DE19855538A1

DE19855538A1 - Toleranzring eines längsbeweglichen Wellensitzes

Info

Publication number: DE19855538A1
Application number: DE19855538A
Authority: DE
Inventors: Ulrike Weiskopf; Herbert Erhardt; Rainer Lutz; Rolf Fleischhauer
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1998-12-02
Filing date: 1998-12-02
Publication date: 2000-06-08

Abstract

Ein Toleranzring (1, 12) soll einen radialen Abstand zwischen einem Verschiebeabschnitt (2) und einem ringförmigen Element (3, 16a) ausgleichen, wobei der Verschiebeabschnitt (2) und das ringförmige Element (3, 16a) zueinander in Längsrichtung verschiebbar angeordnet sind.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Toleranzring, der zwischen einer Welle und minde stens einem ringförmigen Element angeordnet ist, wobei

- an der Welle mindestens ein Verschiebeabschnitt ausgebildet ist und an dem Außenumfang des Verschiebeabschnittes in Umfangsrichtung ein ander abwechselnd Längsrippen und Längsnuten ausgebildet sind,
- das ringförmige Element dem Verschiebeabschnitt der Welle zugeordnet ist,
- die Welle und das ringförmige Element in Längsrichtung der Welle zu einander verschiebbar angeordnet sind,
- die Welle und das ringförmige Element in Umfangsrichtung durch die Wirkung des Toleranzringes zueinander verdrehfest angeordnet sind und
- die Welle und das ringförmige Element zueinander elastisch abgestützt sind,

und wobei der Toleranzring

- einen radialen Abstand zwischen dem Verschiebeabschnitt und dem ringförmigen Element ausgleicht,
- einen Sitz für das ringförmige Element aufweist, auf dem das ringförmige Element in Umfangsrichtung verdrehfest sowie in Längsrichtung ver schiebefest, aufgenommen ist und
- mit an seiner Innenmantelfläche ausgebildeten Elementen zur Verdreh sicherung in einem Verzahnungseingriff mit den Längsrippen und Längsnuten steht.

Hintergrund der Erfindung

Toleranzringe werden zwischen einer Welle und einem auf der Welle angeord neten ringförmigen Element eingesetzt um:

- Abstände, d. h. Durchmesserunterschiede, zwischen Welle und dem ringförmigen Element auszugleichen,
- fertigungsbedingte Maßabweichungen im Sitz des ringförmigen Ele mentes auf der Welle zu kompensieren,
- die Kräfte, die beim Aufpressen des ringförmigen Elementes auf die Welle entstehen, zu mindern,
- funktionsbedingte Kräfte, z. B. Verschiebekräfte, zwischen der Welle und dem ringförmigen Element in gewünschten Toleranzbereichen zu halten,
- Stöße und Schwingungen zu dämpfen,
- funktionserforderliche Kräfte bzw. Momente zwischen Welle und dem ringförmigen Element zu übertragen sowie
- Lage- und Formabweichungen der Umgebungskonstruktion, wie z. B. Abweichungen von der Rundheit, Verkippungen und Mittenversatz, aus zugleichen.

Die obengenannten Anforderungen entstehen in Abhängigkeit von den kon struktiven Besonderheiten jeder einzelnen Einbaustelle. Dementsprechend ist auch die konstruktive Gestaltung der Toleranzringe unterschiedlich. Toleranz ringe werden z. B. für Lagersitz von Wälzlagern in Gehäusen bzw. auf Wellen verwendet oder zwischen teleskopisch zueinander verschiebbaren und mitein ander verbundenen Wellen angeordnet.

Ein Anwendungsbeispiel für Toleranzringe, eingesetzt für Lagersitze und auch teleskopisch zueinander verschiebbare Wellen, bildet eine Lenksäule eines Kraftfahrzeuges. Immer häufiger sind moderne Kraftfahrzeuge mit höhen- bzw. längsverstellbaren Lenksäulen ausgerüstet. Bei derartigen Lenksäulen wird die Position des Lenkrades im Fahrzeuginnenraum der individuellen Größe und Körperhaltung der Bedienperson angepaßt.

