DE102009016187B4

DE102009016187B4 - Lager für eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Schwenkmoments

Info

Publication number: DE102009016187B4
Application number: DE102009016187.2A
Authority: DE
Inventors: Alexander Zernickel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2020-11-05
Anticipated expiration: 2029-04-04
Also published as: DE102009016187A1

Abstract

Lager für eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Schwenkmoments auf eine schwenkbar gelagerte Welle, wobei die Welle mittels eines Lagers um ihre axial verlaufende Rotationsachse in einem Gehäuse drehbar und um einen auf der Rotationsachse liegenden Schwenkpunkt relativ zum Gehäuse schwenkbar gelagert ist, mit einem Schwenkring (25) und mit einem schwenkbaren Lagerelement (31) wobei die Vorrichtung wenigstens ein Federelement aufweist, das mit Abstand zum Schwenkpunkt federelastisch gegen die Welle vorgespannt ist, wobei das Federelement (12, 37) federelastisch gegen wenigstens ein mit der Welle (3) um den Schwenkpunkt (11) schwenkbewegliches Lagerelement (31) des Lagers (9, 35) vorgespannt ist, wobei das Federelement (12, 37) federelastisch ortsfest zum Gehäuse (8) hin im Lager (9) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (31) ein Lagerring (24) ist, welcher konzentrisch zumindest teilweise von dem Schwenkring (25) umfangsseitig umgeben ist, wobei der Lagerring (24) radial in dem Schwenkring (25) abgestützt und relativ zu dem Schwenkring (25) schwenkbar ist, und dass das Federelement (12) an dem Schwenkring (25) befestigt ist, wobei das Lagerelement (31) mittels des Federelementes (12) federelastisch gegen den Schwenkring (25) vorgespannt ist, wobei das Federelement (12) exzentrisch zur Rotationsachse (20) gegen den Lagerring (24) vorgespannt ist, wobei der Lagerring (24) mittels des Federelementes (12) gegenüber der Rotationsachse (20) des Lagers (9) so verkippt ist, dass die Mittelachse (34) des Lagerrings (24) und die Rotationsachse (20) des Lagers (9) zueinander geneigt sind, wobei das Federelement (12) aus wenigstens zwei Gruppen von einzelnen Federelementen gebildet ist, wobei jede Gruppe mindestens ein einzelnes Federelement aufweist, wobei eine der Gruppen stärker gegen den Lagerring (24) vorgespannt ist als die andere Gruppe.

Description

Gebiet der Erfindung
Lager für eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Schwenkmoments auf eine schwenkbar gelagerte Welle und ein Lager für die Vorrichtung
Hintergrund der Erfindung
Wellen in Lenkgetrieben sind Querkräften und Biegemomenten ausgesetzt, die zu ungleichmäßige Lastverteilung führen und dadurch die Welle erheblich durchbiegen. In bekannten Lenkgetrieben wurde, um die aus den Verformungen folgenden Spannungen und Reibungskräfte zu reduzieren, eine Lagerstelle schwenkbeweglich gestaltet. DE 10 2005 015 756 A1 beschreibt eine Lagerung für eine Spindel in einem Lenkgetriebe, in der der Lageraußenring von einem Schwenkring umgeben ist. Der Lageraußenring und der Schwenkring weisen gemeinsame Kontaktflächen mit Wölbungen auf, wobei der Außenring konkav und der Schwenkring entsprechend konvex gewölbt ist. Dementsprechend kann die mit einem derartigen Schwenklager gelagerte Welle beim Zusammenbau des Lenkgetriebes relativ zum Lagergehäuse geschwenkt werden, wenn Querkräfte oder Biegemomente auf diese wirken. Damit die Lagerstelle spielfrei ist, ist die konkaven Kalotte des Schwenkrings in zwei Schalen geteilt und wenigstens eine der Schalen ist mittels einer Feder axial vorgespannt. Mit einer derartigen Schwenklageranordnung können zunächst zumindest geringfügige Verkippungen zwischen zwei Lagerstellen ausgeglichen werden.
