WO2013017157A1 - Sicherungselement, lenkungslager mit einem sicherungselement und lenksäule mit einem lenkungslager und einem sicherungselement - Google Patents

Sicherungselement, lenkungslager mit einem sicherungselement und lenksäule mit einem lenkungslager und einem sicherungselement Download PDF

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securing element
steering
end edge
hole
ring
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Herbert Erhardt
Richard Baier
Jochen Ott
Rainer Lutz
Anton Erhardt
Peter Loncar
Reinhold Nützel
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Definitions

  • the invention relates to a securing element with an annular body and with retaining tongues, which depart from the annular body and terminate at a central axis of the securing element centered hole in the securing element, wherein the hole axially aligned with the center axis through the securing element and at radial narrowest points of the hole at least by the ends of the retaining tongues formed end edges is limited and wherein at the respective end edge in each case at least two parts of the retaining tongue bounding surfaces meet and end, one of which surfaces of the front side of the retaining tongue is formed.
  • the invention also relates to a steering bearing with such a securing element and a steering bearing and at least one of the securing elements exhibiting steering bearing.
  • Such securing elements are positively restrained via the holding tongues on the surface of a shaft.
  • the securing elements also referred to as toothed rings in DE 33 05 419 A1
  • the radial dimensions of the free hole cross section of a hole between the holding tongues (prongs) opposite the central axis of the prong ring are less than the radial outer dimensions of the shaft at the seat of the prong ring measured in the same direction. If the serrated ring is pushed onto the shaft, the serrations are elastically deflected and spring open, so that the free cross section of the hole can be enlarged except for the radial outer dimensions of the shaft and the shaft can be pushed into the hole.
  • the front edges of the retaining tongues slightly cling to the intended position of the serrated ring under the resilient bias of the retaining tongues in the surface of the shaft.
  • the surface of the shaft must be soft.
  • the front edges intersect in the material at the surface of the shaft.
  • the seat of a serrated ring is therefore normally positive - locking. If the serrated ring is loaded against the original insertion direction of the shaft, this is based on the retaining tongues on the shaft and digs into this.
  • Such security elements are therefore also referred to as self-locking.
  • Such security elements can be set at any point and thus tolerances independent on waves advantageous.
  • these security elements are mass-produced inexpensively and are for example provided in the upper part of steering columns for securing the shaft seat of steering bearings on the steering shaft.
  • a steering column of the generic type is described in EP 2 249 050 A1.
  • the steering bearings are angular contact ball bearings.
  • the inner rings of the two against each other and against each biased angular contact ball bearings are each centered with a clamping ring on the shaft.
  • a wave spring or other spring is axially elastically biased.
  • Spring, clamping ring and thus also the respective inner ring are fixed with a serrated ring.
  • a steering bearing of the generic type for the rotatable mounting of a shaft formed as a steering shaft in a casing tube of a steering column is described in DE 10 2009 051 107 B3.
  • the inner ring of the angular contact ball bearing is integrally formed with the generic fuse element.
  • Steering columns are assemblies to which high demands are placed on operational safety and crash behavior. So it must not be that the Steering spindle penetrates dagger-like in a crash in the driver's cab. The requirements for the axial holding capacity of the generic fuse elements are therefore very high.
  • Serrated and inner rings of steering bearings with integrated locking elements are stamped from sheet metal and cold formed.
  • the end edges are the result of initial punching of the mostly rotationally symmetric rings. Of the design of the end edges is not least the ability to retain the fuse element dependent.
  • Edges are usually formed by two surfaces meeting one another.
  • One of the surfaces that terminates at the end edge is accordingly the end face of the retaining tongues which extends transversely to the two front surfaces of the retaining tongue and is directed towards the central axis.
  • This end face is formed during the production of the securing element by punching and radially limited part of the hole in the fuse element.
  • the other surface is a surface portion on a front side of the securing element of the respective retaining tongue, which is directed in the direction of the shaft during assembly of the serrated ring in the feed direction.
  • the object of the invention is to provide preferably for use in steering columns provided security elements and steering bearings whose shaft seats are held securely and can be easily and inexpensively.
  • Both the end edge generating surfaces according to the invention at least one of the retaining tongues, preferably on all retaining tongues, the securing element with at least an acute angle inclined to each other.
  • the angle which the surfaces enclose between them from the front edge lies in a range of 15 ° ⁇ ⁇ 60 °.
  • FIG. 7 shows a half section along the central axis of a securing element 100 of the prior art, not shown to scale, in the form of a serrated ring 101.
  • the serrated ring 101 has an annular body 102 from which retaining tongues 104 extend in the direction of the central axis 103.
  • the ring body 102 is formed substantially hollow cylindrical and may optionally also be disc-shaped or have a hybrid form of both forms.
  • the upper holding tongue 104 in the picture is cut.
  • the retaining tabs 104 are made of the material of the locking ring 100 by bending, so that they are inclined by the angle ß to a radial plane E.
  • the radial plane E is pierced perpendicularly from the central axis 103. In the case of mounting the serrated ring 101 on a shaft, this is pushed in the picture from the left through the serrated ring 101 or the serrated ring 101 is pushed from right to left on the shaft.
  • Each of the retaining tongues 104 has two end edges 105 and 105a, which limit the end face 107 of the retaining tongues 104 in the axial direction.
  • the front edge 105 is due to the inclination of the respective retaining tongue 104 to the radial plane E radially farthest out in the direction of the central axis 103 from the end 108 of the retaining tongue 104.
  • two surfaces 106 and 107 meet and end there.
  • the respective surface 106 is formed on a front side of the holding tongue 104 and protrudes from the ring body and extends to the end 108 of the securing element 100 and thus to the end 108 of the holding tongue 104.
  • the other surface 107 is an end face of the respective holding tongue 104
  • the surfaces 106 and 107 are inclined at an angle of 90 ° to each other.
  • the front edge 105 should be as unbroken as possible. In the process of manufacture and handling of the soft tissue of the securing element prior to curing, the unbroken contour of the end edge can not be ensured in every case, so that this can adversely affect the holding ability of the securing element on the shaft.
  • the security element described with the invention deviating from the prior art, two surfaces, the front and the end face, which are inclined from the front edge of a blade-like manner at an acute angle to each other.
  • an improved holding ability is secured to waves for a large part of the security elements, because a sharp edge penetrates very well into the surface of the shaft.
  • the shaft should preferably be made of unhardened steel, and the securing element should be hardened as much as possible, at least on the end edge formed as a cutting edge.
  • edge or front edge are also the edges to be understood, which are broken by means of radii, other curvilinear rounding or chamfering.