Die Ausführungsformen von verstellbaren Lenksäulen sind unterschiedlich. Bei fast allen Konzepten werden jedoch in ihre Länge veränderliche Lenkwellen eingesetzt. Dazu sind zwei Wellen teleskopisch verschiebbar ineinander ange ordnet. Da die Lenkwelle das Lenkdrehmoment vom Lenkrad zum Lenkgetriebe überträgt, müssen die Lenkwellen außerdem verdrehfest miteinander gekuppelt sein. Nicht selten werden diese Wellen über ein am Verschiebeabschnitt einer inneren Welle ausgebildetes Zahnprofil, das in ein zugeordnetes Zahnprofil einer äußeren Welle formschlüssig eingreift, miteinander verdrehfest gekuppelt und längsverschiebbar zueinander angeordnet. Die Gesamtanordnung der Lenkwelle mit Lenkrad ist in der Regel mit spielfrei ausgeführten Lenkungsla gern drehbar in dem Gehäuse der Lenksäule gelagert. Die Lenkungslager sind je nach dem konstruktiven Konzept der Lenksäule als Fest- bzw. Loslager aus gebildet. In der Lenksäule werden zunehmend Impulsgeber und dazugehörige Sensoren, z. B. Sensortechnik zum Erfassen des Lenkwinkels, drehbeweglich zueinander angeordnet.

Die Position des Lenkrades wird entweder manuell durch die Körperkraft der Bedienperson oder über Elektromotoren verstellt. Bei beiden Verstellmöglich keiten dürfen die im Verschiebesitz der teleskopisch zueinander verschiebba ren Wellen und die im Verschiebesitz des Loslagers auftretenden Kräfte nicht zu hoch sein. Spiel in dem Verschiebesitz und der Lagerung der Lenkwelle ist nicht erwünscht, da es zu Geräuschentwicklung im Fahrzeuginnenraum führt und die Genauigkeit der Informationen der Sensortechnik nachteilig beeinflußt. Verdrehspiel in der Lenkwelle beeinflußt außerdem die Qualität der Lenkung negativ. Im Verschiebesitz der inneren zur äußeren Welle wird deshalb häufig ebenso ein Toleranzring eingesetzt, wie auch ein Toleranzring zwischen Len kungslager und Gehäuse bzw. zwischen Lenkungslager und Welle angeordnet ist.

Im Verschiebesitz der Lenkwellen ist dabei der Verschiebeabschnitt an einer inneren Welle ausgebildet, auf welcher der Toleranzring verschiebbar und ver drehfest angeordnet ist. Das ringförmige Element bildet die äußere Welle, zu dem der Toleranzring in Umfangsrichtung Drehmomente übertragend und in Längsrichtung verschiebefest fixiert ist. Wird der Toleranzring in einer Lager stelle auf der Lenkwelle eingesetzt, so bildet ein Lagerring des Lagers das ringförmige Element und der Toleranzring das Verbindungselement zwischen Welle und Lagerring. Je nach Ausführung der Lagerung, d. h. als Fest- oder Loslager, ist der Toleranzring in Längsrichtung verschiebbar oder verschiebe fest angeordnet.

Ein Beispiel eines Toleranzringes, der zwischen einem Lenkungslager und einer Lenkwelle angeordnet ist, wird im Fachbuch "Fahrwerktechnik: Lenkung" von Jörnsen Reimpell, Seite 144, Vogel-Buchverlag, 1984, beschrieben. Ein mit Rippen versehener Toleranzring ist zwischen einer im Querschnittsprofil abgeflachten Welle und einem Innenring eines Lagers angeordnet. Der Tole ranzring wird im Innenring durch eine Nut am Verdrehen gehindert. Die Funkti on eines derartig ausgebildeten Toleranzringes erfordert, daß er spielfrei im Innenring angeordnet ist.