Die an einer derartigen Lagerstelle gelagerte Welle, beispielsweise die Schneckenwelle des Schneckengetriebes einer Servolenkung ist darüber hinaus auch bei Betrieb des Lenkgetriebes unter der Voraussetzung schwenkbeweglich gelagert, dass die Welle an einer von dem Festlager entfernten Lagerstelle mit einem richtungsorientiert radial beweglichen Loslager ausgerüstet ist. In Lenkungen mit Überlagerungsgetriebe bzw. bei elektrischen Servolenkungen ist Spiel unerwünscht. Spiel innerhalb eines Schneckengetriebes verschlechtert das Lenkgefühl, verringert die Präzision von Lenkeingriffen und äußert sich beim Wechsel der Drehrichtung durch Knackgeräusche. Aus DE 102 17 123 A1 ist ein Lenkgetriebe aus einer elektrischen Servolenkung bekannt. In dem Schneckengetriebe ist die von einem Elektromotor angetriebene Schneckenwelle in Nähe des Motors um ein als Schwenklager ausgebildetes Festlager verschwenkbar. Außerdem ist die Welle von dem Festlager entfernt an einer Loslagerstelle in zwei entgegengesetzte radiale Richtungen auslenkbar. Dazu weist das Gehäuse ein Langloch zur Aufnahme des Loslagers auf, wobei die Längsachse des Langlochs in die radialen Richtungen verläuft. Ein Ausweichen der Welle in tangentialer radialer Richtung ist nicht möglich. Zwischen dem Loslager und dem Gehäuse ist mindestens ein Federelement angeordnet. Das Federelement ist so angeordnet, dass deren Federkraft die Schnecke zwecks spielfreier getrieblicher Verbindung auf das Schneckenrad presst. Derartige Anordnungen sind relativ aufwändig und teuer, da beispielsweise das Langloch und die Federauflage seitens des Loslagers im Gehäuse spanabhebend ausgearbeitet werden muss.
DE 2 345 373 A zeigt ein Lenkgetriebe, in dem einer Ritzelwelle mittels zweier Grundstoffbuchsen mit radialem Spiel in Gehäuse gelagert ist. Die Grundstoffbuchsen sind mit einer Blattfeder beaufschlagt und innerhalb des Spiels verschiebbar, so dass das Ritzel spielfrei in die getrieblicher Verbindung vorgespannt wird.
Aus der DE 10 2008 042 608 A1 ist eine Lagerung einer Schnecke in einem Lenkgetriebe bekannt. Wobei die Lagerung mindestens ein Lager mit einem Außenring, einem Innenring und mit dazwischen beweglich aufgenommenen Walzkörpern aufweist. Das Lager ist beweglich in einer Lagerungsaufnahme angeordnet ist, die den Außenring des Lagers aufnimmt, und wobei der Innenring eines der beiden Wellenenden der Schnecke aufnimmt, um dieses Wellenende der Schnecke in einem Gehäuse des Lenkgetriebes zu lagern.
Die DE 101 22 434 A1 offenbart eine elektrische Servolenkvorrichtung mit einem Lager. Auf dem Außenumfang des Lagers zum Halten einer Schnecke, sie sich in Abhängigkeit von der Drehung eins Lenkkratunterstützungsmotors in dem Gehäuse dreht, sind elastische Teile vorgesehen, die eine Bewegung des Lagers in seiner Radialrichtung verhindern.