  • the preferred edge radii are i0.4mm, preferably 0.2mm. The same applies to chamfers.
  • securing elements in which the retaining tongues, when the locking ring is finished but not yet mounted on a shaft, front complete with a radial plane - that are not axially passed through in the initial state
  • the retaining tongues of such security elements are first moved out of the radial plane and tilted, when the shaft is inserted into the hole that is slightly too small for its outer diameter.
  • the retaining tongues must dodge resiliently rectified with the thrust direction of the shaft until the hole for the shaft diameter is large enough.
  • the invention also applies to these security elements.
  • the cutting edge similar running front edge is according to an embodiment of the invention over the level of one of the surfaces or beyond the level of both of the front edge on the meeting surfaces.
  • the surface portion extends shortly before the end edge curved or linearly rising from the respective surface beyond its level beyond the front edge.
  • the front or cutting edges of the retaining tongues are straight and aligned tangentially, for example. Alternatively, they are curved on a circumferential line whose curvature corresponds to the surface of the shaft on which the securing element is to sit later.
  • An embodiment of the invention provides that the end edge of the respective retaining tongue is interrupted by at least one recess extending partly into one of the surfaces. Such designs can have a positive effect on a further improved holding ability, since the front edge so better digs into the surface of the shaft and clings. In addition, a serrated by the interruptions cutting edge can penetrate better into the surface of the shaft.
  • the retaining tongues of the securing element are preferably in one piece - einmaterialig formed with the annular body.
  • the annular body In the circumferential direction, the annular body is cut to form the retaining tongues for forming radial slots, by which the retaining tongues in the circumferential direction adjacent retaining tongues are relatively spring-movably separated from each other.
  • the circumferentially closed or once slotted ring body holds the retaining tongues circumferentially in position, since they are formed integrally therewith.
  • the slots may be so narrow that the tabs on the slots contact each other.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the central hole of the securing element is bounded by recesses by an inner edge adjoining the end edges.
  • the retaining tongues are peripherally separated from one another by the recesses which terminate at the annular body and open towards the hole.
  • the mutually closed or alternatively once slotted annular body holds the retaining tongues together.
  • notch stresses in the securing element and resulting cracks can be avoided.
  • the spring-elastic behavior of the retaining tongues can be made variable by choosing suitable dimensions of the recesses. It is provided a steering bearing with a fuse element according to the invention.
  • the steering bearing has at least the inner ring and rolling elements, an outer race - possibly on an outer ring or directly in a casing tube, and a cage.
  • the securing element is optionally integrated into the steering bearing as a separate component in a self-retaining unit, which is formed for example of outer ring, balls, inner ring, spring ring and serrated ring.
  • the securing element is integrally formed einmaterialig with the inner ring of the steering bearing.
  • the inner ring of the steering bearing is positively fixed at least by means of securing element on the steering spindle, wherein the securing element is designed as a separate component or integrated into the inner ring.
  • the inner ring is axially supported on the fixed to the steering shaft securing element on the steering shaft, rigid or elastic, with or without the interposition of at least one spring element.
  • shafts are understood to mean all structural parts and machine elements which are suitable and intended to be rotatable or rigid for receiving and fixing various components.
  • Figures 1, 2 and 3 Figure 1 shows a main view of a fuse element 1, which is designed as a toothed ring 2.
  • FIG. 2 shows a representation of the securing element 1 along the line II-II according to FIG. 1 and along the central axis 5.
  • FIG. 3 does not show to scale an enlarged representation of the detail Z according to FIG.
  • the securing element 1 has an annular body 3 with holding tongues 4, which terminate in the securing element 1 on a centered to the central axis 5 of the securing element 1 hole 6.
  • the hole 6 is axially aligned with the central axis 5 rectified by the securing element 1.
  • the radially narrowest points of the hole 6 are described by the inner radii R1 to R9 and the ends of the retaining tongues 4 are limited by end edges 7.
  • the hole 6 is further limited by a the edge 7 adjacent inner edge with recesses 1 a.
  • the recesses 1a start from the ring body 3 and are open to the hole 6, whereby the holding tongues 4 are circumferentially separated from each other and distributed at a uniform pitch angle ⁇ to each other on the circumference.
  • each case at least two surfaces 8 and 9 bordering a part of the surface of the respective retaining tongue 4 meet one another.
  • the surface 8 is formed on the front side of the respective retaining tongue 4 and bounded by the end edges 7 and 7a.
  • the other surface 9 covers the front side of the securing element 1 and is a surface portion which continues in an inner cylindrical surface 10 of the annular body 3.
  • the retaining tongues 4 are inclined axially out of the radial planes E and E 'pierced perpendicularly from the central axis 5 and parallel to one another and are inclined relative to the respective radial plane E or E'.
  • Figure 3 The surfaces 8 and 9 go from the front edge 7 and are inclined at an acute angle ⁇ to each other. As a result, the end edge 7 protrudes radially in the direction of the central axis 5 further out of the end 4a of the respective retaining tongue than the end edge 7a, so that only the end edge 7 is in contact with the surface of the shaft when a shaft is inserted into the hole 6.
  • the end edge 7 is in the radial direction beyond the surface 8 (end face) addition, because the surface 8 in the direction of the end edge 7 has a flat surface portion 8a, the course of which from the surface 8 to the end edge 7 out beyond the level of the surface 8 addition rises to the front edge 7, so that the end edge 7 protrudes beyond the actual level of a front edge and the front surface 8 formed in the hole 6 into it.
  • Figures 2 and 3 The respective end edge 7 at the respective retaining tongue 4 is interrupted by a part extending in both surfaces 8 and 9 well 1 1.
  • Figure 4 shows a steering bearing 15, which is formed from an inner ring 12, an outer ring 13 and guided in the cage 14 Wälzkörpem 28.
  • the securing element 1 is formed integrally with the inner ring 12.
  • the annular body 12a of the securing element 1 is designed in one piece with a raceway section 12b of the inner ring 12.
  • the rolling elements 28 run off.
  • the raceway section 12b is followed by a shaft seat section 12c which is formed integrally with the inner ring 12 and is adjoined by an extension section 12d of the inner ring 12.
  • retaining lugs 12e are radially outwardly formed, through which the individual parts outer ring 13, 14 cage with rolling elements 28 and the inner ring 12 are held with securing element 1 to a self-contained unit.
  • FIGS 1, 3 and 4 The fuse element 1 has the ring body 12a, but otherwise also corresponds to the structure shown in Figures 1 and 3, in which case Figure 3 shows the detail Y of Figure 4.
