DE102012005931A1 - Grundlast für eine KGT-Anordnung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Lager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und ein Kugelgewindetrieb, wobei das Lager in axialer Richtung gedämpft werden kann. Die zur Dämpfung vorgesehen Federelemente ist gegenüber dem Lager abgestützt, weshalb in einer neutralen Position keine Federkräfte auf das Lager wirken.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lager nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 sowie ein Kugelgewindetrieb nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 8.
- Lager, die in Lenkungssystemen für Kraftfahrzeuge eingesetzt werden, sind äußeren Einflüssen unterworfen. Einerseits durch die Betätigung des Lenkrads werden die Lager von Fahrzeugseite aus belastet, da durch die Lenkbewegung, die gelagerten Bauteile bewegt werden. Andererseits erfahren die Lager durch die Fahrbahnbeschaffenheit Stöße, Vibrationen, Schwingungen und dergleichen, die über das Lenksystem in die Lager eingetragen werden.
- Deshalb werden Lager üblicherweise mit Dämpfungsvorrichtungen ausgerüstet, damit einerseits die Langlebigkeit gewährt wird und andererseits auch Klappergeräusche, die durch das Lager hervorgerufen werden, vermieden werden können. Solche Dämpfungsvorrichtungen können in axialer wie auch radialer Richtung wirken.
- So ist beispielsweise aus der
DE 10 2010 029 266 ein Kugelumlaufgetriebe bekannt, das ein axial gedämpftes Lager aufweist. - Die darin beschriebenen Federelemente sind zwischen einem Lagergehäuse und dem Lager angeordnet, wobei die Federelemente direkt mit einem Lageraußen- oder innenring verbunden sind. Dadurch ergibt sich indes der Nachteil, dass die zur Dämpfung des Lagers notwendigen Federkräfte sich gegenseitig aufheben, wodurch nur eine Dämpfung der axial wirkenden Kräfte erreicht wird.
- Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung das eingangs genannte Lager weiterzuentwickeln, indem insbesondere stoßartige Beanspruchungen besser gedämpft werden können.
- Ein Lager zur Lösung der erfinderischen Aufgabe weist die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 auf. Danach wird ein Lager vorgeschlagen, insbesondere für eine Lenkung eines Kraftfahrzeugs, mit einem gegenüber einem Lagergehäuse in axialer und radialer Richtung abgestützten Lageraußenring, wobei Federelemente zwischen dem Gehäuse und dem Lageraußenring angeordnet sind, und das wenigstens einen in Richtung des Lageraußenrings abgestützten Anschlag aufweist. Durch den Anschlag kann insbesondere die Aufhebung der Federkräfte vermieden werden, weshalb mit dem erfindungsgemäßen Lager eine bessere Dämpfung erreicht werden kann.
- Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass jeweils ein Anschlag auf einer Vorder- und Rückseite des Lageraußenrings angeordnet ist, wobei insbesondere die Federelemente einerseits im Bereich des Gehäuses und andererseits an dem Anschlag abgestützt sind. Durch den Anschlag treten die Federelemente nicht direkt in einen wirkenden Kontakt mit dem Lager bzw. Lageraußenring.
- Weiterhin kann nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Anschlag in einer neutralen Position gegenüber dem Lageraußenring abgestützt sein, wobei der Anschlag insbesondere mittel- oder unmittelbar an dem Gehäuse abgestützt ist. In einer neutralen Position steht somit der Lageraußenring und damit auch das Lager selbst nicht unter einer Vorspannung mit den Federelementen, weshalb auch sich die Federkräfte nicht gegenseitig aufheben können.
- Gemäß einer weiteren günstigen Ausführung kann das Lager in der neutralen Position des Anschlags, insbesondere der beiden Anschläge, in axialer Richtung durch den Anschlag abgestützt sein. Es kann vorgesehen sein, dass das Lager mittels des Außenrings sich in einem unbelasteten Zustand gegen die beiden Anschläge zur linken und rechten Seite abstützt, wodurch zumindest für einen gewissen Bereich eine Art Festlager definiert wird, das erst bei axialer Belastung beweglich ist.
- Ebenso kann vorteilhaft vorgesehen sein, wenn die Federelemente unter Vorspannung an dem Anschlag abgestützt sind. Durch die Vorspannung wird eine Kraft auf die Anschläge durch die Federelemente ausgeübt, wodurch sich die Initialisierungskraft zur axialen Verschiebung des Anschlags durch das Lager erhöht. Dadurch kann ein definiertes Kraftniveau zur axialen Dämpfung bereitgestellt werden.
- Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann bei einer axialen Beanspruchung des Lagers das Lager eine durch die Federelemente auf den Anschlag induzierte Federkraft überwinden zur Positionsverschiebung. Durch die Vorspannung des Anschlags durch die Federelemente wird sich der Lageraußenring bei geringer axialer Beanspruchung, zumindest einer axialen Beanspruchung unterhalb der definierten Federkraft, erst einmal nicht verschieben. Erst bei Überschreiten dieser definierten Federkraft kann das Lager seitlich verschoben werden. Dadurch wirkt auf das Federelement allein eine Axialkraft und nicht zusätzlich, wie im Stand der Technik, eine Federkraft des gegenüberliegenden Federelements.