Als gattungsbildender Stand der Technik sind demnach Wellenanordnungen, beispielsweise die von elektrischen Servolenkungen mit Schneckengetriebe bekannt, in denen die Welle an einer Lagerstelle schwenkbeweglich und an einem von der Lagerstelle entfernten Ende aufgrund von Schwenkbewegungen radial auslenkbar ist. Außerdem ist die Welle mittels wenigstens eines Federelementes zwecks spielfreier getrieblicher Verbindung eines Getriebeelements der Welle mit einem weiteren Getriebeelement in wenigstens eine radiale Richtung gegen das weitere Getriebeelement vorgespannt ist.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, einer Anordnung zu schaffen mit der die zuvor genannten Nachteile vermieden werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung sieht ein Lager für eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Schwenkmoments auf eine schwenkbar gelagerte Welle vor. Die Welle ist mittels eines Lagers um ihre axial verlaufende Rotationsachse in einem Gehäuse drehbar und um einen auf der Rotationsachse liegenden Schwenkpunkt relativ zum Gehäuse entweder in einem Loslager oder bevorzugt in einem Festlager schwenkbar gelagert. In der Vorrichtung ist wenigstens ein Federelement vorgesehen, dass mit Abstand zum Schwenkpunkt federelastisch gegen die Welle vorgespannt ist. Erfindungsgemäß ist das Federelement federelastisch gegen wenigstens ein mit der Welle um den Schwenkpunkt schwenkbewegliches Lagerelement des Lagers vorgespannt. Dabei ist das Federelement gegen die Federkräfte federelastisch ortsfest zum Gehäuse hin abgestützt.
Dadurch, dass das Federelement direkt an der Lagerstellen gegen ein Lagerelement des Schwenklagers vorgespannt ist, ist das Federelement zumindest in die Lagerstellen oder vorzugsweise in das Lager integrierbar. Das Federelement greift an einem schwenkbewegliches Lagerelement beispielsweise an einem Innenring, Außenring oder an einem Zwischenring an. Jeder der Ringe ist je nach Anordnung relativ zu dem Gehäuse und synchron mit der Welle schwenkbar.
Unter Lager bzw. Schwenklager sind Gleitlager bzw. Wälzlager zu verstehen. Als einfachste Form eines Schwenklagers ist ein Gleitlager in Form eines Kugelgelenks vorstellbar. Dazu weist entweder die Welle ein konvex gewölbtes Kugelsegment auf oder das Kugelsegment ist in Form eines Innenringes auf der Welle angebracht. Eine Kontaktfläche des konvexen Kugelsegments steht in Kontakt mit einer korrespondierenden konkaven Kontaktfläche an einem Schwenkring. Der Schwenkring ist in diesem Fall gleichzeitig Außenring, da die Welle mit Innenring gegenüber dem Schwenkring bzw. Außenring nicht nur verschwenkt sondern auch um ihre Rotationsachse dreht. Die Kontaktflächen sind damit gleichzeitig die Gleitflächen eines Rotations- bzw. Schwenkgleitlagers.
Unter Innenring ist in anderen Fällen ein Lagerring zu verstehen, der mit der Welle gegenüber dem Außenring relativ rotationsbeweglich und mit dem Außenring gegenüber dem Schwenkring verschwenkbar ist. Der Außenring umgreift den Innenring konzentrisch und ist ein Lagerring, der relativ zum Gehäuse im Schwenkring verdrehfest angeordnet ist, jedoch in dem Schwenkschwenkring schwenkbeweglich ist. Zwischen Innenring und Außenring sind entweder in einem Gleitlager Gleitflächen ausgebildet oder in einem Wälzlager Kugeln, Nadeln oder Rollen für Wälzkontakt angeordnet. Der Schwenkring ist zur Rotationsachse verdrehfest und nicht schwenkbar zum Gehäuse angeordnet und weist Mittel wie gewölbte Kontaktflächen auf, die das Schwenken des Außenringes zulassen.