  • the ring body 12a is provided with retaining tongues 4, which terminate in the securing element 1 on a centered to the central axis 5 of the securing element 1 hole 6.
  • the hole 6 leads axially with the central axis 5 rectified by the securing element 1.
  • the course of the end edges 7 is described at radial narrowest points of the hole 6 by the inner radii R1 to R9.
  • the hole 6 is further limited by an inner edge adjoining the end edges 7 with recesses 1a.
  • the recesses 1a start from the annular body 3 and are open to the hole 6, whereby the retaining tongues 4 are circumferentially separated from each other and distributed at a uniform pitch angle ⁇ to each other on the circumference.
  • each case at least two surfaces 8 and 9 bordering on a part of the surface of the respective retaining tongue 4 meet one another.
  • the surface 8 is the front side of the respective retaining tongue 4th formed and ends at the end edges 7 and 7a.
  • the other surface 9 covers the front side of the securing element 1 and is a surface portion which continues in an inner cylindrical surface 10 of the annular body 3.
  • the retaining tongues 4 are the mutually parallel radial planes E and E 'out and inclined to these radial planes E and E'.
  • the surfaces 8 and 9 extend from the end edge 7 and are inclined at an acute angle ⁇ to each other.
  • the end edge 7 is in the radial direction beyond the actual level of the surface 8 (end face) addition.
  • the floor section 8a has a surface which extends from the surface 8 towards the end edge 7 beyond the level of the surface 8 up to the end edge 7, so that the end edge 7 protrudes beyond the end surface 8 into the hole 6.
  • Figure 5 shows a portion of a steering column 20 in a longitudinal section along a central axis 5 of a steering shaft 17.
  • the steering column 20 has the steering bearing 15, a steering tube 16 and the steering shaft 17.
  • the steering shaft 17 is rotatably supported in the steering tube 16 by means of the steering bearing 15.
  • the outer ring 13 are firmly seated in the steering tube 16 and the inner ring 12 fixed on the steering shaft 17.
  • the inner ring 12 may be supported with the shaft seat portion 12c on the Weliensitz 18 of the steering shaft 17 possibly with a press fit.
  • the extension portion 12d is contactless to the steering shaft 17.
  • the inner ring 12 is secured by means of the securing element 1 against axial thrusts fixed axially on the steering shaft 17.
  • the retaining tongues 4 are under resilient bias on the surface 19 of the steering shaft 17 and are clawed to the front edges 7 in the surface 19.
  • FIG. 6 shows a portion of a steering column 25 in a longitudinal section along its central axis 5.
  • the steering column 25 has a steering bearing 21 in the steering tube 16, a clamping ring 22, a corrugated spring 23 and a securing element 1 in the form of a serrated ring 24 and the steering shaft 17.
  • the serrated ring 24 is constructed substantially like the serrated ring 2 and described with the description of Figures 1 and 3.
  • the securing element 1 does not have the ring body 3 but an annular body 26, which is directed in the image to the right and surrounds the retaining tongues 4 circumferentially.
  • the toothed ring 24 has a flat end face 27, on which the wave spring 23 is supported.
  • the serrated ring 24 is supported against the force of the wave spring 23 by means of the retaining tongues 4 on the steering shaft 17.
  • the clamping ring 22 is pressed by means of the corrugated spring between the inner ring 28 of the steering bearing 21 and the steering shaft 17 and jammed there.
  • the inner ring 21 is supported in one direction via the clamping ring 22 on the steering shaft 17 and otherwise supported without contact to the steering shaft 17 and in the other direction via the guided in the cage 14 rolling elements 28 on the outer ring 13.
  • Ring body 26 Ring body

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherungselement (1) mit einem Ringkörper (3, 12a, 26) und mit Haltezungen (4), welche von dem Ringkörper (3, 12a, 26) abgehen und an einem zur Mittelachse (5) des Sicherungselementes (1) zentrierten Loch (6) in dem Sicherungselement (1) enden, wobei das Loch (6) axial mit der Mittelachse (5) gleichgerichtet durch das Sicherungselement (1) führt und an radialen engsten Stellen des Lochs (6) zumindest durch endseitig der Haltezungen (4) ausgebildete Stirnkanten (7) begrenzt ist und wobei an der jeweiligen Stirnkante (7) jeweils wenigstens zwei einen Teil die Haltezunge (4) begrenzende Oberflächen (8, 9) aufeinander treffen und enden, von denen eine der Oberflächen (8) stirnseitig der Haltezunge (4) ausgebildet ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Sicherungselement, Lenkungslager mit einem Sicherungselement und Lenksäule mit einem Lenkungslager und einem Sicherungselement
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Sicherungselement mit einem Ringkörper und mit Haltezungen, welche von dem Ringkörper abgehen und an einem zur Mittelachse des Sicherungselementes zentrierten Loch in dem Sicherungselement enden, wobei das Loch axial mit der Mittelachse gleichgerichtet durch das Sicherungselement führt und an radialen engsten Stellen des Lochs zumindest durch endseitig der Haltezungen ausgebildete Stirnkanten begrenzt ist und wobei an der jeweiligen Stirnkante jeweils wenigstens zwei einen Teil der Haltezunge begrenzenden Oberflächen aufeinander treffen und enden, von denen eine der Oberflächen stirnseitig der Haltezunge ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Lenkungslager mit einem derartigen Sicherungselement und ein Lenkungslager sowie wenigstens eines der Sicherungselemente aufweisendes Lenkungslager.
Hintergrund der Erfindung
Derartige Sicherungselemente sind über die Haltezungen form- kraftschlüssig auf der Oberfläche einer Welle abgestützt. Die auch in DE 33 05 419A1 als Zackenringe bezeichneten Sicherungselemente sind federelasiisch und gehärtet. Die radialen Abmessungen des freien Lochquerschnitts eines Lochs zwischen den an der Mittelachse des Zackenrings gegenüberliegenden Haltezungen (Zacken) sind geringer als die in die gleiche Richtung gemessenen radialen Außenabmessungen der Welle an dem Sitz des Zackenrings. Wird der Zackenring auf die Welle geschoben, werden die Zacken elastisch ausgelenkt und federn auf, so dass sich der freie Querschnitt des Lochs bis auf die radialen Außenabmessungen der Welle vergrößert und die Welle in das Loch geschoben werden kann. Die Stirnkanten der Haltezungen krallen sich an der bestimmungsgemäßen Position des Zackenrings unter der federelastischen Vorspannung der Haltezungen leicht in die Oberfläche der Welle ein. Die Oberfläche der Welle muss dazu weich sein. Die Stirnkanten schneiden sich dabei in das Material an der Oberfläche der Welle ein. Der Sitz eines Zackenrings ist deshalb in der Regel kraft - formschlüssig. Wenn der Zackenring entgegen der ursprünglichen Einführrichtung der Welle belastet ist, stützt sich dieser über die Haltezungen auf der Welle ab und verkrallt sich in dieser. Derartige Sicherungselemente werden deshalb auch als selbstsperrend bezeichnet.