Die Sitzdurchmesser des Toleranzringes und des Innenringes sind in der Regel so ausgelegt, daß zwischen dem Außendurchmesser des Toleranzringes und dem Innendurchmesser des Innenringes eine Überdeckung entsteht. Damit wird verhindert, daß fertigungsbedingte und sich innerhalb eines Fertigungslo ses bzw. von Fertigungslos zu Fertigungslos ergebende Schwankungen der Durchmesser, zu einem Spaltmaß zwischen Außendurchmesser des Toleranz ringes und dem Innendurchmesser des Innenringes führt, das größer als Null ist. Durch diese Überdeckung wird der in der Regel dünnwandige und aus Kunststoff gefertigte Toleranzring eingeschnürt. In Abhängigkeit von der Ober deckung reduziert sich dabei der Innendurchmesser des Toleranzringes um etwa den Betrag der Überdeckung. Diese Einschnürung verändert also auch das Spaltmaß zwischen dem Toleranzring und der Welle unmittelbar. Im Falle eines Festsitzes des Lagerringes auf der Welle, erhöht sich dadurch die Vor spannung, da das Spaltmaß von vorneherein kleiner als Null ausgelegt ist. Dieser Effekt kann für den Festsitz von Vorteil und erwünscht sein.

Nachteilig ist der Effekt jedoch, wenn ein Schiebesitz erforderlich ist. Die Ein schnürung muß in der Breite des gesamten Toleranzbandes von Welle, Tole ranzring und Innenring von vorneherein als Spiel im Sitz zwischen Toleranzring und Welle berücksichtigt werden. Ein vollkommen spielfreier Sitz kann dem nach nicht erzielt werden. Derartige Toleranzringe sind deshalb zumeist aus elastischem Material gefertigt oder weisen das Spiel überbrückende elastische Elemente auf, die jedoch in ihrer elastischen Vorspannung unmittelbar von den genannten Maßänderungen betroffen sind. Gewollte Verschiebekräfte können nur innerhalb sehr großer Toleranzbereiche festgelegt werden und erfordern häufig kostenintensives Abstimmen und Zusortieren der Einzelteile bei einer Massenfertigung.

Besonders schwierig gestaltet sich das Abstimmen der Verschiebekräfte, wenn Toleranzringe für Verschiebesitze ausgelegt werden, bei denen im Formschluß zwischen Welle und ringförmigen Element Verdrehspiele auftreten können. Hier ist außer einem großen radialen Spaltmaß auch ein großes Verdrehspiel zu vermeiden. Das Verdrehspiel bildet sich, in Umfangsrichtung gesehen, zwi schen den formschlüssig ineinandergreifenden Elementen der Welle und des Toleranzringes, z. B. zwischen den Flanken einer Außenverzahnung der Welle und den zugeordneten Flanken einer Innenverzahnung des Toleranzringes. Ein derartiger Toleranzring, ein Toleranzring der gattungsbildenden Art, wird im Gebrauchsmuster DE 19 70 789 beschrieben. Dieser Toleranzring ist in Form eines Kunstharzfutters zwischen zwei in Längsrichtung zueinander verschieb baren Profilen angeordnet. Das Futter ist dabei verdreh- und verschiebefest in einem Außenprofil ausgebildet und sitzt auf einem Innenprofil. Die Innenkontur des Futters ist der Außenkontur des Innenprofiles angepaßt. Das Innenprofil kann in einer beliebigen, jedoch zum Futter verdrehsichernden Querschnitts form, also auch in Form eines Zahnprofiles ausgelegt sein. Für diesen Schie besitz kann das Spiel durch kostenintensives Abstimmen und Sortieren klein gehalten, aber nicht vermieden werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Toleranzring zu schaffen, der zwi schen einer Welle und einem ringförmigen Element eine drehfeste und längs verschiebbare Verbindung herstellt,

- die spielfrei ausgebildet ist
- bei der die Verschiebekraft der Welle und des ringförmigen Elementes zueinander in gewünschter Größe einstellbar und von Schwankungen der Abmessungen der beteiligten Elemente im wesentlichen unbeein flußt ist,
- bei dessen Verwendung, insbesondere in der Massenfertigung, geringe Material- und Fertigungskosten anfallen.

Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 da durch gelöst, daß am Umfang der Innenmantelfläche des Toleranzringes ver teilt mindestens zwei elastische Rippen angeordnet sind, die sich in Längs richtung der Welle erstrecken, radial nach innen weisen und sich jeweils in einer Längsnut federnd vorgespannt abstützen. Die zwei Rippen sind vorzugs weise am Innenumfang des Toleranzringes gegenüberliegend angeordnet. Bei mehr als zwei Rippen sind diese vorzugsweise mit gleichmäßiger Teilung zu einander am Innenumfang des Toleranzringes ausgebildet. Der Toleranzring stützt sich auf dem Verschiebeabschnitt der Welle und zur Längsmittelachse der Welle zentriert über die Rippen in den Nuten ab. Ein Bewegungsspiel zwi schen Toleranzring und Welle wird vermieden, da die Rippen gegen die Wan dung der Nuten elastisch federnd vorgespannt sind.

