmige Abschnitt ein zylindrisches, insbesondere aus Weichblech geformtes, Gehäuse auf, das den Außenring des Kugellagers umschließt. 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.
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 Federstahlblech hergestellt wird und aus einem topfförmigen Abschnittsteil 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.
Demnach 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.
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:

1 ein Schraubradgetriebe gemäß dem Stand der Technik zeigt;
2 eine Querschnittsansicht eines gattungsgemäßen Schraubradgetriebes mit Wellenlagerung zeigt;
3 a,b,c die für das Schraubradgetriebe verschiedene Ansichten der in der Wellenlagerung vorgesehenen gattungsgemäßen Halterung zeigen;
3 d die elastische Beweglichkeit bzw. Schwenkbarkeit der Halterung veranschaulicht;
4 a, b für eine erste, erfindungsgemäße Ausführungsform verschiedene Ansichten einer in der Wellenlagerung vorgesehenen Halterung zeigen;
Fig. 5 für eine zweite, erfindungsgemäße Ausführungsform einer in der Wellenlagerung vorgesehenen Halterung zeigt (voll-kardanische Variante);
6 a, b für eine dritte, erfindungsgemäße Ausführungsform einer in der Wellenlagerung vorgesehenen Halterung zeigt (zweiteilig, halb-kardanische Variante);
7 a, b, c Querschnittsansichten zu den 7 a, b zeigen;
8 a, b im Detail eine Verbindungstechnik zur Herstellung der zweiteiligen Halterung nach 7 a, b zeigen; und
9 a, b im Detail eine alternative Verbindungstechnik bzw. eine danach hergestellte vierte, erfindungsgemäße Ausführungsform einer Halterung zeigen.

Die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen zeigen beispielhaft bevorzugte Konstruktionsvarianten von ausgebildeten Wellenlagerungen, die insbesondere, wie in 1 zu sehen, in einem als Schneckengetriebe eines elektrischen Hilfskraftlenksystems ausgebildeten Schraubradgetriebe eingesetzt werden können. Die Erfindung ist aber nicht auf Schraubradgetriebe im speziellen beschränkt, sondern kann allgemein auf jede Art von Lenkgetriebe angewendet werden.
Die 2 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Wellenlagerung 50 in einem als Schneckengetriebe gestalteten Schraubradgetriebe 100. Eine über eine Welle 90 mit einem elektrischen Antriebsmotor (nicht dargestellt) verbindbare Schnecke 30 ist in einem Gehäuseabschnitt 20 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.
Die 4a und 4b zeigen eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der die Halterung 51" 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 verformbarem 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 5 ist eine zweite erfindungsgemäße 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 alle 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 6a und 6b ist als dritte, ebenfalls erfindungsgemäße Ausführungsform eine zweiteilige Halterung 51* dargestellt, die neben einem topfförmigen Abschnitt bzw. Abschnittsteil 51b* nun einen nicht-scheibenförmigen, sondern laschenförmigen Abschnitt bzw. Abschnittsteil 51a* 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 7a bis 7c 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 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, z.B. zu Nieten verpresst wird, wie dies anhand der 8 a, 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 9a, b zeigen im Detail eine dazu alternative Verbindungstechnik bzw. eine danach hergestellte vierte, erfindungsgemäße Ausführungsform einer Halterung 51**, die wiederum einen scheibenförmigen Abschnitt aufweist.
Zur Herstellung dieser Halterung 51** wird entsprechend der in 9 a 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.
Bezugszeichenliste

1	herkömmliches Schraubradgetriebe in Gestalt eines Schneckengetriebes u.a. mit: 2 Gehäuse, 3 Schnecke, 4 Schneckenrad, 5 Wellenlagerung und Schraub- bzw. Fixierring 7*
50	gattungsgemäße 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 eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform (mehrstückig, halb-kardanische Lösung) u.a. mit:
	51a"	scheibenförmigen Abschnitt verclincht mit
	51b"	topfförmigen Abschnitt
	54	Außenwulst bzw. Zapfen zur Positionierung der Federscheibe

51'"	Halterung für eine zweite, erfindungsgemäße 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 eine dritte, erfindungsgemäße Ausführungsform (mehrstückig, halb-kardanische Lösung) u.a. mit:
	51a*	laschenförmigen Abschnitt bzw. Abschnittsteil (Federscheibe gefertigt aus erstem Blech FB, hier aus Federstahlblech)
	51 b*	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)
	FB	erste Blech
	WB	zweite Blech