Derartige Sicherungselemente können vorteilhaft an beliebigen Stellen und damit von Toleranzen unabhängig auf Wellen festgelegt werden. Außerdem sind diese Sicherungselemente als Massenware günstig herstellbar und werden zum Beispiel gerne im oberen Teil von Lenksäulen zur Sicherung des Wellensitzes von Lenkungslagern auf der Lenkwelle vorgesehen.
Eine Lenksäule der gattungsbildenden Art ist in EP 2 249 050 A1 beschrieben. Die Lenkungslager sind Schrägkugellager. Die Innenringe der zwei gegeneinander angestellten und gegeneinander vorgespannten Schrägkugellager sind jeweils mit einem Klemmring auf der Welle zentriert. Gegen den Klemmring ist jeweils eine Wellfeder oder andere Feder axial elastisch vorgespannt. Feder, Klemmring und damit auch der jeweilige Innenring sind mit einem Zackenring festgesetzt.
Ein Lenkungslager der gattungsbildenden Art zur drehbaren Lagerung einer als Lenkspindel ausgebildeten Welle in einem Mantelrohr einer Lenksäule ist in DE 10 2009 051 107 B3 beschrieben. Der Innenring des Schrägkugellagers ist einteilig mit dem gattungsgemäßen Sicherungselement ausgebildet. Bei der Montage der Lenksäule muss vorteilhaft ein Bauelement weniger montiert werden. Der Aufwand für die Montage, die Zuführung, die Lagerhaltung und für den Transport kann geringer gehalten werden. Außerdem sind die Herstellkosten für eine derartige Lenksäulen reduziert.
Lenksäulen sind Baugruppen, an die hohe Forderungen an die Betriebssicherheit und an das Verhalten beim Crash gestellt sind. So darf es nicht sein, dass die Lenkspindel bei einem Crash dolchartig in die Fahrerkabine eindringt. Die Anforderungen an die axiale Haltefähigkeit der gattungsgemäßen Sicherungselemente sind deshalb sehr hoch.
Zackenringe und Innenringe von Lenkungslagern mit integrierten Sicherungselementen sind aus Blech gestanzt und kalt geformt. Die Stirnkanten sind das Ergebnis anfänglichen Lochens der zumeist rotationssymmetrischen Ringe. Von der Gestaltung der Stirnkanten ist nicht zuletzt die Haltefähigkeit des Sicherungselementes abhängig.
Kanten werden üblicherweise von zwei aufeinander treffenden Oberflächen gebildet. Eine der Oberflächen, die an der Stirnkante endet, ist dementsprechend die Stirnfläche der Haltezungen, die quer zu den beiden Frontflächen der Haltezunge verläuft und auf die Mittelachse gerichtet ist. Diese Stirnfläche entsteht bei der Herstellung des Sicherungselementes durch Lochen und begrenzt radial einen Teil des Loches im Sicherungselement. Die andere Oberfläche ist ein Flächenabschnitt an einer Frontseite des Sicherungselementes der jeweiligen Haltezunge, die bei der Montages des Zackenrings in Zuführrichtung in Richtung Welle gerichtet ist.
Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, vorzugsweise für die Anwendung in Lenksäulen vorgesehene Sicherungselemente sowie Lenkungslager zu schaffen, deren Wellensitze sicher gehalten sind und die sich einfach und kostengünstig herstellen lassen.
Diese Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.
Beide die Stirnkante erzeugenden Oberflächen sind erfindungsgemäß an wenigstens einer der Haltezungen, vorzugsweise an allen Haltezungen, des Sicherungselements mit wenigstens einem spitzen Winkel zueinander geneigt. Der Winkel, den die Oberflächen von der Stirnkante aus zwischen sich einschließen, liegt in einem Bereich von 15° α < 60°. Figur 7 zeigt einen Halbschnitt längs der Mittelachse eines nicht maßstäblich dargestellten Sicherungselements 100 des Standes der Technik in Form eines Zackenrings 101. Der Zackenring 101 weist einen Ringkörper 102 auf, von dem aus in Richtung Mittelachse 103 Haltezungen 104 abgehen. Der Ringkörper 102 ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet und kann wahlweise auch scheibenförmig ausgebildet sein oder eine Mischform beider Gestalten aufweisen. Die im Bild obere Haltezunge 104 ist geschnitten dargestellt. Die Haltezungen 104 sind aus dem Material des Sicherungsrings 100 durch Biegen durchgestellt, so dass diese um den Winkel ß zu einer Radialebene E geneigt sind. Die Radialebene E ist senkrecht von der Mittelachse 103 durchstoßen. Im Fall der Montage des Zackenrings 101 auf eine Welle wird diese im Bild von links aus durch den Zackenring 101 geschoben bzw. der Zackenring 101 wird von rechts nach links auf die Welle geschoben.
Jede der Haltezungen 104 weist zwei Stirnkanten 105 und 105a auf, die die Stirnfläche 107 der Haltezungen 104 in axiale Richtung begrenzen. Die Stirnkante 105 steht aufgrund der Neigung der jeweiligen Haltezunge 104 zur Radialebene E radial am weitesten in Richtung Mittelachse 103 aus dem Ende 108 der Haltezunge 104 hervor. An der Stirnkante 105 treffen zwei Oberflächen 106 und 107 aufeinander und enden da. Die jeweilige Oberfläche 106 ist an einer Frontseite der Haltezunge 104 ausgebildet und geht aus dem Ringkörper hervor und erstreckt sich bis ans Ende 108 des Sicherungselements 100 und damit bis ans Ende 108 der Haltezunge 104. Die andere Oberfläche 107 ist eine Stirnfläche stirnseitig der jeweiligen Haltezunge 104. Die Oberflächen 106 und 107 sind mit einem Winkel von 90° zueinander geneigt. Die Stirnkante 105 sollte möglichst ungebrochen sein. Im Prozess der Herstellung und des Handlings des Weichteils des Sicherungselementes vor dem Härten kann die ungebrochene Kontur der Stirnkante nicht in jedem Falle sichergestellt werden, so dass sich das nachteilig auf die Haltefähigkeit des Sicherungselements auf der Welle auswirken kann.