Zwischen dem Außendurchmesser des Verschiebesitzes der Welle und dem Innendurchmesser des Innenmantels des Toleranzringes ist ein Spalt ausge bildet, der Maßänderungen der Welle, des Toleranzringes und des Innenringes innerhalb des gesamten Toleranzbandes während der Massenfertigung be rücksichtigt und der immer größer Null ist. Einschnürungen des Innendurch messers des Toleranzringes, die z. B. durch einen Preßsitz des Toleranzringes im ringförmigen Element entstehen, haben wenig Einfluß auf die Verschiebe kraft des ringförmigen Elementes zur Welle.

Die Verschiebekraft wird im wesentlichen nur noch durch die Reibkraft be stimmt, die sich zwischen den Kontaktzonen des Verschiebeabschnittes und des Toleranzringes bildet. Diese Reibkraft ist abhängig von der Vorspannkraft der Rippen zum Verschiebeabschnitt und der Reibpaarung der Oberflächen des Verschiebeabschnittes und des Toleranzringes.

Die Vorspannkraft der Rippen kann durch verschiedene konstruktive Maßnah men beeinflußt werden. Stellvertretend hierzu sind die Anzahl der Rippen, der Werkstoff der Rippen, deren Länge und deren Dicke genannt. Die Reibpaarung kann z. B. durch unterschiedlich gepaarte Oberflächenrauhheiten, Materialien oder durch die Wahl von Schmiermitteln beeinflußt werden.

Bei einer bevorzugten Ausbildung des Toleranzringes gemäß Erfindung, sind an den Flanken der elastischen Rippen, die jeweils zu Wandungen der Nuten des Verschiebeabschnittes weisen, elastische Bereiche ausgebildet. Diese elastischen Bereiche können z. B. in Form von Noppen, die aus der Oberfläche der Flanken der Rippe hervorstehen, ausgeführt sein. Die Noppen sind entwe der so angeordnet, daß sich jeweils mindestens ein Noppen an jeweils zuein ander gegenüberliegenden Wandungen der Nut abstützt, oder die Noppen sind so angeordnet, daß sich die Rippe radial über diese am Rippengrund abstützt. Denkbar ist auch eine Kombination von beiden Anordnungen der Noppen.

Liegen die Noppen an einander zugewandten Wandungen der Nut an, werden diese Noppen beim Eingriff der Rippe in die Nut elastisch zusammengedrückt und gegeneinander vorgespannt. Damit ist die Rippe in der Nut federnd ver spannt. Wenn die elastischen Bereiche durch Noppen gebildet sind, die sich in radialer Richtung im Rippengrund abstützen, werden die Rippen unter der ela stischen Vorspannung der Noppen radial nach außen gegen den Toleranzring vorgespannt. Da mindestens drei dieser Rippen am Umfang des Verschiebesit zes eingreifen, wird der Toleranzring auf diese Weise zur Welle mittig zentriert. Die vorgenannten Ausbildungsformen der Rippen sind insbesondere für den Eingriff in Nuten geeignet, deren gegenüberliegende Wandungen, im Quer schnitt gesehen, parallel zueinander ausgerichtet sind.

Es ist weiterhin eine bevorzugte Ausführungsform des Toleranzringes gemäß Erfindung beschrieben, der besonders für einen Verschiebesitz mit Nuten ge eignet ist, bei denen die Wände schräg angestellt sind. Im Querschnitt be trachtet laufen die Mantellinien der einander gegenüberliegenden Wandungen vom Rippengrund ausgehend auseinander. Jede der elastischen Rippen die ses Toleranzringes wird durch mindestens zwei Zungen gebildet. Diese Zun gen sind ebenso wie die obengenannten Noppen zwischen den zueinander gegenüberliegenden Wandungen der Nut angeordnet und liegen mit gesondert ausgebildeten Kontaktzonen ihrer Flanken an der Wandung an. Es ist denkbar, die Zungen in Längsrichtung der Welle gesehen, sehr lang oder sehr kurz aus zubilden bzw. auch mehrere Zungen hintereinander anzuordnen. Auf diese Weise kann z. B. die Größe der Verschiebekraft der Welle festgelegt werden. Greift die Rippe in die Nut ein, werden die Zungen elastisch gegeneinander vorgespannt und verspannen damit die Rippen in der Nut. Da die Nut sich in ihrem Querschnitt zum Nutgrund hin verjüngt, wird die Rippe durch die elasti sche Vorspannung über die schrägen Wände nach außen gegen den Tole ranzring vorgespannt. Der Toleranzring zentriert sich durch drei derartig aus gebildete und am Umfang angeordnete Rippen.