51**	Halterung für eine vierte, erfindungsgemäße 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. dem Stand der Technik

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, wobei die Wellenlagerung (50) eine von einem Gehäuseabschnitt (20) des Lenksystems aufnehmbare Halterung (51; 51"; 51"';51*; 51**) aufweist, die den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt, und wobei die Halterung (51; 51"; 51"';51*; 51**) Aussparungen (52; 52'; 52a; 52b) aufweist, die eine Bewegung (β) zumindest für einen Abschnitt (51b; 51b"; 51b*) der Halterung (51; 51"; 51"';51*; 51**) ermöglichen, der den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt, wobei die Halterung (51; 51"; 51"', 51*; 51**) einen elastisch verformbaren, scheibenförmigen Abschnitt (51a; 51a") oder laschenförmigen Abschnitt (51a*) zur Befestigung in dem Gehäuseabschnitt (20) des Lenksystems aufweist und einen topfförmigen Abschnitt (51b; 51b"; 51b*) zur Aufnahme des Außenrings (61) des Kugellagers (60) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrstückige Halterung (51"; 51'''; 51*; 51**) mindestens einen aus Federstahlblech geformten Abschnitt (51a"; 51a*) und einen aus Weichblech geformten Abschnitt (51b"; 51b*) aufweist.
Wellenlagerung (50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (52'; 52a; 52b) in dem laschenförmigen oder scheibenförmigen Abschnitt (51a*; 51a") selbst als zwei sich gegenüberliegende kreissegmentförmige Aussparungen ausgebildet sind, die jeweils einen Bereich (α) des topfförmigen Abschnitts (51b"; 51b*) umschließen.
Wellenlagerung (50) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kreissegmentförmigen Aussparungen (52'; 52a; 52b) jeweils einen Bereich (α) des topfförmigen Abschnitts (51b"; 51b*) soweit umschließen, dass in dem scheibenförmigen Abschnitt (51a") oder laschenförmigen Abschnitt (51a*) zwei sich gegenüberliegende stegförmige Übergangsbereiche (53) verbleiben, so dass die sich gegenüberliegenden stegförmigen Übergangsbereiche (53) eine halb-kardanisch elastische Verbindung zwischen den Abschnitten (51a"; 51a*; 51b"; 51b*) darstellen.
Wellenlagerung (50) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem scheibenförmigen Abschnitt (51a") 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 (51a") und dem topfförmigen Abschnitt (51b"") darstellen.
Wellenlagerung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der laschenförmige oder scheibenförmige Abschnitt (51a*; 51a") der Halterung (51"; 51"', 51*; 51**) aus Federstahlblech hergestellt ist.
Wellenlagerung (50) nach einem der einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der topfförmige Abschnitt (51b"; 51b*) ein zylindrisches, aus Weichblech geformtes, Gehäuse aufweist, das den Außenring (61) des Kugellagers (60) umschließt.
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"; 51"', 51*; 51**) mit dem laschenförmigen oder scheibenförmigen Abschnitt (51a*; 51a') in dem Gehäuseabschnitt (20) mittels einer Stellschraube und/oder eines Schraubrings (70*) fixiert ist.
Wellenlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der laschenförmige Abschnitt (51a*) der Halterung (51*) mindestens ein Durchgangsloch (55*) aufweist und in dem Gehäuseabschnitt (20) mittels einer Schraubverbindung durch Standard-Schrauben fixiert ist.
Wellenlagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der laschenförmige oder scheibenförmige Abschnitt (51a*; 51a") eine Außennut und/oder einen Außenwulst (54) aufweist.
Wellenlagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der topfförmige Abschnitt (51b"; 51b*) der Halterung (51"; 51"', 51*; 51**) 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 Welle (90) in dem Innenring (62) gelagert ist, wobei die Wellenlagerung (50) eine von einem Gehäuseabschnitt (20) des Lenksystems aufnehmbare Halterung (51; 51"; 51"';51*; 51**) aufweist, die den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt und die Halterung (51; 51"; 51"';51*; 51**) Aussparungen (52; 52'; 52a; 52b) aufweist, die eine Bewegung (β) zumindest für einen Abschnitt (51b; 51b"; 51b*) der Halterung (51; 51"; 51"';51*; 51**) ermöglichen, der den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt, wobei die Halterung (51; 51"; 51"', 51*; 51**) einen scheibenförmigen Abschnitt (51a") oder laschenförmigen Abschnitt (51a*) zur Befestigung in dem Gehäuseabschnitt (20) des Lenksystems aufweist und einen topfförmigen Abschnitt (51b"; 51b*) zur Aufnahme des Außenrings (61) des Kugellagers (60) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrstückige Halterung (51"; 51''; 51*; 51**) mindestens einen aus Federstahlblech geformten Abschnitt (51a"; 51a*; 51a**) und einen aus Weichblech geformten Abschnitt (51b"; 51b*) aufweist.