Festlager sind Lager, die die Welle radial und axial stützen. Festlager sind in Lenkgetrieben in der Regel die Schwenklager. Die Schwenklager sind oft in der Nähe des Antriebs beispielsweise des Servoantriebs angeordnet. Loslager sind Lager, in denen die Welle axial frei aber radial zumindest in eine Richtung abgestützt ist. In Lenkgetrieben sind die Loslager radial zum Zahneingriff hin und von diesem weg frei, jedoch in dazu tangentialer Richtung fest.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Federelement mit radialem Abstand zur Rotationsachse an dem Lagerelement angreift. Dabei kann das Federelement über den gesamten Umfang gleichmäßig verteilt gegen das Lagerelement vorgespannt sein. In diesem Fall wird an jeder Stelle des Umfangs eine axial gerichtete Kraft auf das Lagerelement ausgeübt. Diese axial gerichteten Kräfte üben Rückstellmomente in Form von Schwenkmomenten um den Schwenkpunkt des Schwenklagers aus auf das Lagerelement und damit die Welle aus. Die Rückstellmomente wirken so, dass diese das beaufschlagte Lagerelement bei entsprechender Federkraft aus einer zur Rotationsachse geneigten Stellung wieder in die Position zurückgeführt werden könnte, in der Mittelachse des Lagerelements und die Rotationsachse des Lagers wieder aufeinander liegen.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht jedoch vor, dass das Federelement nicht gleichmäßig umfangsverteilt sondern exzentrisch an dem Lagerelement angreift. Unter dem exzentrischen Angriff ist in diesem Falle zu verstehen, dass die Federkräfte mit radialem Abstand zur Rotationsachse der Welle entweder nur an einem Punkt bzw. mehreren Punkten einer oder mehrerer Umfangslinien des Lagerelements angreifen oder an einem Segment bzw. mehreren Segmenten. Jedoch ist in beiden Fällen die Federkraft nicht gleichmäßig auf den Umfang verteilt, so dass an dem Lagerelement ein Schwenkmoment in Form eines Kippmoments um den Schwenkpunkt erzeugt wird. Dieses Kippmoment ist so gerichtet, dass der Lagerring und damit die Welle gezielt in eine Schwenkrichtung vorgespannt und mit der Mittelachse zur Rotationsachse geneigt sein können. Im Lenkgetriebe kann somit die Schneckenwelle bzw. die Ritzelwelle gezielt in Richtung eines spielfreien Zahneingriffs gegen die Verzahnung vorgespannt werden.
Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass beide Funktionen, sowohl die schwenkbare Lagerung als auch die federelastischer Vorspannung zur Herstellung einer Spielfreiheit in der getrieblichen Verbindung in ein Lager integrierbar sind. Der bisher bekannte Aufwand zur Vorspannung der Welle mit Druckstücken und Federelementen seitens der Loslagerung kann entfallen. Die Herstellkosten für die Lenkgetriebe können durch Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung erheblich gesenkt werden.
Das Federelement ist in der Vorrichtung entweder gegen die Reaktionskräfte an dem Gehäuse abgestützt, in denen das Festlager sitzt, oder direkt an einem Lagerelement des Festlagers (Schwenklagers). Der Kostenvorteil ist insbesondere dann erheblich, wenn das Federelement in eine vormontierte Lagereinheit aus Schwenklager und Federelement vormontiert ist. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht dazu ein Lager in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor. Das Lager weist wenigstens einen Lagerring und einen Schwenkring auf, wobei der Lagerring mit der Welle relativ zu dem Schwenkring schwenkbeweglich an dem Schwenkring abgestützt ist. Das Federelement ist federelastisch gegen den Lagerring vorgespannt und gegen die Reaktionskräfte ortsfest zum Gehäuse hin direkt an dem Schwenkring abgestützt oder an diesem befestigt.
Das erfindungsgemäße Lager ist eine Baueinheit aus mindestens einem Innenring, einem Außenring und aus einem Schwenkring sowie aus dem Federelement. Außenring und Schwenkring können, wie zuvor schon beschrieben, eine Einheit bilden oder einteilig miteinander ausgebildet sein. Der Außenring ist zum Schwenkring relativ verschwenkbar. Dabei kann der Außenring elastisch beispielsweise über federnde Elemente oder eine Elastomerverbindung mit dem Schwenkring direkt verbunden sein oder, wie anfangs beschrieben, die konvex gewölbte Kontaktfläche aufweisen, die mit einer konkav gewölbten Innenfläche des Schwenkring korrespondiert.