An jeder der Zungen ist eine oder sind mehrere Kontaktzonen ausgebildet, mit denen die Zunge Kontakt zur Wandung der Nut hat. Jede einzelne Zunge hat also ein oder mehrere gesondert gestaltete Bereiche mit denen sie an der Wandung anliegt. Über die Ausbildung der Kontaktzonen kann das Verschleiß verhalten der Rippen in der Nut beeinflußt werden. Denkbar sind einzelne punkt- oder flächenförmig ausgebildete Kontaktzonen, oder in bevorzugter Ausführungsform linienförmig ausgebildete Kontaktzonen. An einer Zunge kön nen einzelne oder mehrere nebeneinander bzw. hintereinander angeordnete linienförmig ausgebildete Kontaktzonen vorgesehen werden. Denkbar ist auch, zwischen den einzelnen Kontaktzonen Schmierstofftaschen anzuordnen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die elastischen Rippen gleichzeitig als Verdrehsicherung gegen das Verdrehen des Toleranzringes in Umfangsrichtung der Welle zu nutzen. Je nach Größe des zu übertragenden Drehmomentes sind dazu mindestens drei oder mehr am Umfang angeordnete elastische Rippen vorzusehen, die im verzahnenden Eingriff mit dem Schiebe sitz der Welle stehen.

Vorzugsweise ist ein Toleranzring gemäß Erfindung als ein Toleranzring ge staltet, der zwischen einem Lagerinnenring, z. B. für ein Lenkungslager, und einer Welle angeordnet ist. Die elastischen Rippen dieses Toleranzringes sind nach den obengenannten Merkmalen der Erfindung ausgeführt. Für den Innen ring sieht die Erfindung einen gesonderten elastischen Sitz auf dem Toleranz ring vor. Der Sitz wird durch eine umlaufende oder durch am Umfang verteilte elastische Rampen gebildet. Wenn der Lagerring auf diesen Sitz geschoben wird, federn die Rampen ein und verspannen den Lagerring auf dem Toleranz ring elastisch. Der Ring ist, in beide Richtungen gesehen, in axialer Richtung durch einen oder mehrere axiale Anschläge gesichert. Auf der einen Seite sind die axialen Anschläge an den Rampen ausgebildet. An der anderen Seite wird durch entweder einen in Umfangsrichtung umlaufenden oder unterbrochenen Bord oder durch mehrere Anschläge gesichert. Der Lagerring wird beim Auf pressen auf die Rampen über den Bord oder die Anschläge geschoben, so daß diese radial nach innen federnd beispielsweise als Schnappnase, ausgelegt sein müssen. Sitzt der Lagerring auf den Rampen, federn die Anschläge wieder in ihre Ausgangslage zurück.

Der Vorteil eines derartigen Lagersitzes liegt darin, daß die Toleranzen des Lagerringes durch die Elastizität der Rampen aufgenommen und somit nicht in Form von Einschnürungen auf den Schiebesitz übertragen werden. Zusätzlich wirkt dieses System dämpfend. So werden z. B. in einer Lenksäule, Schwin gungen aus dem Fahrzeuginneren, die über das Lenkrohr, von dem Len kungslager auf die Lenkwelle und somit zum Lenkrad übertragen werden, durch derartige elastische Rampen gedämpft.