- Gemäß einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass eine Distanz zwischen den beiden in neutraler Position befindlichen Anschläge auf der Vorder- und Rückseite des Lageraußenrings einer Breite des Lageraußenrings in Wesentlichen entspricht. Damit kann sicher gestellt werden, dass der Lageraußenring in neutraler Position des Anschlags an demselbigen, insbesondere den beiden Anschläge, ohne Spiel anliegt. Deshalb kann das Lager geräuschlos innerhalb der Federelemente angeordnet sein, da es sich in axialer Richtung nicht bewegen kann ohne gedämpft zu werden.
- Ein Kugelgewindetrieb zur weiteren Lösung der erfinderischen Aufgabe weist die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 8 auf. Danach ist ein Kugelgewindetrieb, insbesondere für eine Lenkung eines Kraftfahrzeugs, vorgeschlagen mit einer mittels eines Lagers in einem Gehäuse gelagerten Mutter, wobei das Lager wie vorstehend beschrieben ausgebildet sein kann.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
- Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. In dieser zeigt:
-
1 eine schematische Seitenansicht des erfinderischen Lagers nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. - Das mit dem Bezugszeichen
10 dargestellte Lager ist Teil einer nicht weiter dargestellten Lenkung eines Kraftfahrzeugs. In der Lenkung ist eine Gewindespindel vorgesehen, auf der eine Kugelmutter angeordnet ist. Das Lager10 sitzt auf der Kugelmutter, wobei das Lager10 die Kugelmutter gegenüber einem Gehäuse11 abstützt. Somit umgibt das Gehäuse11 zumindest zum Teil das Lager10 und die Kugelmutter. Durch Rotation der Kugelmutter ist die Gewindespindel in axialer Richtung beweglich, bzw. durch eine Rotation der Gewindespindel die Kugelmutter auf der Gewindespindel verschiebbar. - Durch eine Verbindung der Lenkung über Räder des Fahrzeugs steht die Lenkung in Kontakt mit einer zu befahrenden Fahrbahn, weshalb Stöße, Schwingungen oder dergleichen auch in das Lenkungssystem eingetragen werden. Dadurch werden auch Stöße in axialer Richtung auf die Gewindespindel übertragen und gleichsam auf die Kugelmutter und das Lager
10 . - Das Lager
10 , welches als ein Wälzlager dargestellt ist, weist einen Außenring12 und einen Innenring13 auf, wobei der Außenring gegen das Gehäuse11 abgestützt ist. Im Bereich dieser Abstützung weist das Gehäuse11 einen Vorsprung14 auf, der in Richtung des Lagers10 bzw. des Lageraußenrings12 von einer Gehäusewand hervortritt. Eine Oberfläche des Vorsprungs14 ist ballig ausgeführt, weist also eine konvexe Oberfläche auf, wodurch das Lager10 eine Pendelbewegung ausführen kann. Mittels des Außenrings12 steht das Lager10 mit dem Gehäuse11 spielfrei in Kontakt, wodurch in radialer Richtung des Lagers das Lager abgestützt ist. - Seitlich des Lageraußenrings
12 ist in dem Gehäuse11 jeweils ein Hohlraum vorgesehen, in dem Federelemente15 vorgesehen sind. Diese Federelemente15 sind zwischen einer äußeren Gehäuseinnenwand und dem Lageraußenring12 , insbesondere zwischen einer Vorder- bzw. Rückseite des Außenrings12 und dem Gehäuse11 angeordnet. Die Federelemente15 können beliebig ausgebildet sein. Die in der1 dargestellten Federelemente15 sind vorzugsweise mit einer Spiralfeder zu vergleichen, es können aber Torsionsfedern, Biegefedern oder dergleichen zum Einsatz kommen. - Zwischen dem Federelement
15 und dem Lageraußenring12 ist noch ein Anschlag16 vorgesehen, mit dem die Federelemente15 in Kontakt stehen. Der Anschlag ist zweigeteilt und ist auf der Vorder- und Rückseite des Außenrings12 angeordnet. Weiterhin ist der Anschlag16 in Richtung des Außenrings12 abgestützt, wodurch eine auf den Anschlag16 wirkende Federkraft der Federelemente15 nicht direkt auf das Lager10 wirken kann. Als Abstützung in axialer Richtung der Federelemente15 dient der Vorsprung14 des Gehäuses11 , der unmittelbar in radialer Richtung oberhalb des Lagers10 angeordnet ist. - Der Vorsprung
14 weist im Wesentlich dieselbe Breite wie der Außenring12 auf, weshalb die beiden Vorder- und Rückseiten fluchtend zueinander liegen. Durch die Anlage des Anschlags16 auf dem Vorsprung14 steht deshalb auch der Anschlag16 zumindest zum Teil in Anlage mit dem Lageraußenring12 . Das Lager10 wird somit in axialer Richtung durch den Anschlag16 abgestützt. - Der Anschlag