Ein großer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein erfindungsgemäßes Lager hinsichtlich der Lage seines schwenkbaren Lagerelementes so voreingestellt werden kann, dass die Mittelachse des Lagerelementes in seiner Ausgangsstellung gegenüber der axial ausgerichteten Rotations- bzw. Schwenkachse des Schwenklagers bzw. der Welle geneigt ist. Der Neigungswinkel kann beispielsweise 1° bis 5° betragen. Das Federelement greift in diesem Fall nach oben stehender Definition exzentrisch an dem Lagerelement, vorzugsweise an dem Außenring, an. Über die Vorspannung, mit der das Federelement gegen den Außenring vorgespannt ist, lässt sich ein definiertes Rückstellmoment einstellen. Dieses Rückstellmoment ist bestrebt, den Lagerring wieder in die in diesem Fall geneigte Ausgangsstellung zurückzuführen. In dem Falle, indem dieses Lager in eine erfindungsgemäße Vorrichtung verbaut wird, werden beim Einbau des Lagers die Rotationsachse und die Mittelachse gegen den Widerstand dieses Rückstellmoments z.B. wieder konzentrisch zueinander ausgerichtet, wenn die Schnecke mit dem Schneckenrad in den Zahneingriff gebracht wird. Das Rückstellmoment, das bestrebt ist, den Lagerring wieder in die geneigte Position zu schwenken, übt damit die erforderliche Vorspannung aus, die beispielsweise spielfreien Zahneingriff an der getrieblichen Verbindung absichert. Die Erfindung betrifft demnach auch ein Lenkgetriebe mit Welle und einem Getriebeelement, das einem weiteren Getriebeelement zwecks getrieblicher Verbindung in einem Zahneingriff steht.
Unter Federelement sind eine oder mehrere Federn verschiedenster Ausführungen zu verstehen. Federelemente sind beispielsweise Schrauben-, Blatt-, Well- oder bevorzugt Tellerfedern. Die Tellerfedern weisen vorzugsweise eine oder mehrere radial gerichtete Zungen auf, die axial vor- oder zurückstehen.
Figurenliste
Die Erfindung ist nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

1 den Teil einer elektrischen Servolenkung, der den elektrischen Antriebsmotor, ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen von Schwenkmomenten und ein Schneckenrad zeigt,
2 eine räumliche Gesamtansicht eines möglichen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lagers für die Vorrichtung nach 1,
3 eine räumliche Ansicht des Lagers nach 2 in einem Längsschnitt, geschnitten entlang der Rotationsachse des Lagers,
4 den Längsschnitt durch das Lager nach 3 in der Schnittebene,
5 das Federelement des Lagers nach 2 als Einzelteil in einer Gesamtansicht,
6 das Federelement nach 5 in einem Längsschnitt entlang der Rotationsachse des Lagers und
7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Teil einer ansonsten nicht weiter dargestellten elektrischen Servolenkung, mit einem elektrischen Motor 1 und mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 zum Erzeugen von Schwenkmomenten auf eine Welle 3 mit einer Schnecke 4 die im getrieblichen Eingriff mit einem Schneckenrad 5 steht. Die Welle 3 ist mittels zwei Lagerstellen 6 und 7 zweifach gelagert. Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 sind ein Gehäuse 8, in diesem Fall das Gehäuse des elektrischen Motors 1, die Bestandteile der Lagerstelle 6 und ein Federelement 12.
In der Lagerstelle 6 ist ein Lager 9, das ein Festlager und ein Schwenklager ist, aufgenommen. Das Lager 9 ist in der Darstellung nach 1 nur symbolisch jedoch in den 2, 3 und 4 mit Einzelheiten dargestellt. Die Lagerstelle 7 ist eine Loslagerung und in diesem Fall durch ein Lager 10 in Form eines Kugellagers gebildet. Die Welle 3 ist im Lager 9 um den Schwenkpunkt 11 schwenkbar und kann deshalb an der Lagerstelle 7 radial auslenken.