Schließlich ist vorgesehen, daß der Toleranzring aus einem polymeren Werk stoff gebildet ist. Ein derartiger aus Kunststoff gefertigter Toleranzring ist ein fach sowie materialsparend zu fertigen und weist gute Dämpfungs- und Gleitei genschaften auf. Vorzugsweise ist als Werkstoff Polyoxymethylen vorzusehen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Verschiebeabschnitt einer teleskopisch ausgebilde ten Welle mit einem Ausführungsbeispiel eines Toleranz ringes gemäß Erfindung im Schnitt,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch den Verschiebeabschnitt der Welle nach Fig. 1 entlang der Linie II,

Fig. 2a das Detail Z der Fig. 2, wobei der Eingriff einer elasti schen Rippe in eine Nut vergrößert dargestellt ist,

Fig. 2b das Detail Z der Fig. 2 mit einer alternativen Ausführung der elastischen Rippe nach Fig. 2, in Form elastischen Zungen,

Fig. 2c das Detail Z der Fig. 2 mit der Darstellung einer zu Fig. 2b alternativen Ausführung der elastischen Zungen,

Fig. 2d das Detail Z der Fig. 2 mit der Darstellung einer weiteren, zu Fig. 2b alternativen, Ausführung der elastischen Zun gen,

Fig. 3 ein Lenkungslager, mit dem Sitz seines Innenringes auf ei nem Ausführungsbeispiel eines Toleranzringes gemäß Er findung im Schnitt,

Fig. 4 eine um 90° gedrehte Darstellung des Lenkungslagers nach Fig. 3,

Fig. 5 den Toleranzring des Lenkungslagers nach Fig. 3, darge stellt ohne Lager.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

In Fig. 1 ist im Schnitt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Toleranzringes 1 zwischen dem Verschiebeabschnitt 2 einer nicht weiter ge zeichneten Welle und einem Abschnitt einer Hohlwelle 3 dargestellt. Der Tole ranzring 1 ist in den Abschnitt der Hohlwelle 3 eingepreßt. Die Hohlwelle 3 mit dem Toleranzring 1 und der Verschiebeabschnitt 2 sind zueinander in Längs richtung verschiebbar angeordnet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist der Ver schiebeabschnitt 2 an seinem Außenumfang mit einer durch Längsrippen 4 und Nuten 5 gebildeten Außenverzahnung versehen. Am Innenumfang des Tole ranzringes 1 sind Längsrippen 6 und vier elastische Rippen 7 ausgebildet, die in Nuten 5 der Außenverzahnung eingreifen. Jede elastische Rippe 7 stützt sich über an ihren Flanken 7a ausgebildeten Noppen 7b an der Wandung der Nut 5 ab, während die übrigen Bereiche der Außenverzahnung zu den Längs rippen 6 und Längsnuten 8 des Toleranzringes 1 mit einem Spiel S angeordnet sind. Der Toleranzring 1 zentriert über die elastischen Rippen 7 die Hohlwelle 3 mittig zum Verschiebeabschnitt 2. Die elastische Rippe 7 ist federnd in der Längsnut 5 vorgespannt. Erst wenn der Verschiebeabschnitt 2 der Welle und die Hohlwelle 3 gegeneinander, z. B. durch Radiallast oder Verdrehmomente, belastet werden und die Federvorspannung der elastischen Rippen dabei überwunden wird, federn der Verschiebeabschnitt 2 und die Hohlwelle 3 ge geneinander ein bis das Spiel S überwunden und der Toleranzring 1 mit seinen Längsrippen 6 sich an der Außenverzahnung des Verschiebeabschnittes ab stützt.

In den Fig. 2a bis 2d sind besondere Ausführungsformen von elastischen Rippen gemäß Erfindung dargestellt. Die elastische Rippe 7, in Fig. 2a dar gestellt, stützt sich mit an ihren Flanken 7a ausgebildeten Noppen 7b an der Wandung der Längsnut 5 ab. In Fig. 2b ist eine elastische Rippe dargestellt, die aus zwei elastischen Zungen 9 gebildet ist. Nach der Darstellung in Fig. 2c ist die elastische Rippe durch elastische Zungen 10 gebildet, die von einer gemeinsamen Basis 10c ausgehen. An den Flanken 9a der elastischen Zungen 9 und den Flanken 10a der elastischen Zungen 10 sind Kontaktzonen 9b bzw. 10b ausgebildet, über die die elastischen Zungen 9 bzw. 10 Kontakt mit der Wandung der Nut 5 haben. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2d bildet jede der von einer gemeinsamen Basis 11c ausgehenden elastischen Zungen 11 an ihrer Flanke 11a zwei Kontaktzonen 11b zur Wandung der Längsnut 5.