Lenkgetriebe (100) nach Anspruch 13, 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.
Lenkgetriebe (100) nach Anspruch 14, 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, wobei die Wellenlagerung (50) eine von einem Gehäuseabschnitt (20) des Lenksystems aufnehmbare Halterung (51; 51"; 51"';51*; 51**) aufweist, die den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt, und wobei die Halterung (51; 51"; 51"';51*; 51**) Aussparungen (52; 52'; 52a; 52b) aufweist, die eine Bewegung (β) zumindest für einen Abschnitt (51b; 51b"; 51b*) der Halterung (51; 51"; 51'";51 *; 51**) ermöglichen, der den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt, wobei die Halterung (51; 51"; 51'"; 51*; 51**) einen elastisch verformbaren, scheibenförmigen Abschnitt (51a; 51a") oder laschenförmigen Abschnitt (51a*) zur Befestigung in dem Gehäuseabschnitt (20) des Lenksystems aufweist und einen topfförmigen Abschnitt (51b; 51b"; 51b*) zur Aufnahme des Außenrings (61) des Kugellagers (60) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrstückige Halterung (51"; 51'''; 51*; 51**) mindestens einen aus Federstahlblech geformten Abschnitt (51a"; 51a*) und einen aus Weichblech geformten Abschnitt (51b"; 51b*) aufweist.
Lenksystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenksystem ein Lenkgetriebe aufweist, das ein Schraubradgetriebe (100), ist.
Lenksystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenksystem als elektrisches Hilfskraftlenksystem ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Halterung (51"; 51"';51*; 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, wobei die Halterung (51"; 51"';51*; 51**) zur Aufnahme in einem Gehäuseabschnitt (20) des Lenksystems hergestellt wird, so dass die Halterung (51"; 51"';51*; 51**) den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt und Aussparungen (52'; 52a; 52b) aufweist, die eine Bewegung (β) zumindest für einen Abschnitt (51b*"; 51b*) der Halterung (51"; 51'";51*; 51**) ermöglichen, der den Außenring (61) des Kugellagers (60) aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (51"; 51'"; 51*; 51**) aus einem scheibenförmigen oder laschenförmigen Abschnittsteil (51a"; 51a*) aus Federstahlblech (FB) hergestellt wird, und aus einem topfförmigen Abschnittsteil (51b"; 51b*) aus Weichblech (WB) hergestellt wird, indem beide Abschnittsteile (51a"; 51a*,51b"; 51b*) miteinander form- und/oder kraftschlüssig verbunden werden.
Verfahren zur Herstellung einer Halterung (51"; 51'";51 *; 51**) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Federstahlblech (FB) Öffnungen (56*) vorhanden sind, durch die von einer Seite Material des Weichblechs (WB) gedrückt und anschließend von der Gegenseite umgeformt wird, so dass ein Formschluss und /oder Kraftschluss beide Abschnittsteile (51a"; 51a*; 51b"; 51b*) miteinander verbindet.
Verfahren zur Herstellung einer Halterung (51"; 51'''; 51*; 51**) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Federstahlblech (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"; 51"', 51*; 51**) nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Gegenseite bei der Umformung des Materials bzw. der hervorstehende Bereiche jeweils ein geschlossener Nietkopf oder ein offener Nietkopf oder Hohlniete gebildet wird.
Verfahren zur Herstellung einer Halterung (51"; 51"', 51*; 51**) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abschnittsteile (51a"; 51a*; 51b"; 51b*) mittels Durchsetzfügen bzw. Clinchen verbunden werden.
Verfahren zur Herstellung einer Halterung (51"; 51"'51*; 51**) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abschnittsteile (51a"; 51a*; 51b"; 51b*) mittels Stanznieten verbunden werden.
Verfahren zur Herstellung einer Halterung (51"; 51"';51*; 51**) nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abschnittsteile (51a"; 51a*; 51b"; 51b*) auch mit zusätzlichen Nieten verbunden werden
Verfahren zur Herstellung einer Halterung (51"; 51'''; 51*; 51**) nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abschnittsteile (51a; 51a*; 51b"; 51b*) auch mit zusätzlichen Schrauben verbunden werden.