WO2018028822A1 - Wälzlager, kugelgewindetrieb mit einem solchen wälzlager, und lenkgetriebe mit einem solchen kugelgewindetrieb oder einem solchen wälzlager - Google Patents

Wälzlager, kugelgewindetrieb mit einem solchen wälzlager, und lenkgetriebe mit einem solchen kugelgewindetrieb oder einem solchen wälzlager Download PDF

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bearing
outer ring
rolling
weakening
rolling bearing
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Markus Bofinger
Axel Hebenstreit
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Daimler Ag
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    • F16C2326/20—Land vehicles
    • F16C2326/24—Steering systems, e.g. steering rods or columns

Definitions

  • the invention relates to a rolling bearing, a ball screw with such
  • German Offenlegungsschrift DE 10 2011 111 417 A1 discloses a rolling bearing for a ball screw nut of a ball screw drive of an electromechanical type
  • the rolling bearing has a bearing inner ring, a
  • DE 10 2004 034 701 A1 discloses a roller bearing, the shocks and
  • damping elements eg. 16, 17
  • which are arranged on the bearing outer ring or in spacer rings.
  • US 2010/0 158 424 A1 discloses a roller bearing whose bearing outer ring is cushioned against the outside housing by means of an elastic band.
  • the aim is to prevent damage by appropriate geometric design of the tape during pressing of the bearing in the housing.
  • Bearing outer ring arranged rubber element absorbs vibrations between bearing and housing.
  • the invention has for its object to provide a rolling bearing, a ball screw with such a roller bearing and a steering gear with such a ball screw or such a rolling bearing, said disadvantages do not occur.
  • a rolling bearing which has a bearing inner ring, a bearing outer ring and at least one between the
  • bearing inner ring and the bearing outer ring arranged rolling element. It is provided that the bearing outer ring on an outer circumferential surface at least one Has weakening, wherein in the region of the at least one weakening at least one elastic element is arranged, which is arranged and arranged to act on the bearing outer ring - seen in the radial direction - with an elastic bias.
  • the rolling bearing has advantages compared to the prior art. In particular, the bearing outer ring in the interaction of at least one
  • the rolling bearing can be readily integrated into the existing space of a ball screw, in particular a steering gear, the rolling bearing can also be provided as a retrofit solution for servicing.
  • a conventional rolling bearing can be easily replaced by the rolling bearing according to the invention. An inclination of the main bearing may possibly be withdrawn in favor of a lower friction.
  • the rolling bearing has a plurality of rolling elements.
  • the at least one rolling element is preferably designed as a ball, but may also be in the form of a barrel or as a needle of a needle bearing.
  • the rolling bearing has a plurality of balls as rolling elements.
  • the rolling bearing is preferably designed as a ball bearing.
  • Bearing inner ring are preferably on at least one ball at four points, so that the rolling bearing is designed as a so-called four-point bearing.
  • the system can also be done at only two points, which applies for example in a deep groove ball bearing.
  • the bearing outer ring is relatively rotatable relative to the bearing inner ring on the at least one rolling element, in particular so relative to the bearing inner ring - mediated by the at least one rolling element - rotatably mounted.
  • the bearing inner ring and the bearing outer ring are in particular rotatable relative to one another about a bearing axis.
  • This bearing axis defines an axial direction of the rolling bearing.
  • a circumferential direction concentrically surrounds this axial direction, wherein a radial direction is perpendicular to the bearing axis and intersects it.
  • the outer peripheral surface of the bearing outer ring concentrically extends around the bearing axis - seen in the circumferential direction - which is an outwardly facing lateral surface of the bearing outer ring.
  • Weakening in particular means that the material of the bearing outer ring is weakened locally on the outer peripheral surface compared to a weakened area environment.
  • the weakening is limited by the condition that the sometimes very high bearing forces can be absorbed without damage, without the rolling bearing fails.