In Fig. 3 ist ein Toleranzring 12 dargestellt, an dessen Innenumfang elasti sche Zungen 13 und Längsrippen 14 ausgebildet sind. Die gesamte Länge jeder elastischen Zunge 13 ist in ihrem Bereich der Kontaktzone 13a für einen linienförmigen Kontakt mit einer nicht dargestellten Nut eines Verschiebeab schnittes einer Welle vorgesehen. Am Außenumfang des Toleranzringes 12 ist ein Lagersitz 15 für einen Innenring 16a eines Lenkungslagers 16 vorgesehen. Elastische Rampen 17 bilden den Lagersitz 15. Der Lagersitz 15 ist in seinen Einzelheiten auch in Fig. 3 und Fig. 4 bildlich dargestellt. Fig. 4 zeigt dabei eine um 90° gedrehte Ansicht des Toleranzringes 12 und des Lenkungslagers 16 nach Fig. 3. In Fig. 5 ist der Toleranzring 12 als Einzelteil ohne Lager 16 dargestellt. Die elastischen Rampen 17 sind in gleichmäßigen Abständen am Außenumfang des Toleranzringes 12 verteilt angeordnet und gleichen gleich zeitig federnd einen radialen Abstand R zwischen dem Außendurchmesser des Toleranzringes 12 und dem Innenring 16a aus. Die Federwirkung ist möglich, da die elastischen Rampen 17 dünnwandig ausgebildet sind und in einem spit zen Winkel α zu einer gedachten Tangente, die durch den Schnittpunkt der Mantellinie der elastischen Rampe 17 mit dem Außenmantel des Toleranzrin ges 12 verläuft, geneigt sind.

An den elastischen Rampen 17 sind erste Anschläge 17a zur Sicherung des axialen Sitzes des Innenringes 16 des Lenkungslagers 16 in eine Richtung vorgesehen. In die andere Richtung wird der Innenring 16a über zweite axiale Anschläge 18a gesichert. Die zweiten axialen Anschläge 18a sind an Schnappnasen 18 ausgebildet. Bei der Montage des Lenkungslagers 16 wird der Innenring 16a in axialer Richtung über die Schnappnasen 18 geschoben die dabei radial nach innen einfedern. Wenn der Innenring 16a auf dem Lager sitz 15 positioniert ist, schnappen die Schnappnasen 18 in ihre Ausgangsstel lung zurück.

Bezugszeichenliste

1

Toleranzring

2

Verschiebeabschnitt

3

Hohlwelle

4

Längsrippen

5

Längsnut

6

Längsrippe

7

elastische Rippe

7

a Flanke

7

b Noppen

8

Längsnut

9

elastische Zunge

9

a Flanke

9

b Kontaktzone

10

elastische Zunge

10

a Flanke

10

b Kontaktzone

10

c Basis

11

elastische Zunge

11

a Flanke

11

b Kontaktzone

11

c Basis

12

Toleranzring

13

elastische Zunge

13

a Kontaktzone

14

Längsrippe

15

Lagersitz

16

Lenkungslager

16

a Innenring

17

elastische Rampe

17

a erster axialer Anschlag

18

Schnappnase

18

a zweiter axialer Anschlag

Claims

1. Toleranzring (1, 12), der zwischen einer Welle und mindestens einem ringförmigen Element (3, 16a) angeordnet ist, wobei

- an der Welle mindestens ein Verschiebeabschnitt (2) ausgebildet ist und an dem Außenumfang des Verschiebeabschnittes (2) in Umfangsrichtung einander abwechselnd Längsrippen (4) und Längsnuten (5) ausgebildet sind,
- das ringförmige Element (3, 16a) dem Verschiebeabschnitt (2) der Welle zugeordnet ist,
- die Welle und das ringförmige Element (3, 16a) in Längsrichtung der Welle zueinander verschiebbar angeordnet sind,
- die Welle und das ringförmige Element (3, 16a) durch die Wir kung des Toleranzringes (1, 12) in Umfangsrichtung zueinander verdrehfest angeordnet sind und
- die Welle und das ringförmige Element (3, 16a) zueinander ela stisch abgestützt sind

und wobei der Toleranzring (1, 12)