Das mit der Erfindung beschriebene Sicherungselement weist vom Stand der Technik abweichend zwei Oberflächen, die frontseitige und die Stirnfläche, auf, die von der Stirnkante aus schneidenartig mit spitzem Winkel zueinander geneigt sind. Damit ist an sich schon für einen Großteil der Sicherungselemente eine verbesserte Haltefähigkeit auf Wellen abgesichert, denn eine scharfe Kante dringt sehr gut in die Oberfläche der Welle ein. Die Welle sollte vorzugsweise aus ungehärtetem Stahl und das Sicherungselement sollte zumindest an der als Schneide ausgebildeten Stirnkante möglichst gehärtet sein. Mit Sicht auf die Widerstandsfähigkeit, das federelastischen Verhalten und aus Kostengründen ist es vorteilhaft, wenn das gesamte Sicherungselement oder ein mit dem Sicherungselement einteilig ausgebildeter Innenring gehärtet sind. Unter Kante oder Stirnkante sind auch die Kanten zu verstehen, die mittels Radien, anderer kurvenartiger Abrundungen oder Fasen gebrochen sind. Die bevorzugten Kantenradien sind i0,4mm, vorzugsweise 0,2mm. Gleiches gilt für Fasen.
Es gibt Sicherungselemente, bei denen die Haltezungen, wenn der Sicherungsring fertig hergestellt aber noch nicht auf eine Welle montiert ist, frontseitig mit einer Radialebene abschließen - also im Ausgangszustand nicht axial durchgestellt sind Die Haltezungen derartiger Sicherungselemente werden erst aus der Radialebene verschoben und schräg gestellt, wenn die Welle in das für ihren Außendurchmesser geringfügig zu kleine Loch eingeführt wird. Die Haltezungen müssen federnd mit der Schubrichtung der Welle gleichgerichtet ausweichen, bis das Loch für den Wellendurchmesser groß genug ist. Die Erfindung gilt auch für diese Sicherungselemente. Sie gilt aber bevorzugt für die Sicherungselemente, an welchen die Haltezungen schon bei der Herstellung mit spitzem Winkel zur Radialebene geneigt durchgestellt wurden. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Haltezungen mit einem Winkel zur Radialebene geneigt sind oder gegenüber der Radialebene bogenförmig oder diskontinuierlich geneigt verlaufen.
Die schneidkantenähnlich ausgeführte Stirnkante steht nach einer Ausgestaltung der Erfindung über das Niveau einer der Oberflächen oder über das Niveau von beiden der an der Stirnkante aufeinander treffenden Oberflächen hinaus. Der Oberflächenabschnitt verläuft kurz vor der Stirnkante gekrümmt oder linear ansteigend aus der jeweiligen Oberfläche über deren Niveau hinaus bis zur Stirnkante. Der Vorteil dieser Ausbildung liegt darin, dass trotz der eventueller ungewollten Kantenbrüche am Weichteil aufgrund der aus den Oberflächen hervorstehenden Kante immer ein vergleichsweise scharfer hervorstehender Rest Material erhalten bleiben kann.
Die Stirn- bzw. Schneidkanten der Haltezungen verlaufen geradlinig und beispielsweise tangential ausgerichtet. Alternativ verlaufen sie gekrümmt auf einer Umfangslinie, deren Krümmung der der Oberfläche der Welle entspricht, auf welcher das Sicherungselement später sitzen soll.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Stirnkante der jeweiligen Haltezunge von wenigstens einer sich teils in eine der Oberflächen erstreckenden Vertiefung unterbrochen ist. Derartige Ausbildungen können sich positiv auf eine noch weiter verbesserte Haltefähigkeit auswirken, da die Stirnkante sich so insgesamt besser in die Oberfläche der Welle verkrallt und anschmiegt. Darüber hinaus kann eine durch die Unterbrechungen zackenartig ausgebildete Schneidkante bessere in die Oberfläche der Welle eindringen.
Die Haltezungen des Sicherungselementes sind vorzugsweise einteilig - einmaterialig mit dem Ringkörper ausgebildet. In Umfangsrichtung ist der Ringkörper zur Bildung der Haltezungen zur Bildung radialer Schlitze angeschnitten, durch welche die Haltezungen in Umfangsrichtung benachbarten Haltezungen relativ federbeweglich gegeneinander voneinander getrennt sind. Der umseitig geschlossenen oder einmal geschlitzte Ringkörper hält die Haltezungen umfangsseitig in Position, da diese einteilig mit diesem ausgebildet sind. Die Schlitze können so schmal sein, das sich die Haltezungen an den Schlitzen gegenseitig berühren. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht dagegen vor, dass das zentrische Loch des Sicherungselements durch einen sich den Stirnkanten anschließenden Innenrand mit Ausnehmungen begrenzt ist. Die Haltezungen sind durch die an dem Ringkörper endenden und zum Loch hin offenen Ausnehmungen umfangsseitig voneinander getrennt. Der umseitig geschlossenen oder alternativ einmal geschlitzte Ringkörper hält die Haltezungen zusammen. Mit der Verrundung der Ausnehmungen können Kerbspannungen im Sicherungselement und daraus resultierende Risse vermieden werden. Außerdem kann durch die Wahl geeigneter Abmessungen der Ausnehmungen die federelastische Verhalten der Haltezungen variabel gestaltet werden. Es ist ein Lenkungslager mit einem erfindungsgemäßen Sicherungselement vorgesehen. Das Lenkungslager weist zumindest den Innenring und Wälzkörper, eine Außenlaufbahn - möglicherweise an einen Außenring oder direkt in einem Mantelrohr, und einen Käfig auf. Das Sicherungselement ist in das Lenkungslager wahlweise als separates Bauteil in eine selbsthaltende Einheit integriert, die z.B. aus Außenring, Kugeln, Innenring, Federring und Zackenring gebildet ist. Alternativ ist das Sicherungselement einteilig einmaterialig mit dem Innenring des Lenkungslagers ausgebildet.
Es ist eine Lenksäule mit wenigstens einem Lenkrohr und mit einer mittels Lenkungslagern drehbar in dem Lenkrohr gelagerten Lenkspindel vorgesehen. In dieser Lenksäule ist der Innenring des Lenkungslagers zumindest mit Hilfe Sicherungselementes auf der Lenkspindel form-kraftschlüssig festgesetzt, wobei das Sicherungselement als separates Bauteil bzw. in den Innenring integriert ausgeführt ist. Der Innenring ist axial an dem auf der Lenkspindel festgesetzten Sicherungselements an der Lenkspindel, starr oder elastisch, mit oder ohne Zwischenschaltung wenigstens eines Federelements, abgestützt.
