DE2320271A1

DE2320271A1 - Wellenlagerung, insbesondere fuer lenkgetriebe von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2320271A1
Application number: DE2320271A
Authority: DE
Inventors: Charles Newton Hay
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1972-06-15
Filing date: 1973-04-17
Publication date: 1973-12-20
Also published as: JPS4949045A; US3762783A; JPS534580B2; DE2320271C3; GB1377929A; DE2320271B2

Description

W/Vh-2945 17.4.73

General Motors Corporation, D e t r ο it, Mich., V.St.A.

Wellenlagerung, insbesondere für Lenkgetriebe von Kraftfahrzeugen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellenlagerung mit durch zusammenarbeitende drehbare Nockenflächen einstellbaren Lagern, insbesondere für Lenkgetriebe von Kraftfahrzeugen.

Wellenlagerungen mit durch zusammenarbeitende drehbare Nockenflächen einstellbaren Lagern sind beispielsweise durch die US-PS 2 702 868 bekannt. Bei. Verwendung einer derartigen Lagerung beispielsweise für übliche Lenkgetriebe von Kraftfahrzeugen ist die Lenkwelle in zwei an jedem Ende des Lenkgetriebegehäuses liegenden Lagern abgestützt, von denen das eine mit dem Lenkgetriebegehäuse verbunden ist, während das andere von einem Einstellstück aufgenommen ist,

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das in das Lenkgetriebegehäuse eingeschraubt ist. Das Einstellstück dient hierbei der Vorbelastung der beiden Lager gegeneinander, um ein vorgegebenes Lagerdrehmoment einzustellen. Da das genaue Fluchten der beiden Lager für den einwandfreien Betrieb wichtig ist, erfordert die Herstellung und Montage des Einstellstücks eine besondere Genauigkeit.

Ferner ist bei Wellenlagerungen grundsätzlich eine gelegentliche Überprüfung der Vorbelastung der Lager angebracht und eine Nachstellung erforderlich. Beispielsweise bei Lenkgetrieben üblichen Aufbaues mit Wellenlagerungen der erwähnten Art ist dies eine schwierige Angelegenheit, da der Lenkstockhebel abgebaut werden muss, um durch Nachstellen des Einstellstüeks die richtige Vorspannung der Lager wieder herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wellenlagerung der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, dass eine Selbsteinstellung der Lager erreicht wird, wodurch diese Lagerung insbesondere für Lenkgetriebe von Kraftfahrzeugen geeignet ist. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Es ergibt sich ein einfacher und gedrängter Aufbau des- sich selbst einstellenden Lagers, das im Betrieb zuverlässig ist und verhältnismässig billig hergestellt werden kann.

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Weitere Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind den Unteiansprüchen zu entnehmen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Wellenlagerung nach der. Erfindung dargestellt. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Kraftfahrzeug-Lenkgetriebe mit einem sich selbst einstellenden Lager, wobei die für die Erfindung unwesentlichen Teile des Lenkgetriebes fortgelassen sind, und Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des sich

selbst einstellenden' Lagers mit auseinander gezeichneten Teilen.

Das sich selbst einstellende Lager ist ist Zusammenhang mit einem Lenkgetriebe beschrieben, jedoch ist die Erfindung bei beliebigen ¥ellenlagerungen anwendbar. Das im Ausführungsbeispiel gewählte Lenkgetriebe weist eine mit Gewindegängen 12 versehene Lenkwelle 10 auf, die mit einer nicht dargestellten Lenkmutter über Umlaufkugeln in bekannter Weise zusammenarbeitet. Die Gewindegänge 12 befinden sich am unteren Ende der Lenkwelle innerhalb des Lenkgetriebegehäuses 14, aus dem ein über ein Lenkstocksegment betätigter Lenkstockhebel nach aussen tritt und in bekannter Weise auf das Lenkgestänge einwirkt. :

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Die Lenkwelle 10 ist jasia am oberen Ende des Lenkgehäuses 14, d.h. rechts in Fig. 1, durch ein übliches Druckkugellager 16 abgestützt, dessen innere Laufbahn 12a für die Kugeln 18 an der Lenkwelle 12 gebildet ist. Ein äusserer Laufring 20 mit zugeordnetem Haltering 21 sitzt.in einer abgesetzten Bohrung 22 des Lenkgetriebegehäuses 14, wobei der äussere Laufring 20 gegen eine Schulter 14a des Gehäuses anliegt. Die Bohrung 22 ist ausserhalb des Lagers durch einen Dichtungsring 24 abgedichtet, der die Lenkwelle 10 umschliesst.