- einen radialen Abstand zwischen dem Verschiebeabschnitt (2) und dem ringförmigen Element (3, 16a) ausgleicht,
- einen Sitz (15) für das ringförmige Element (3, 16a) aufweist, auf dem das ringförmige Element (3, 16a) in Umfangsrichtung ver drehfest sowie in Längsrichtung verschiebefest aufgenommen ist,
- mit an seiner Innenmantelfläche ausgebildeten Elementen (6, 8) zur Verdrehsicherung in einem Verzahnungseingriff mit den Längsrippen (4) und Längsnuten (5) steht,
dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang der Innenmantelfläche des Toleranzringes verteilt mindestens zwei elastische Rippen (7) angeord net sind, die sich in Längsrichtung der Welle erstreckend radial nach in nen weisen und sich jeweils in einer Längsnut (5) federnd vorgespannt abstützen.

2. Toleranzring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede elastische Rippe (7) an voneinander abgewandten sowie zur Wandung der Längsnut (5) weisenden Flanken (7a) elastische Bereiche (7b) auf weist und sich mit den elastischen Bereichen an den Wandungen der Längsnut (5) federnd abstützt.

3. Toleranzring nach Anspruch 1 durch folgende Merkmale gekennzeich net:

- jede elastische Rippe ist durch wenigstens zwei auseinander ge spreizte elastische Zungen (9, 10, 11) gebildet
- die elastischen Zungen (9, 10, 11) bilden jeweils mit mindestens einer Flanke (9a, 10a, 11a), die der Wandung der Längsnut zu gewandt ist, wenigstens eine Kontaktzone (9b, 10b, 11b) mit der Wandung und
- die elastischen Zungen (9, 10, 11) liegen über die Kontaktzone (9b, 10b, 11b) federnd vorgespannt gegen die Wandung der Längsnut (5) an.

4. Toleranzring nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch folgende Merkma le:

- jede elastische Rippe ist durch wenigstens zwei auseinander ge spreizte elastische Zungen (9, 10, 11) gebildet,
- die elastischen Zungen (9, 10, 11) bilden jeweils mit mindestens einer Flanke (9a, 10a, 11a), die der Wandung der Längsnut (5) zugewandt ist, wenigstens eine linienförmig in Längsrichtung ausgerichtete Kontaktzone mit der Wandung der Längsnut (5),
- die elastischen Zungen (9, 10, 11) liegen über die Kontaktzone federnd vorgespannt gegen die Wandung der Längsnut (5) an.

5. Toleranzring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ela stische Rippe (7, 9, 10, 11) das Element zur Verdrehsicherung bildet.

6. Toleranzring nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merk male:

- der Sitz für das ringförmige Element ist ein Lagersitz (15) für ei nen Lagerring (16a) eines die Welle in Umfangsrichtung drehbar lagernden Lagers (16),
- der Lagersitz (15) ist mindestens eine elastische Rampe (17), wenigstens einen axialen ersten Anschlag (17a) und durch we nigstens einen zweiten axialen Anschlag (18a) gebildet,
- die elastische Rampe (17) ist am Außenumfang des Toleranzrin ges (12) angeordnet,
- die elastische Rampe (17) steht über die Außenmantelfläche des Toleranzringes (12) hervor,
- die elastische Rampe (17) gleicht einen radialen Abstand zwi schen dem Toleranzring (12) und dem Lagerring (16a) aus,
- die elastische Rampe (17) ist radial federnd gegen eine den Tole ranzring (12) umgebende Innenmantelfläche des Lagerringes (16a) vorgespannt,
- der axiale erste Anschlag (17a) ist am Außenumfang des Tole ranzringes (12) verteilt angeordnet,
- der axiale erste Anschlag (17a) ist an wenigstens einer elasti schen Rampe (17) ausgebildet,
- der axiale erste Anschlag (17a) ragt in radialer Richtung aus den Rampen hervor,
- der zweite axiale Anschlag (18a) steht in radialer Richtung aus der Außenmantelfläche des Toleranzringes (12) hervor und
- der zweite axiale Anschlag (18a) ist an der den ersten axialen Anschlägen (17a) gegenüberliegenden Seite des Lagersitzes (15) angeordnet.

7. Toleranzring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tole ranzring (1, 12) aus einem polymeren Werkstoff gebildet ist.