Unter dem Begriff „Wellen" sind alle Baueile und Maschinenelemente zu verstehen, die drehbar oder starr zur Aufnahme und zum Festsetzen von verschiedenen Bauteilen geeignet und vorgesehen sind.
Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Figuren 1 , 2 und 3: Figur 1 zeigt eine Hauptansicht eines Sicherungselements 1 , das als Zackenring 2 ausgebildet ist. Figur 2 zeigt eine entlang der Linie II - II nach Figur 1 und längs der Mittelachse 5 geschnittene Darstellung des Sicherungselements 1. Figur 3 zeigt nicht maßstäblich eine vergrößerte Darstellung des Details Z nach Figur 2. Das Sicherungselement 1 weist einen Ringkörper 3 mit Haltezungen 4 auf, welche in dem Sicherungselement 1 an einem zur Mittelachse 5 des Sicherungselementes 1 zentrierten Loch 6 enden. Das Loch 6 führt axial mit der Mittelachse 5 gleichgerichtet durch das Sicherungselement 1. Die radial engsten Stellen des Lochs 6 sind durch die Innenradien R1 bis R9 beschriebenen und sind endseitig der Haltezungen 4 durch Stirnkanten 7 begrenzt. Das Loch 6 ist im Weiteren durch einen sich den Stirnkanten 7 anschließenden Innenrand mit Ausnehmungen 1 a begrenzt. Die Ausnehmungen 1a gehen vom Ringkörper 3 aus und sind zum Loch 6 hin offen, wodurch die die Haltezungen 4 umfangsseitig voneinander getrennt und mit gleichmäßigen Teilungswinkel γ zueinander am Umfang verteilt sind.
An der jeweiligen Stirnkante 7 treffen jeweils wenigstens zwei einen Teil der Oberfläche der jeweiligen Haltezunge 4 begrenzenden Oberflächen 8 und 9 aufeinander. Die Oberfläche 8 ist stirnseitig der jeweiligen Haltezunge 4 ausgebildet und von den Stirnkanten 7 und 7a begrenzt. Die andere Oberfläche 9 bedeckt die Frontseite des Sicherungselementes 1 und ist ein Flächenabschnitt, der sich in einer innenzylindrischen Oberfläche 10 des Ringkörpers 3 fortsetzt. Die Haltezungen 4 sind aus den senkrecht von der Mittelachse 5 durchstoßenen und zueinander parallelen radialen Ebenen E und E' axial herausgestellt zu der jeweiligen Radialebene E bzw. E' geneigt.
Figur 3: Die Oberflächen 8 und 9 gehen von der Stirnkante 7 ab und sind mit einem spitzen Winkel α zueinander geneigt. Dadurch steht die Stirnkante 7 radial in Richtung der Mittelachse 5 weiter aus dem Ende 4a der jeweiligen Haltezunge hervor als die Stirnkante 7a, so dass nur die Stirnkante 7 beim Einführen einer Welle in das Loch 6im Kontakt mit der Oberfläche der Welle steht. Darüber hinaus steht die Stirnkante 7 in radialer Richtung über die Oberfläche 8 (Stirnfläche) hinaus, weil die Oberfläche 8 in Richtung Stirnkante 7 einen ebenen Flächenabschnitt 8a aufweist, dessen Verlauf von der Oberfläche 8 aus zur Stirnkante 7 hin über das Niveau der Oberfläche 8 hinaus bis zur Stirnkante 7 ansteigt, so dass die Stirnkante 7 über das eigentliche Niveau einer Stirnkante und der stirnseitig ausgebildete Oberfläche 8 in das Loch 6 hinein hervorsteht. Figuren 2 und 3: Die jeweilige Stirnkante 7 an der jeweiligen Haltezunge 4 ist von einer sich teils in beide Oberflächen 8 und 9 erstreckenden Vertiefung 1 1 unterbrochen.
Figur 4: Figur 4 zeigt ein Lenkungslager 15, das aus einem Innenring 12, einem Außenring 13 und aus im Käfig 14 geführten Wälzkörpem 28 gebildet ist. Das Sicherungselement 1 ist einteilig mit dem Innenring 12 ausgebildet. Der Ringkörper 12a des Sicherungselementes 1 ist einteilig mit einem Laufbahnabschnitt 12b des Innenrings 12 ausgeführt. An dem Laufbahnabschnitt 12b laufen die Wälzkörper 28 ab. Dem Laufbahnabschnitt 12b folgt ein einteilig mit dem Innenring 12 ausgebildeter Wellensitzabschnitt 12c, dem sich ein Verlängerungsabschnitt 12d des Innenrings 12 anschließt. An dem Verlängerungsabschnitt 12d sind radial nach außen Haltenasen 12e ausgeformt, durch welche die Einzelteile Außenring 13, Käfig 14 mit Wälzkörpern 28 und der Innenring 12 mit Sicherungselement 1 zu einer in sich selbst haltenden Einheit gehalten sind.
Figuren 1 , 3 und 4: Das Sicherungselement 1 weist den Ringkörper 12a auf, entspricht aber ansonsten auch dem mit den Figuren 1 und 3 gezeigten Aufbau, wobei in diesem Fall Figur 3 das Detail Y aus Figur 4 wiedergibt. Der Ringkörper 12a ist mit Haltezungen 4 versehen, welche in dem Sicherungselement 1 an einem zur Mittelachse 5 des Sicherungselementes 1 zentrierten Loch 6 enden. Das Loch 6 führt axial mit der Mittelachse 5 gleichgerichtet durch das Sicherungselement 1. Der Verlauf der Stirnkanten 7 ist an radialen engsten Stellen des Lochs 6 durch die Innenradien R1 bis R9 beschriebenen. Das Loch 6 ist im Weiteren durch einen sich den Stirnkanten 7 anschließenden Innenrand mit Ausnehmungen 1a begrenzt. Die Ausnehmungen 1a gehen vom Ringkörper 3 aus und sind zum Loch 6 offen, wodurch die die Haltezungen 4 umfangsseitig voneinander getrennt und mit gleichmäßigen Teilungswinkel γ zueinander am Umfang verteilt sind.
An der jeweiligen Stirnkante 7 treffen jeweils wenigstens zwei einen Teil der Oberfläche der jeweiligen Haltezunge 4 begrenzende Oberflächen 8 und 9 aufeinander. Die Oberfläche 8 ist stirnseitig der jeweiligen Haltezunge 4 ausgebildet und endet an den Stirnkanten 7 und 7a. Die andere Oberfläche 9 bedeckt die Frontseite des Sicherungselementes 1 und ist ein Flächenabschnitt, der sich in einer innenzylindrischen Oberfläche 10 des Ringkörpers 3 fortsetzt. Die Haltezungen 4 sind den zueinander parallelen radialen Ebenen E und E' heraus gestellt und zu diesen Radialebenen E bzw. E' geneigt.