Das untere in Fig. 1 linke Ende der Lenkwelle ist in einem sich selbst einstellenden Lager 30 abgestützt, das in axialer Richtung durch eine Mutter 26 festgelegt ist, die in ein Gewinde 28 des Lenkgetriebegehäuses 14 einschraubbar ist. Das sich selbst einstellende Lager 30 nimmt radiale und axiale Schübe der Lenkwelle 10 auf.

Das sich selbst einstellende Lager 30 ist mit mehreren tonnenförmigen Rollen 32 ausgerüstet, die in Umfangsrichtung durch einen Käfig 34 in Abstand voneinander gehalten sind. Die Rollen 32 laufen auf einer zur Achse geneigten inneren Laufbahn 12b, die am unteren Ende der Lenkwelle 10 gebildet ist und an einem äusseren Laufring 36, dem ein Nockenring 38 und eine Schraubenzugfeder 40 zugeordnet ist. Durch die Verwendung von tonnenförmigen Rollen können geringe Unstimmig-

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keiten der Ausrichtung der Lenkwelle ausgeglichen werden· Der Aussenlaufring 36 sitzt lose in dem Lenkgetriebegehäuse 14 und ist zu diesem axial beweglich. Er "besteht aus einem rohrförmigen Führungsteil 42, einem gewölbten Teil 44, an den die äussere Laudfbahn 44a für die Rollen 32 gebildet ist, einem radial auswärts gerichteten Flanschteil 46 und einem axialen zurückgebogenen Teil 48, der parallel zur Achse des Führungsstücks 42 verläuft. Am linken freien Ende des rückgebogenen Teils 48 sind drei im gleichen Abstand voneinander liegende Rampenflächen 50 gebildet.

Der dem Aussenlaufring 36 zugeordnete Nockenring hat napfförmige Gestalt mit einem radial liegenden Flansch Dieser enthält eine zentrale Öffnung und ist verschieblich auf dem Führungsteil 42 des Aussenlaufrings 36. Der radiale Flansch 52 geht in einen Mantel 54 über, an dessen freiem Ende Nockenflächen 56 gebildet sind, die mit den Nockenflächen 50 am Aussenlaufring 36 zusammenarbeiten, so dass der «ociale Abstand zwischen dem Aussenlaufring 36 und dem Nockenring 38 verändert werden kann.

Die Schraubenzugfeder 40 dient dazu, normalerweise den Nockenring 38 im Sinne eines Auflaufens der Rampenflächen in Umfangsrichtung vorzubelasten, um einen maximalen Abstand zwischen dem Aussenlaufring 36 und dem Nockenring 38 zu bewirken und damit die Rollen 42 und das Lager 16 in vorgegebener

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Weise vorzubelasten. Im eingebauten Zustand wird die Lenkwelle 10 zusammen mit den Lagern nach rechts in Fig. 1 bewegt, so dass das Lager 16 fest gegen die Schulter 14a des Lenkgetriebegehäuses abgestützt ist und die Rollen 32 und die Kugeln 18 in Anlage gegen die inneren Laufbahnen an der Lenkwelle stehen. Die Schrauben zugfeder 40, die vor dem Zusammenbau eine Zugspannung erhält, umgibt den die aussere Laufbahn 44a enthaltenden Teil 44 des Aussenlaufrings 36, wobei ihr eines Ende in einen Schlitz 46a im Aussenlaufring und ihr anderes Ende in einen Schlitz 52a am Nockenring greifet. Normalerweise werden der Aussenlaufring 36 und der Nockenring 38 im Sinne eines Auf lauf ens der Rampenflächen vorbelastet, die in Fig. 2 durch den Pfeil angedeutet ist.

