DE102013009113A1 - Rolling bearing assembly device for use in steering column of motor car, has case comprising bearing flange that extends radially from axial-centered portion to outside device and axially over entire circumference against biasing part - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Wälzlagermontagevorrichtungen, insbesondere von Wälzlagermontagen, die in Kraftfahrzeug-Lenksäulen verwendet werden.The present invention relates to the field of rolling bearing mounting devices, in particular of rolling bearing assemblies, which are used in motor vehicle steering columns.
Lenksäulen weisen im Allgemeinen eine Welle auf, von der ein Ende an einem Lenkrad befestigt ist, das sie antreibt, und das von dem Fahrer des Fahrzeugs gedreht wird, und von der das andere Ende an mechanischen Bestandteilen befestigt ist, deren Aufgabe darin besteht, die Winkelpositionierung der Räder des Fahrzeugs auszuführen. Die Lenksäulenwelle ist derart montiert, dass sie in einem röhrenförmigen Gehäuse über zwei Wälzlagermontagevorrichtungen drehen kann, die jeweils ein Wälzlager aufweisen, allgemein ein Schrägkugellager, die gegeneinander angestellt montiert sind.Steering columns generally have a shaft, one end of which is fixed to a steering wheel which drives it and which is rotated by the driver of the vehicle, and the other end of which is attached to mechanical components whose object is to prevent the Perform angular positioning of the wheels of the vehicle. The steering column shaft is mounted so that it can rotate in a tubular housing via two rolling bearing mounting devices, each having a rolling bearing, generally an angular ball bearing, which are mounted against each other employed.
Die Wälzlagermontage weist im Allgemeinen einen Innenring, einen Außenring auf, wobei jeder Ring mit einem Laufring und einer Reihe rollender Elemente, die zwischen den zwei Laufringen der Ringe eingerichtet ist, versehen ist. Die Wälzlagermontage ist in das Gehäuse über ihren Außenring und auf die Welle über eine Hülse oder einen Ring, der als ein Toleranzring bekannt ist, der es erlaubt, irgendwelche geometrische Mängel zu kompensieren, die eventuell zwischen diesen zwei Bauteilen bestehen, montiert. Der Toleranzring erlaubt es der Wälzlagermontage, leicht ohne anfänglichen Klemmeffekt auf die Welle montiert zu werden.The rolling bearing mounting generally has an inner ring, an outer ring, each ring being provided with a race and a series of rolling elements arranged between the two races of the rings. The rolling bearing assembly is mounted in the housing via its outer ring and on the shaft via a sleeve or ring known as a tolerance ring, which allows it to compensate for any geometric defects that may exist between these two components. The tolerance ring allows the rolling bearing assembly to be easily mounted on the shaft without any initial clamping effect.
Vorzugsweise funktioniert die Montage dank einer axialen Vorspannung, die an die Toleranzringe von einem axial elastischen Element angelegt wird, ohne Freiraum.Preferably, the assembly works without clearance due to an axial bias applied to the tolerance rings of an axially elastic member.
Daher wird der interne Abstand innerhalb der Wälzlager belegt und ständige Berührung zwischen den Ringen und den rollenden Elementen der Wälzlagermontage ist sichergestellt.Therefore, the internal space within the rolling bearings is occupied and constant contact between the rings and the rolling elements of the rolling bearing assembly is ensured.
In diesem Zusammenhang kann man auf das Dokument
Eine derartige Wälzlagermontagevorrichtung ist jedoch komplex zu verwenden und erlaubt keine gute Verteilung der axialen Vorspannung über den Innenring.However, such a rolling bearing mounting device is complex to use and does not allow a good distribution of the axial preload on the inner ring.
Man kann auch auf das Dokument
Derartige Wälzlagermontagevorrichtungen weisen jedoch eine Vielzahl von Bauteilen und ein Dämpfelement auf, das kompliziert zu erzeugen ist. Da ferner das axiale Maß des Dämpfelements das axiale Maß des Toleranzrings überschreitet, ist eine derartige Wälzlagermontagevorrichtung in die axiale Richtung nicht ausreichend kompakt. Schließlich erfolgt die Verteilung der axialen Vorspannung über den Innenring nicht über den gesamten Umfang des Innenrings.However, such rolling bearing mounting devices have a plurality of components and a damping element which is complicated to produce. Further, since the axial dimension of the damping member exceeds the axial dimension of the tolerance ring, such a rolling bearing mounting device is not sufficiently compact in the axial direction. Finally, the distribution of the axial preload over the inner ring does not occur over the entire circumference of the inner ring.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diesen Nachteilen abzuhelfen.It is therefore an object of the present invention to remedy these disadvantages.
Genauer genommen ist die vorliegende Erfindung bestrebt, eine Wälzlagermontagevorrichtung bereitzustellen, die leicht herzustellen, zusammenzubauen ist, ein kleines Volumen hat, wirtschaftlich ist und eine gute Verteilung axialer Vorspannung über den Innenring bietet.More specifically, the present invention seeks to provide a rolling bearing mounting apparatus which is easy to manufacture, assemble, has a small volume, is economical, and provides a good distribution of axial preload over the inner ring.