In die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 ist ein Federelement 12 gemäß Erfindung integriert. Das Federelement 12 geht aus den Darstellungen der 2 bis 6 hervor. Das Federelement 12 ist eine Membranfeder mit Federzungen 13, 14, 15, 16, 17 und 18, die einteilig mit einem Winkelring 19 ausgebildet sind. Immer drei der Federzungen 13,14 und 15 oder 16, 17 und 18 bilden jeweils eine Gruppe, die an unterschiedlichen Stellen des Umfangs des Winkelring 19 ausgebildet sind und die sich über die Rotationsachse 20 hinweg betrachtet einander gegenüberliegen. Die Federzungen 13, 14, 15, 16, 17 und 18 sind radial in Richtung des Zentrums des Federelements 12 ausgerichtet und sind gegenüber dem radialen Schenkel 21 des Winkelrings 19 axial in eine Richtung zurück gebogen.
Das Lager 9 ist ein Wälzlager und weist einen Innenring 22, Wälzkörper in Form von Kugeln 23, einen Außenring 24 und einen Schwenkring 25 auf. Die Kugeln 23 sind mittels eines Käfigs 26 geführt und gehalten. Außerdem sind in den Außenring 24 Dichtringe 27 beidseitig der Wälzkörper und des Käfigs 26 eingeschnappt, die gemeinsam mit dem Innenring 22 eine Spaltdichtung bilden.
Der Innenring 22 weist eine innenzylindrische Mantelfläche 28 für einen Festsitz auf der Welle 3 auf. Die Kugeln 23 sind um die Rotationsachse 20 des Lagers 9 bzw. der Welle 3 beweglich an dem Innenring 22 und dem Außenring 24 abwälzbar zwischen dem Innenring 22 und dem Außenring 24 angeordnet. Der Außenring 24 ist relativ zur Rotationsachse 20 rotationsfest in dem Schwenkring 25 aufgenommen. Der Schwenkring 25 ist rotationsfest in dem Gehäuse 8 aufgenommen, so dass der Innenring 22 zusammen mit der Welle 3 gegenüber dem rotationsfesten Außenring 24 um die Rotationsachse 20 drehbar ist.
Der Außenring 24 weist außenumfangsseitig eine sphärische Fläche auf, die konvex gekrümmt ist und die eine Kontaktfläche 29 zu einer korrespondierenden Kontaktfläche 30 an dem Schwenkring 25 ist. Die Kontaktfläche 30 an dem Schwenkring 25 ist entsprechend konkav gekrümmt, so dass der Außenring 24 als schwenkbares Lagerelement 31 in der kalottenförmigen Aufnahme mit der Kontaktfläche 30 des Schwenkrings 25 um den Schwenkpunkt 11 schwenkbar ist.
Das Federelement 12 sitzt mit dem Winkelring 19 auf dem Schwenkring 25. Dazu umgreift der Winkelring 19 mit dem axialen Schenkel 32 einen Sitz 33 am Schwenkring und ist zum Beispiel auf diesen aufgepresst. Zumindest die Federzungen 13,14 und 15 sind in der mit den 3 bis 5 gezeigten Position des Federelements 12 gegen das als Außenring 24 ausgebildeten Lagerelement 31 axial vorgespannt. Alternativ sind sowohl die Federzungen 13,14 und 15 als auch die Federzungen 16,17 und 18 gegen das Lagerelement 31 mit radialem Abstand zur Rotationsachse 20 vorgespannt, wobei jedoch die Federzungen 13,14 und 15 mit größerer Vorspannung an dem Außenring 24 anliegen als die Federzungen 16,17 und 18. Eine derartig ungleichmäßige Belastung bewirkt ein Schwenkmoment auf den Außenring 24 um den Schwenkpunkt 11.
Der Außenring 24 wird durch die Wirkung der Membranfeder um den Schwenkpunkt 11 in eine Ausgangstellung geschwenkt, in der die Mittelachse 34 des Außenrings 24 um den Winkel α gegenüber der Rotationsachse 20 geneigt ist (siehe 4). Dieses Schwenkmoment wird dadurch erzielt, dass die Federzungen 13, 14 und 15 in axialer Richtung weiter zurück gebogen bzw. zurückgestellt sind als die Federzungen 16,17 und 18. Das geht insbesondere anschaulich aus 6, einer Schnittdarstellung des Federelements 12, hervor. Da die Federzungen 13 bis 18 in ihren Abmessungen gleich sind und somit zueinander die gleiche Federkennlinie aufweisen, bedeutet dies bei der Anlage aller Federzungen an dem Außenring 24 in zunächst einer Radialebene, dass die Federzungen 13 bis 15 weiter einfedern und somit höhere Federkräfte auf das Lagerelement 31 ausüben und ein Schwenkmoment erzeugen. Dieser Zustand entspricht der Darstellung nach 3.