Eine Relativdrehung des Nockenrings 38 zum Aussenlaufring 36 in entgegengesetzter Richtung bewirkt ein Ablaufen der Rampen, wodurch der axiale Abstand zwischen diesen beiden Teilen verringert wird. Die Winkel der Nockenflächen 50 und 56 sind so gewählt, dass diese durch Reibungsschluss verriegelt sind, wenn axiale Kräfte einwirken, die eine Verringerung des axialen Abstands beider Teile bewirken wollen.

Um eine als Ganzes einzubauende Baueinheit zu schaffen, ist der Führungsteil 42 des Aussenlaufringes 36 mit radial nach aussen gerichteten Ansätzen 42a versehen. Im Ausführungsbeispiel sind derer-.n drei vorgesehen, die durch Aus-

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schnitte 52b im radialen Flansch 52 des Nockenrings 38 hindurch· geführt werden können und nach Verdrehen eine Verriegelung beider Teile bewirken.

Der axiale Abstand, um den sich der Nockenring 38 nach links in Fig. 1 bewegen kann, bevor sein Flansch 52 , zur Anlage gegen die Ansätze 42a kommt, ist so gewählt, dass ein volles Auflaufen der Nockenflächen am Nockenring 38 und am Aussenlaufring 36 nicht erfolgt, damit ein Abwickeln der zuvor vorgespannten Schraubenzugfeder 40 vermieden wird. Durch die Abstände zwischen den Ansätzen 42a und den Durchbrüchen 52b und durch Verhindern des vollen Auflaufes der Nockenflächen werden die Bauteile zusammengehalten, ohne dass die Schraubenzugfeder 40 ihre Vorspannung verlierti '

Der Aussenlaufring 36 ist axial verschieblich in einer Innenwand 15 des Lenkgetriebegshäuses 14, jedoch drehfest am Gehäuse gehalten, wozu in radialer Richtung liegende Ansätze 48a an dem Mantel 48 des Aussenlaufrings 36 gebildet sind, die in entsprechende axiale Schlitze 14b in der GE-ehäusewand 15 liegen.

Im Ausführungsbeispiel hat die Mutter 26 aussen einen Sechskantkopf 62 zum Ansetzen eines Schraubenschlüssels und innen einen Gewinde tragenden Schaft 64. Innerhalb des Schaftes 64 ist ein ringförmiger Ansatz 66 mit einer radialen Schulter 68 gebildet, die gegen den Flansch 52 des Nockenrings 38 beweg-

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bar ist, um diesen in einer axialen Richtung im Lenkgetriebegehäuse 14 festzulegen. Die Schulter 68 liegt axial einwärts der Anschlagfläche des Kopfes 62 gegen das Lenkgetriebegehäuse 14. Der Innendurchmesser des Anschlags 66 ist grosser als der durch die Ansätze 42a gegebene Aussendurchmesser des Führungsteils 42 des Aussenlaufrings.

Nachdem die übrigen Teile des Lenkgetriebes eingebaut sind, erfolgt bei der endgültigen Montage das Einbringen des Lagers 30 in den Bereich des unteren Endes der Lenkwelle 10, wobei die Ansätze 48a des Aussenlaufrings 36 in die Schlitze 14b des Lenkgetriebegehäuses eingeführt werden, wonach die Mutter 26 niedergeschraubt wird. Bevor die Mutter 26 gegen die Anschlagfläche 14c des Lenkgetriebegehäuses zur Anlage kommt, fährt die Schulter 68 gegen den Flansch 52 des Nockenrings 38 an, nachdem die in axialer Richtung bestehenden Spiele aufgenommen sind. Danach ist die Reibungskraft zwischen der Mutter 26 und dem Nockenring genügend gross, um beim weiteren Einschrauben der Schraube 26 den Nockenring 38 mitzunehmen, so dass ein Ablaufen an den Nockenflächen erfolgt und wegen des festgehaltenen Aussenlaufrings 36 eine Verkürzung des Abstandes zwischen dem Aussenlaufring 36 und dem Nockenring erfolgt.