16 wird durch die Federkraft der Federelemente15 gegen den Vorsprung14 gedrängt, weshalb der Anschlag16 unter Vorspannung steht. Diese Vorspannung ist es auch, gegen die der Außenring12 zumindest unterhalb der Vorspannkraft in axialer Richtung abgestützt ist. Weiterhin bewirkt der Vorsprung14 , dass sich die beiden aufeinander zu wirkenden Federkräfte sich auch nicht gegenseitig aufheben, wenn die Federelemente15 in Anlage mit einem frei beweglichen Lager stünden. Bei einem frei beweglichen Lager müsste in einer neutralen Position ein Gleichgewicht der Federkräfte anliegen, weshalb bei einer axialen Bewegung des Lagers auch nicht nur Axialkräfte durch den Stoß oder eine Schwingung zu dämpfen wären, sondern auch von dem gegenüberliegenden Federelement15 eine Federkraft des anderen Federelements15 zu tragen wäre. - Mit der Lagereinrichtung nach dem Ausführungsbeispiel heben sich die Federkräfte, zumindest in einer neutralen Position, nicht gegenseitig auf. Weiterhin wird auch nur die tatsächliche Axialkraft durch das jeweilige Federelement
15 gedämpft, da der Federweg in dem Gehäuse in zwei Richtungen begrenzt ist. - Erst nach dem der Lageraußenring
12 eine definierte Federkraft überschritten hat, kann das Lager10 in axialer Richtung verschoben und damit auch gedämpft werden. Die definierte Federkraft kann unterschiedlich stark eingestellt sein, wodurch auch dem Umstand Rechnung getragen werden kann, dass das Fahrzeug und damit auch die Lenkung unterschiedlichen Fahrbahnbeschaffenheiten ausgesetzt ist. - Die Federelemente
15 dienen der Geräuschvermeidung bzw. der -verminderung. Der Anschlag16 liegt ohne Spiel auf dem Vorsprung14 und dem Lageraußenring12 auf, was durch die Vorspannung erreicht wird. Zur Verhinderung, dass die Stöße direkt auf das Gehäuse ausgeübt werden, kann vorgesehen sein, dass eine Federkennlinie der Federelemente15 progressiv verläuft, wodurch eine zuverlässige Dämpfung erreicht wird. - Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Lager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und ein Kugelgewindetrieb, wobei das Lager in axialer Richtung gedämpft werden kann. Die zur Dämpfung vorgesehenen Federelemente sind gegenüber dem Lager abgestützt, weshalb in einer neutralen Position keine Federkräfte auf das Lager wirken und das Lager nicht unter Vorspannung durch die Federelemente steht.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010029266 [0004]
Claims (8)
- Lager, insbesondere für eine Lenkung eines Kraftfahrzeugs, mit einem gegenüber einem Lagergehäuse (
11 ) in axialer und radialer Richtung abgestützten Lageraußenring (12 ), wobei Federelemente (15 ) zwischen dem Gehäuse (11 ) und dem Lageraußenring (12 ) angeordnet sind, gekennzeichnet durch wenigstens einen in Richtung des Lageraußenrings (12 ) abgestützten Anschlag (16 ). - Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Anschlag (
16 ) auf einer Vorder- und Rückseite des Lageraußenrings (12 ) angeordnet ist, wobei insbesondere die Federelemente (15 ) einerseits im Bereich des Gehäuses (11 ) und andererseits an dem Anschlag (16 ) abgestützt sind. - Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (
16 ) in einer neutralen Position gegenüber dem Lageraußenring (12 ) abgestützt ist, wobei der Anschlag (16 ) insbesondere mittel- oder unmittelbar an dem Gehäuse (11 ) abgestützt ist. - Lager nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (
10 ) in der neutraler Position des Anschlags (16 ), insbesondere der beiden Anschläge (16 ), in axialer Richtung durch den Anschlag (16 ) abgestützt ist. - Lager nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (
15 ) unter Vorspannung an dem Anschlag (16 ) abgestützt sind. - Lager nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer axialen Beanspruchung des Lagers (
10 ) das Lager (10 ) eine durch die Federelemente (15 ) auf den Anschlag (16 ) induzierte Federkraft überwinden muss zur Positionsverschiebung. - Lager nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Distanz zwischen den beiden in neutraler Position befindlichen Anschlägen (
16 ) auf der Vorder- und Rückseite des Lageraußenrings (12 ) einer Breite des Lageraußenrings (12 ) in Wesentlichen entspricht. - Kugelgewindetrieb, insbesondere für eine Lenkung eines Kraftfahrzeugs, mit einer mittels eines Lagers (
10 ) in einem Gehäuse gelagerten Mutter, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (10 ) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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