Die Oberflächen 8 und 9 gehen von der Stirnkante 7 ab und sind mit einem spitzen Winkel α zueinander geneigt. Dabei steht die Stirnkante 7 in radialer Richtung über das eigentliche Niveau der Oberfläche 8 (Stirnfläche) hinaus. Der Fiächenabschnitt 8a weist einen von der Oberfläche 8 aus zur Stirnkante 7 hin über das Niveau der Oberfläche 8 hinaus bis zur Stirnkante 7 ansteigenden Verlauf auf, so dass die Stirnkante 7 über die stirnseitig ausgebildete Oberfläche 8 hinaus in das Loch 6 hinein hervorsteht.
Figuren 3 und 4: Die jeweilige Stirnkante 7 an der jeweiligen Haltezunge 4 ist von einer sich teils in beide Oberflächen 8 und 9 erstreckenden Vertiefung 11 unterbrochen.
Figur 5: Figur 5 zeigt einen Abschnitt einer Lenksäule 20 in einem Längsschnitt entlang einer Mittelachse 5 einer Lenkspindel 17. Die Lenksäule 20 weist das Lenkungslager 15, ein Lenkrohr 16 und die Lenkspindel 17 auf. Die Lenkspindel 17 ist mittels des Lenkungslagers 15 drehbar in dem Lenkrohr 16 gelagert. Dazu sitzen der Außenring 13 fest in dem Lenkrohr 16 und der Innenring 12 fest auf der Lenkspindel 17. Der Innenring 12 ist mit dem Wellensitzabschnitt 12c auf dem Weliensitz 18 der Lenkspindel 17 möglicherweise mit einem Presssitz abgestützt. Der Verlängerungsabschnitt 12d ist berührungslos zur Lenkspindel 17. Weiterhin ist der Innenring 12 mittels des Sicherungselements 1 gegen axiale Schübe fest axial auf der Lenkspindel 17 gesichert. Dazu liegen die Haltezungen 4 unter federelastischer Vorspannung an der Oberfläche 19 der Lenkspindel 17 und sind mit den Stirnkanten 7 in die Oberfläche 19 verkrallt.
Figur 6 zeigt einen Abschnitt einer Lenksäule 25 in einem Längsschnitt entlang ihrer Mittelachse 5. Die Lenksäule 25 weist ein Lenkungslager 21 in dem Lenkrohr 16, einen Klemmring 22, eine Wellfeder 23 und ein Sicherungselement 1 in Form eines Zackenringes 24 sowie die Lenkspindel 17 auf.
Figuren 1 , 3 und 6. Der Zackenring 24 ist im Wesentlichen wie der Zackenring 2 aufgebaut und mit der Beschreibung zu den Figuren 1 und 3 beschrieben. Im Unterschied zu dem Zackenring 2 weist das Sicherungselement 1 nicht den Ringkörper 3 sondern einen Ringkörper 26 auf, der im Bild nach rechts gerichtet ist und dabei die Haltezungen 4 umfangsseitig umgibt. Dadurch weist der Zackenring 24 eine ebene Stirnfläche 27 auf, an der die Wellfeder 23 abgestützt ist. Der Zackenring 24 ist gegen die Kraft der Wellfeder 23 mittels der Haltezungen 4 an der Lenkspindel 17 abgestützt. Der Klemmring 22 ist mittels der Wellfeder zwischen den Innenring 28 des Lenkungslagers 21 und die Lenkspindel 17 gedrückt und dort verklemmt. Der Innenring 21 ist in eine Richtung über den Klemmring 22 an der Lenkspindel 17 abgestützt und ansonsten berührungslos zur Lenkspindel 17 sowie in die andere Richtung über die in dem Käfig 14 geführten Wälzkörper 28 an dem Außenring 13 abgestützt.
Bezugszeichen
Sicherungselement 23 Wellfeder
a Ausnehmung 24 Zackenring
Zackenring 25 Lenksäule
Ringkörper 26 Ringkörper
Haltezungen 27 ebene Flächea Ende 28 Wälzkörper
Mittelachse 100 Sicherungselement
Loch 101 Zackenring
Stirnkante 102 Ringkörpera Stirnkante 103 Mittelachse
Oberfläche 104 Haltezungea Oberflächenabschnitt 105 Stirnkante
Oberfläche 106 Oberfläche
0 innenzylindrische Fläche 107 Oberfläche/Stirnfläche1 Vertiefung 108 Ende
2 Innenring
2a Ringkörper
2b Laufbahnabschnitt
2c Wellensitzabschnitt
2d Verlängerungsabschnitt
2e Haltenasen
3 Außenring
4 Käfig
5 Lenkungslager
6 Lenkrohr/Mantelrohr
7 Lenkspindel
8 Wellensitz
9 Oberfläche der Lenkspindel
0 Lenksäule
1 Lenkungslager
2 Klemmring

Claims

Patentansprüche
1. Sicherungselement (1) mit einem Ringkörper (3, 12a, 26) und mit Haltezungen (4), welche von dem Ringkörper (3, 12a, 26) abgehen und an einem zur Mittelachse (5) des Sicherungselementes (1 ) zentrierten Loch (6) in dem Sicherungselement (1) enden, wobei das Loch (6) axial mit der Mittelachse (5) gleichgerichtet durch das Sicherungselement (1 ) führt und an radialen engsten Stellen des Lochs (6) zumindest durch endseitig der Haltezungen (4) ausgebildete Stirnkanten (7) begrenzt ist und wobei an der jeweiligen Stirnkante (7) jeweils wenigstens zwei einen Teil die Haltezunge (4) begrenzende Oberflächen (8, 9) aufeinander treffen und enden, von denen eine der Oberflächen (8) stirnseitig der Haltezunge (4) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen (8, 9) an wenigstens einer der Haltezungen (4) zumindest da, wo die Oberflächen (8, 9) in die Stirnkante (7) übergehen, mit wenigstens einem spitzen Winkel zueinander geneigt verlaufen.
2. Sicherungselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stimkante (7) über das Niveau wenigstens einer der Oberflächen (8) hinaus steht.
3. Sicherungselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnkante gebrochen ist.
4. Sicherungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnkante mit einem Radius von 0,2 bis 0,4mm gebrochen ist.
5. Sicherungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnkante (7) über die stirnseitig ausgebildete Oberfläche (8) hinaus in das Loch (6) hinein hervorsteht, wobei die Haltezungen (4) aus wenigstens einer von der Mittelachse (5) senkrecht durchstoßenen Radialebene (E, E') heraus zu dieser Radialebene (E, E') geneigt sind.
6. Sicherungselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnkante (7) von einer sich teils in wenigstens eine der Oberflächen (8, 9) erstreckenden Vertiefung (1 1 ) unterbrochen ist.
7. Sicherungselement nach Anspruch , dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (6) im Weiteren durch einen sich den Stirnkanten (7) anschließenden Innenrand mit Ausnehmungen (1 a) begrenzt ist und wobei die Haltezungen (4) mittels der vom Ringkörper (3, 12a, 26) ausgehenden und zum Loch (6) hin offenen Ausnehmungen (1a) umfangsseitig voneinander getrennt sind.
8. Lenkungslager (15) zumindest mit einem Innenring (12), einem Außenring (13), zwischen dem Innenring (12) und dem Außenring (13) angeordneten Wälzkörpern (28) und mit einem Sicherungselement (1 ) nach Anspruch 1 oder 7.
9. Lenkungslager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (1) einteilig mit dem Innenring (12) ausgebildet ist.
10. Lenksäule wenigstens ein Lenkrohr (16) und mindestens ein Lenkungslager (15) nach Anspruch 8 sowie eine mittels des Lenkungslagers (15) drehbar in dem Lenkrohr (16) gelagerte Lenkspindel (17) aufweisend, wobei der Innenring (12) zumindest mittels der Stirnkante (7) des Sicherungselementes (1) auf der Lenkspindel (17) form-kraftschlüssig festgesetzt ist.
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US14/236,467 US9032833B2 (en) 2011-08-01 2011-08-01 Securing element, steering bearing with a securing element and steering column with a steering bearing and a securing element
CN201180072420.5A CN103857931B (zh) 2011-08-01 2011-08-01 固定元件，具有固定元件的转向轴承及具有转向轴承与固定元件的转向柱

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022058263A1 (de) * 2020-09-16 2022-03-24 Thyssenkrupp Presta Ag Lenksäule mit toleranzausgleichselement
WO2023227220A1 (de) * 2022-05-25 2023-11-30 Igus Gmbh Wälzlager mit mehrkomponenten-kunststofflagerring

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8997601B2 (en) * 2011-08-01 2015-04-07 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Steering column comprising a steering bearing, and a steering bearing of a steering column
US9222514B2 (en) * 2011-08-01 2015-12-29 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Securing element, a steering bearing comprising a securing element, and a steering column comprising a steering bearing and a securing element
CN103189263B (zh) * 2011-10-11 2015-08-05 日本精工株式会社 转向柱及其制造方法
GB2568693A (en) * 2017-11-23 2019-05-29 Terence Goldsmith Mark Diametrically adaptive polymeric rolling element
US10995859B2 (en) * 2018-04-26 2021-05-04 Honda Motor Co., Ltd. Thermally actuated grommet
US11498602B2 (en) * 2021-03-17 2022-11-15 Steering Solutions Ip Holding Corporation Bearing retainer and steering column assembly with the bearing retainer

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5483026U (de) * 1977-11-24 1979-06-12
EP0078163A1 (de) * 1981-10-22 1983-05-04 Inoue-Japax Research Incorporated Zahnrad
DE3305419A1 (de) 1983-02-17 1984-08-30 Seeger-Orbis GmbH, 6240 Königstein Selbstsichernder zackenring
US4573713A (en) * 1982-11-22 1986-03-04 Shell Oil Company Belle-lock grip device
DE102006060883A1 (de) * 2006-12-22 2008-06-26 Schaeffler Kg Verspannungssystem zum axialen Verspannen von Maschinenelementen auf einer Welle oder in einem Gehäuse
EP2249050A1 (de) 2009-05-07 2010-11-10 Aktiebolaget SKF Wälzlageranordnung und Fahrzeuglenkwelle
DE102009051107B3 (de) 2009-10-28 2011-04-28 Thyssenkrupp Presta Ag Lager zur drehbaren Lagerung einer Lenkspindel

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4007942C1 (en) * 1990-03-13 1990-09-13 Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De Securing component on rotating shaft - involves retaining ring to avoid expansion of circlip at high shaft speed
DE19913211B4 (de) * 1999-03-24 2006-09-28 Schaeffler Kg Schrägkugellager
FR2798170B1 (fr) * 1999-09-02 2004-09-10 Skf France Palier a roulement de colonne de direction pour vehicules automobiles
DE19952119A1 (de) * 1999-10-29 2001-05-03 Schaeffler Waelzlager Ohg Kugellager
DE19955643A1 (de) * 1999-11-19 2001-05-23 Schaeffler Waelzlager Ohg Kugellager
FR2813356B1 (fr) * 2000-08-30 2002-11-29 Skf France Palier a roulement a precontrainte axiale, notamment pour colonne de direction de vehicules automobiles
US6640968B2 (en) * 2001-09-13 2003-11-04 Stafast Products, Inc. Retainer
FR2915778B1 (fr) * 2007-05-04 2009-10-02 Skf Ab Dispositif de palier a roulement pour colonne de direction

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5483026U (de) * 1977-11-24 1979-06-12
EP0078163A1 (de) * 1981-10-22 1983-05-04 Inoue-Japax Research Incorporated Zahnrad
US4573713A (en) * 1982-11-22 1986-03-04 Shell Oil Company Belle-lock grip device
DE3305419A1 (de) 1983-02-17 1984-08-30 Seeger-Orbis GmbH, 6240 Königstein Selbstsichernder zackenring
DE102006060883A1 (de) * 2006-12-22 2008-06-26 Schaeffler Kg Verspannungssystem zum axialen Verspannen von Maschinenelementen auf einer Welle oder in einem Gehäuse
EP2249050A1 (de) 2009-05-07 2010-11-10 Aktiebolaget SKF Wälzlageranordnung und Fahrzeuglenkwelle
DE102009051107B3 (de) 2009-10-28 2011-04-28 Thyssenkrupp Presta Ag Lager zur drehbaren Lagerung einer Lenkspindel

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022058263A1 (de) * 2020-09-16 2022-03-24 Thyssenkrupp Presta Ag Lenksäule mit toleranzausgleichselement
WO2023227220A1 (de) * 2022-05-25 2023-11-30 Igus Gmbh Wälzlager mit mehrkomponenten-kunststofflagerring

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Publication number Publication date
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