Die Darstellung nach 3 zeigt, wie der Außenring gegen die Kraft der Federzungen 13, 14 und 15 gewaltsam in eine Lage gebracht wurde, in der die Mittelachse 34 des Außenrings 24 und die Rotationsachse 20 übereinstimmen und in der an dem Lagerring 24 das volle durch die Federzungen 13, 14 und 15 aufgebrachte Schwenkmoment um den Schwenkpunkt 11 anliegt.
Nach dem Loslassen des Außenrings aus dieser Position wird der Außenring 24 durch das Schwenkmoment in die in 4 gezeigte Stellung bewegt, bis alle Federzungen 13 bis 18 mit annähernd gleichen Kräften gegen den Außenring 24 vorgespannt sind. Das Lager 9 ist nach der Darstellung in 4 mittels des Federelements 12 als Baugruppe vor der Montage in die Lenkung hinsichtlich eines Neigungswinkels und damit hinsichtlich Schwenkmoments voreingestellt. Das Lager 9 wird anschließend voreingestellt in das Lenkgetriebe montiert und dabei der Außenring 24 gegen den Widerstand der Federzungen 13 bis 15 vorgespannt. Dabei wird der Außenring 24 gewaltsam in eine Stellung nach 3 oder zumindest in eine Stellung mit verringertem Neigungswinkel α zur Ausgangsstellung nach 4 ausgerichtet, so dass sich wieder ein Schwenkmoment aufbaut. Die Welle 3 wird durch das Schwenkmoment so beaufschlagt, dass die Verzahnung der Schnecke 4 auf der Welle 3 in die in 1 mit dem Richtungspfeil 36 markierte Richtung gegen die Verzahnung des Schneckenrades 5 spielfrei vorgespannt ist.
7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lagers 35, das im wesentlichen gleich aufgebaut ist wie das Lager 9 jedoch im Unterschied zu diesem mit einem anderen Federelement 37 versehen ist. Das Federelement 37 weist im Gegensatz zu dem Federelement 12 gleichmäßig am Umfang verteilte Federzungen 39 und 40 die wahlweise die gleichen Abmessungen oder sich voneinander unterscheidende Abmessungen aufweisen und/oder unterschiedlich axial zurückgestellt sind und/oder axial alle gleich zurückgestellt sind. Es ist auch möglich, dass die Federzungen in Gruppen aufgeteilt sind, so dass verschiedene Gruppen von Federzungen mit gleichen oder sich voneinander unterscheidenden Federcharakteristiken gebildet sind.