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Beim anfänglichen Aufschrauben der Schraube

wird somit unter Bewegung der Teile des Lagers 30 nach rechts das vorhandene Spiel aufgenommen und danach durch drehende Mitnahme des Nockenrings 38 bei festgehaltenem Aussenlaufring 36 der axiale Abstand zwischen diesen beiden Teilen verkürzt, wobei die Schraubenzugfeder 40 die eingestellte Vorspannung beibehält. ,

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Claims

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Patentansprüche

lj Wellenlagerung mit durch zusammenarbeitende drehbare Nockenflächen einstellbaren Lagern, insbesondere für Lenkgetriebe von Kraftfahrzeugen, dadurch ge kennzeichnet, dass eine sich durch ein Gehäuse (14) erstreckende Welle (10) im Gehäuse durch ein erstes Lager (16) und ein zweites, sich selbst einstellendes Lager (30) abgestützt ist, und das letztere an einer Innenlaufbahn (12b) der Welle und einen Aussenlaufring (36) abgestützte Wälzkörper (32) aufweist, und der Aussenlaufring aus einem rohrförmigen axial ausgerichteten Führungsteil (42), einem gewölbten, die Aussenlaufbahn (44a) aufweisenden Teil (44), einem radial nach aussen gerichteten Flanschteil (46) und einem axial gerichteten zurückgebogenen Teil (48), an dessen Ende Nockenflächen (50) gebildet sind, besteht und axial beweglich, aber drehfest im Gehäuse (Wand 15) gehalten ist, dass ein auf den Fühnmgsteil (42) verschieblicher Nockenring (38) mit der Nockenfläche des Aussenlaufrings zusammenarbeitende Nockenflächen (56) aufweist und eine den die Aussenlaufbahn enthaltenden Teil des Aussenlauf rings umgebende Feder (40) zwischen dem Aussenlaufring und dem Nöckenring in Umfangsrichtung eine Vorspannung im Sinne eines Auf lauf ens der Rampenflächen ausübt, und dass eine in das

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Gehäuse einschraubbare Mutter (26) gegen den Nockenring in Anlage gehalten ist und die Teile des sich selbst einstellenden Lagers in eine/*Achsrichtung festlegt.
2. Wellenlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenring (38) napfförmig ausgebildet ist und in einem radialen Flansch (52) eine den Führungsteil (42) des Aussenlaufrings (36) umgebende Öffnung hat, und an seinem Mantel (54) die Nockenflächen (56) trägt, und dass der Führungsteil (42) des Aussenlaufrings (36) am freien Ende radial auswärts gerichtete Ansätze (42a) hat, die hinter den radialen Flansch des Nockenringes greifend die axiale Bewegung zwischen Nockenring und Aussenlaufring begrenzen.
3. Wellenlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der axial gerichtete zurückgebogene Teil (48) des Aussenlaufrings (36) radial gerichtete Ansätze (48a) trägt, die in den Aussenlaufring (36) axial führende Schlitze (14b) in der Gehäusewand (15) eingreifen, wobei der Nockenring (38) so angeordnet ist, dass seine Bewegung zum Aus senlauf ring in einer Achsrichtung verhindert ist, während bei Drehen des Nockenrings zum Aussenlaufring letzterer in axialer Richtung durch die zusammenarbeitenden Nockenflächen (50, 56) eingestellt wird.

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4. Wellenlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in das Gehäuse (14) einschraubbare Mutter (26) einen ringförmigen Anschlag (66) mit einer radialen Schulter (68) aufweist, der "beim Ein- . schrauben der Mutter in das Gehäuse gegen den radialen Flansch (52) des Nockenrings (38) zur Anlage kommt, nachdem die axialen Spiele aufgenommen sind und dann den Nockenring durch Reibung mitnimmt, der im Sinne eines Ablaufens der Nockenflächen (50, 56) gegen die Kraft der Feder (40) gedreht wird und eine Verkürzung des axialen Abstands zwischen dem Nockenring und dem Aussenlaufring bewirkt, bis die Mutter zur Anlage gegen das Gehäuse (14) geschraubt ist.

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