Ein Gegenstand der Erfindung ist eine Wälzlagermontagevorrichtung, die einen Außenring, einen Innenring, eine Reihe rollender Elemente, die zwischen dem Außenring und dem Innenring eingerichtet ist, eine Hülse, die in die Bohrung des Innenrings montiert ist, aufweist, wobei die Hülse einen ringförmigen axialen Zentrierteil und einen ringförmigen radialen Lagerflansch, der sich radial von dem ringförmigen axialen Zentrierteil zu der Außenseite der Vorrichtung erstreckt, und ein elastisch vorgespanntes Element aufweist, das fähig ist, eine axiale Vorspannung zu dem Innenring zu übertragen.An object of the invention is a rolling bearing mounting device having an outer ring, an inner ring, a series of rolling elements, which is arranged between the outer ring and the inner ring, a sleeve which is mounted in the bore of the inner ring, wherein the sleeve has an annular axial Centering part and an annular radial bearing flange, which extends radially from the annular axial centering part to the outside of the device, and having a resiliently biased member which is capable of transmitting an axial bias to the inner ring.
Das elastische Vorspannelement ist in direkter Berührung auf dem ringförmigen axialen Zentrierteil montiert und mit dem Innenring derart, dass es axial über seinen gesamten Umfang gegen den radialen Lagerflansch anliegen kann.The resilient biasing member is mounted in direct contact with the annular axial centering member and with the inner ring such that it can abut axially against the radial bearing flange over its entire circumference.
Die Ringform des radialen Lagerflanschs ermöglicht es, ununterbrochenen Druck in die umfängliche Richtung zwischen der Hülse und dem Vorspannelement zu erhalten, das heißt über den gesamten Umfang des radialen Lagerflanschs, der ununterbrochen gegen das Vorspannelement an liegt, was eine gute Verteilung der Vorspannung fördert. Zusätzlich ermöglicht es die Ringform des Zentrierteils, gleichmäßiges radiales Kriechen des Vorspannelements zu verwirklichen, was ebenfalls die gute Verteilung der Vorspannung fördert. The annular shape of the radial bearing flange makes it possible to obtain uninterrupted pressure in the circumferential direction between the sleeve and the biasing member, that is, over the entire circumference of the radial bearing flange, which is continuously against the biasing member, which promotes a good distribution of bias. In addition, the annular shape of the centering member allows uniform radial creep of the biasing member to be realized, which also promotes good distribution of preload.
Die Wälzlagermontagevorrichtung weist ein axiales Haltemittel auf, das axial über seinen gesamten Umfang gegen den radialen Lagerflansch der Hülse anliegt. Das axiale Haltemittel liegt daher ununterbrochen axial in die Umfangsrichtung an. Die axiale Spannung, die an die Hülse und daher an den Innenring über das elastische Vorspannelement angelegt wird, ist daher konstant.The rolling bearing mounting device has an axial holding means which abuts axially over its entire circumference against the radial bearing flange of the sleeve. The axial holding means is therefore continuous axially in the circumferential direction. The axial stress applied to the sleeve and therefore to the inner ring via the resilient biasing element is therefore constant.
Aufgrund der Struktur der Wälzlagermontagevorrichtung wird der Innenring nicht axial von der Hülse gehalten, und das bedeutet, dass das elastische Vorspannelement in dem anfänglichen Zustand nicht zwischen dem Innenring und dem radialen Flansch der Hülse komprimiert ist. Der Innenring ist daher in dem anfänglichen Zustand nicht irgendeiner internen Vorspannung ausgesetzt, wenn die Wälzlagermontage zusammengefügt wird.Due to the structure of the rolling bearing mounting apparatus, the inner ring is not axially held by the sleeve, and this means that the elastic biasing member in the initial state is not compressed between the inner ring and the radial flange of the sleeve. The inner ring is therefore not exposed to any internal bias in the initial state when assembling the rolling bearing assembly.
Es ist notwendig, eine axiale externe Last über das axiale Haltemittel an den radialen Flansch der Hülse anzulegen, um das elastische Vorspannelement zwischen dem radialen Flansch und dem Innenring zu komprimieren und daher die Wälzlagermontage axial vorzuspannen. Der Zweck des axialen Haltemittels besteht erstens darin, die Wälzlagermontage axial auf der Welle zu halten und zweitens darin, eine axiale Vorspannung an die Wälzlagermontage über den radialen Flansch und das elastische Vorspannelement anzulegen und aufrecht zu erhalten.It is necessary to apply an axial external load via the axial holding means to the radial flange of the sleeve in order to compress the resilient biasing member between the radial flange and the inner ring and therefore axially bias the rolling bearing assembly. The purpose of the axial holding means is, firstly, to hold the rolling bearing assembly axially on the shaft and, second, to apply and maintain an axial bias to the rolling bearing assembly via the radial flange and resilient biasing member.
Die Hülse kann aus einem einzigen Stück hergestellt sein.The sleeve can be made of a single piece.
Vorteilhafterweise sind sowohl der Innenring als auch der Außenring aus einem einzigen Stück hergestellt.Advantageously, both the inner ring and the outer ring are made of a single piece.