Bezugszeichenliste

1: elektrischer Motor
2: Vorrichtung zum Erzeugen von Schwenkmomenten
3: Welle
4: Schnecke
5: Schneckenrad
6: Lagerstelle
7: Lagerstelle
8: Gehäuse
9: Lager
10: Lager
11: Schwenkpunkt
12: Federelement
13: Federzunge
14: Federzunge
15: Federzunge
16: Federzunge
17: Federzunge
18: Federzunge
19: Winkelring
20: Rotationsachse
21: Schenkel
22: Innenring
23: Kugel
24: Außenring
25: Schwenkring
26: Käfig
27: Dichtring
28: innenzylindrischer Mantelfläche
29: Kontaktfläche
30: Kontaktfläche
31: Lagerelement
32: Schenkel
33: Sitz
34: Mittelachse
35: Lager
36: Richtungspfeil
37: Federelement
38: Federzunge
39: Federzunge

Claims

Lager für eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Schwenkmoments auf eine schwenkbar gelagerte Welle, wobei die Welle mittels eines Lagers um ihre axial verlaufende Rotationsachse in einem Gehäuse drehbar und um einen auf der Rotationsachse liegenden Schwenkpunkt relativ zum Gehäuse schwenkbar gelagert ist, mit einem Schwenkring (25) und mit einem schwenkbaren Lagerelement (31) wobei die Vorrichtung wenigstens ein Federelement aufweist, das mit Abstand zum Schwenkpunkt federelastisch gegen die Welle vorgespannt ist, wobei das Federelement (12, 37) federelastisch gegen wenigstens ein mit der Welle (3) um den Schwenkpunkt (11) schwenkbewegliches Lagerelement (31) des Lagers (9, 35) vorgespannt ist, wobei das Federelement (12, 37) federelastisch ortsfest zum Gehäuse (8) hin im Lager (9) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (31) ein Lagerring (24) ist, welcher konzentrisch zumindest teilweise von dem Schwenkring (25) umfangsseitig umgeben ist, wobei der Lagerring (24) radial in dem Schwenkring (25) abgestützt und relativ zu dem Schwenkring (25) schwenkbar ist, und dass das Federelement (12) an dem Schwenkring (25) befestigt ist, wobei das Lagerelement (31) mittels des Federelementes (12) federelastisch gegen den Schwenkring (25) vorgespannt ist, wobei das Federelement (12) exzentrisch zur Rotationsachse (20) gegen den Lagerring (24) vorgespannt ist, wobei der Lagerring (24) mittels des Federelementes (12) gegenüber der Rotationsachse (20) des Lagers (9) so verkippt ist, dass die Mittelachse (34) des Lagerrings (24) und die Rotationsachse (20) des Lagers (9) zueinander geneigt sind, wobei das Federelement (12) aus wenigstens zwei Gruppen von einzelnen Federelementen gebildet ist, wobei jede Gruppe mindestens ein einzelnes Federelement aufweist, wobei eine der Gruppen stärker gegen den Lagerring (24) vorgespannt ist als die andere Gruppe.
Lager für eine Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (12, 37) mit radialem Abstand zur Rotationsachse (20) an dem Lagerelement (31) angreift.
Lager für eine Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (12) exzentrisch zur Rotationsachse (20) an dem Lagerelement (31) angreift.
Lager für eine Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (9) wenigstens einen Lagerring (24) und einen Schwenkring (25) aufweist, wobei der Lagerring (24) mit der Welle (3) relativ zu dem Schwenkring (25) schwenkbeweglich an dem Schwenkring (25) radial abgestützt ist und der Lagerring (24) radial und schwenkfest gegenüber dem Gehäuse (8) abgestützt ist und wobei das Federelement (12) federelastisch gegen den Lagerring (24) vorgespannt ist.
Lager für eine Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (12) federelastisch ortsfest zum Gehäuse (8) hin an dem Schwenkring (25) abgestützt ist.
Lager für eine Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (12) an dem Schwenkring (25) befestigt ist.
Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkring (25) mit einer inneren Kontaktfläche (30) und der Lagerring (24) mit einer äußeren Kontaktfläche (29) versehen sind, wobei der Lagerring (24) mit der äußeren Kontaktfläche (29) zu dem Schwenkring (25) schwenkbar an der inneren Kontaktfläche (30) in dem Schwenkring (25) aufgenommen ist, wobei die innere Kontaktfläche (30) konkav gewölbt und dabei die äußere Kontaktfläche (29) mit der inneren Kontaktfläche (30) korrespondierend konvex gewölbt ist.
Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (24) relativ zur Rotationsachse (20) verdrehfest in dem Schwenkring (25) aufgenommen ist.
Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (12) eine Feder mit mehreren radialen Federzungen (13, 14, 15, 16, 17, 18) ist, wobei die Federzungen (13, 14, 15, 16, 17, 18) gegen den Lagerring (24) vorgespannt sind und wobei jede der Gruppen wenigstens eine der Federzungen (13, 14, 15, 16, 17, 18) aufweist.