  • the weakening is designed such that on the one hand a deformation, in particular a deflection of the bearing outer ring to compensate for
  • the at least one elastic element is preferably designed as a spring element, in particular as an element, which has a resilient action in at least one direction - here in the assembled state of the rolling bearing, in particular at least in the radial direction.
  • the rolling bearing is particularly adapted for use in a
  • Ball screw preferably in a ball screw of a steering gear, in particular a steering gear of an electromechanical vehicle steering.
  • the rolling bearing is particularly preferably configured for mounting a ball screw nut of the ball screw.
  • the at least one weakening is formed as a recess in the outer peripheral surface of the bearing outer ring. This represents a particularly simple and inexpensive to manufacture embodiment of the weakening.
  • the at least one weakening is formed as a groove.
  • a groove represents a particularly suitable form of a recess for the at least one weakening.
  • the weakening is particularly preferably designed as a circumferential annular groove.
  • the bearing outer ring therefore preferably has on its outer circumferential surface at least one circumferential groove, in the region of which it is locally weakened. It is possible that the bearing outer ring has exactly one and only one circumferential annular groove as a weakening.
  • the circumferential annular groove is preferably introduced symmetrically to a center plane of the bearing outer ring in the outer circumferential surface, wherein the bearing axis perpendicular to the
  • Middle plane is, and wherein the center plane divides the bearing outer ring in particular into two equal, mirror-symmetrical halves above and below the center plane.
  • An imaginary circumferential line, along which the circumferential annular groove extends, is then preferably in the median plane.
  • the bearing outer ring can be weakened centrally, which leads to a symmetrical deformation of the bearing outer ring and thus also to a symmetrical reduction of the bearing clearance. This can in particular help to avoid tension and thus an excessive increase in the friction in the rolling bearing.
  • a depth of the recess in particular as a groove, formed, at least one weakening - measured in the radial direction - from at least 1 mm to at most 3.2 mm,
  • the weakening is sufficient on the one hand for deformation of the bearing outer ring to reduce the bearing clearance and, on the other hand, low enough so that the rolling bearing can reach the bearing forces that are intended to be expected during operation
  • the bearing outer ring has two recesses which are mirror-symmetrical to the median plane of the
  • Bearing outer ring on which the bearing axis is perpendicular, and each offset from the center plane in the outer peripheral surface of the bearing outer ring are formed.
  • two weakenings are provided in this case, which are arranged symmetrically in particular - seen along the bearing axis - above and below the center plane.
  • the two recesses are each formed as a groove, in particular as a circumferential annular groove.
  • the deformation behavior of the bearing outer ring can be tailored specifically to a particular application, with a symmetrical deformation of the bearing outer ring can be ensured by the symmetrical arrangement of the recesses.
  • the rolling bearing thus has two weakenings in the form of the two recesses, in particular exactly two and only two weakenings, namely exactly two and only two recesses.
  • the at least one elastic element is designed as a circumferential elastic ring, preferably as an O-ring, viewed in the circumferential direction. This represents a simple, inexpensive and easy to install embodiment of the elastic element.
  • the at least one elastic element comprises an elastomer or a rubber-like material, or that the at least one elastic element consists of an elastomer or of a rubber-like material.
  • the elastic element obtains its elastic properties in this case by the material which it comprises or consists of.
  • the elastic element is designed as an elastomer ring or as a rubber ring.
  • Such an embodiment of the elasticity element is functional, easy to assemble and inexpensive.
  • the at least one elastic element is arranged in the recess formed as a groove or weakening.
  • the elastic element is arranged non-slip in the recess or groove.
  • the arrangement of the elastic element in the recess or groove ensures a very efficient interaction of the weakening of the bearing outer ring with the elasticity element in a particularly favorable manner for the function of the rolling bearing.
  • the weakening is designed as a circumferential annular groove, in which the elastic element formed as an elastic ring is arranged. This represents an equally simple, inexpensive and efficient embodiment of the rolling bearing.