Bei einer Ausführungsform hat das elastische Vorspannelement eine Ringform, die eine Innenbohrung in direkter Berührung mit der äußeren zylindrischen Oberfläche des Zentrierteils der Hülse aufweist.In one embodiment, the resilient biasing member has a ring shape having an internal bore in direct contact with the outer cylindrical surface of the centering portion of the sleeve.
Bei einer Ausführungsform hat das elastische Vorspannelement einen geraden Querschnitt mit kreisförmiger oder parallelepipedischer, zum Beispiel quadratischer oder rechteckiger Form.In one embodiment, the resilient biasing element has a straight cross-section with a circular or parallelepipedic, for example, square or rectangular shape.
Das elastische Vorspannelement kann aus einem Kunststoff hergestellt sein, wie zum Beispiel aus einem Elastomerwerkstoff.The resilient biasing member may be made of a plastic, such as an elastomeric material.
Vorteilhafterweise ist eine Hohlkehle auf der äußeren zylindrischen Oberfläche des Zentrierteils angelegt, wobei die Form dieser Hohlkehle mit der Form des elastischen Vorspannelements übereinstimmt.Advantageously, a groove is formed on the outer cylindrical surface of the centering member, the shape of this groove corresponding to the shape of the resilient biasing member.
Die Wälzlagermontagevorrichtung kann einen Käfig zum Aufrechterhalten der umfänglichen Beabstandung der rollenden Elemente aufweisen, der einen axialen ringförmigen Teil mit kleinem Durchmesser aufweist, der sich über die axialen Enden des Innenrings hinaus erstreckt und mit einem radialen Vorsprung versehen ist, der sich zu der Hülse erstreckt und mit ihr zusammenwirkt.The rolling bearing mounting apparatus may include a cage for maintaining the circumferential spacing of the rolling elements having a small diameter axial annular portion extending beyond the axial ends of the inner ring and provided with a radial projection extending to the sleeve and interacts with her.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Lenksäule, die ein röhrenförmiges Gehäuse, eine Welle, die mit dem Gehäuse koaxial ist, und mindestens eine Wälzlagermontagevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, die zwischen dem Gehäuse und der Welle montiert ist.A second aspect of the invention relates to a steering column comprising a tubular housing, a shaft coaxial with the housing, and at least one rolling bearing mounting device according to any one of the preceding claims, mounted between the housing and the shaft.
Vorteilhafterweise weist das axiale Haltemittel mehrere Laschen auf, die im Wesentlichen schräg zu der Welle gerichtet sind und mit der Welle zusammenwirken, um durch Verstreben gegen die Welle eine axiale Bewegung des axialen Haltemittels entlang der Welle in die Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, in der es zuerst gepasst wurde, zu verhindern.Advantageously, the axial retention means comprises a plurality of tabs substantially oblique to the shaft and cooperating with the shaft to axially brace the axial support means along the shaft in the direction opposite to the direction in which it is braced against the shaft was first fitted to prevent.
Vorteilhafterweise wird der Außenring entweder durch einen radialen Rand des Außenrings oder durch eine Schulter des Gehäuses axial auf dem Gehäuse gehalten.Advantageously, the outer ring is held axially on the housing either by a radial edge of the outer ring or by a shoulder of the housing.
Die vorliegende Erfindung wird besser bei der Lektüre de Beschreibung einer Anzahl von Ausführungsformen verstanden, die allein als nicht eingeschränkte Beispiele gegeben und in den anliegendes Zeichnungen veranschaulicht sind:The present invention will be better understood from a reading of the description of a number of embodiments, given by way of non-limiting example only, and illustrated in the attached drawings, in which:
Die Wälzlagermontagevorrichtung mit der axialen Achse X, die in ihrer Gesamtheit in den
Wie in den
Der Außenring
Der innere Laufring
Die Wälzlagermontagevorrichtung
Der Käfig
Der axiale ringförmige Teil
Die Hülse
Die Wälzlagermontagevorrichtung
Ein axialer Abstand (ohne Bezugszeichen) verbleibt zwischen dem Ende
Das elastische Element
Die Wälzlagermontage
Als eine Variante kann eine Hohlkehle auf der äußeren zylindrischen Oberfläche des axialen Zentrierteils
Die in
Wie in
Der Außenseitendurchmesser des elastischen Elements
Die Ausführungsformen, die in den
Wie in den
Die
Das axiale Haltemittel
Es ist notwendig, eine externe axiale Last über das axiale Haltemittel
Dank dem radialen Teil
Das axiale Haltemittel
Die Wälzlagermontage, die in
Zu bemerken ist, dass die Sicherheitsscheibe
Dank der Erfindung wird die axiale Vorspannung gleichförmig über den Innenring verteilt.Thanks to the invention, the axial bias is distributed uniformly over the inner ring.
Zusätzlich sind solche elastische Vorspannelemente einfach herzustellen und auf die Hülse zu passen.In addition, such resilient biasing elements are easy to manufacture and fit on the sleeve.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- WO 01/69098 [0008] WO 01/69098 [0008]
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