  • the diameter of the elastic ring is in particular greater than a - measured in the radial direction - depth of the annular groove, so that the elastic ring in not
  • Compressed state protrudes beyond the annular groove and in particular between the outer peripheral surface of the bearing outer ring and a wall of a bearing housing for the rolling bearing can be elastically compressed.
  • the object is also achieved by providing a ball screw having a rolling bearing according to one of the embodiments described above.
  • the ball screw In connection with the ball screw, in particular, the advantages that have already been explained in connection with the rolling bearing.
  • the roller bearing is used in the ball screw gear in particular the bearing of a ball screw nut. It is therefore preferred a ball screw nut stored in the rolling bearing.
  • the bearing outer ring is supported in particular by the at least one
  • Elastic element on a wall of a bearing housing in particular on a ball screw housing wall from.
  • a steering gear which is a ball screw or a rolling bearing according to one of the above
  • the bearing outer ring of the rolling bearing is supported preferably via the at least one elastic element, in particular on a steering gear housing wall.
  • the steering gear is preferably designed as a steering gear of an electromechanical vehicle steering system.
  • an electromechanical vehicle steering is preferred, which is a steering gear according to one of the previously described
  • Embodiments has.
  • the single figure shows a schematic representation of an embodiment of a rolling bearing.
  • the single FIGURE shows an embodiment of a steering gear 1 with a ball screw 3, which has a rolling bearing 5, in particular in a
  • Steering gear housing 7 is arranged.
  • a ball screw nut not shown here is arranged, which is rotatably mounted on the rolling bearing 5 relative to the steering gear housing 7.
  • the rolling bearing 5 has a bearing inner ring 9, a bearing outer ring 11 and at least one disposed between the bearing inner ring 9 and the bearing outer ring 11
  • Rolling element 13 which is formed here as a ball.
  • the rolling bearing 5 preferably has a plurality of such rolling elements 13, in particular a plurality of balls, wherein the rolling bearing 5 is preferably designed as a ball bearing.
  • the bearing outer ring 11 is arranged rotatably relative to the steering gear housing 7, wherein the bearing inner ring 9 - mediated by the rolling elements 13 - is rotatable relative to the bearing outer ring 11, wherein it can roll over the rolling elements 13 in particular.
  • the ball screw nut not shown, is preferably non-rotatably arranged on the bearing inner ring 9, in particular non-rotatably received by this, so that it is rotatable together with the bearing inner ring 9 relative to the bearing outer ring 11.
  • Rolling bearing 5 shown. This is in particular rotationally symmetrical about a bearing axis A, wherein the relative rotation between the bearing inner ring 9 and the bearing outer ring 11 in particular takes place about the bearing axis A.
  • the bearing axis A is perpendicular to a here indicated by a dashed line center plane E of the rolling bearing 5, which is also a center plane of the bearing outer ring 11.
  • the bearing axis A extends in the image plane of the figure, wherein the median plane E is perpendicular to the image plane of the figure, wherein the dashed line, which marks the center plane E, representing the intersection of the median plane E with the image plane of the figure.
  • the center plane E shares the rolling bearing 5 and thus in particular the
  • Bearing outer ring 11 in two equal and preferably symmetrically shaped halves, one of which - as seen along the longitudinal axis A - above, that is, for example, in the figure right, the center plane E, and the other half below, that is in the figure to the left the median plane E is arranged.
  • the bearing outer ring 11 on an outer peripheral surface 15 at least one, here exactly one weakening 17, wherein in the weakening 17 at least one, here exactly one
  • Elastic element 19 is arranged.
  • the elastic element 19 is set up and arranged to act on the bearing outer ring 11 - seen in the radial direction - with an elastic bias.
  • the radial direction extends perpendicular to the longitudinal axis A and in this case runs in particular along the section line of the center plane E with the image plane of the figure, that is to say along the dashed vertical line representing the center plane E.
  • Rolling element 13 is urged, whereby the bearing air is advantageously reduced, without causing excessive friction.
  • the rolling bearing 5 can be designed rattle-free in this way temperature independent.
  • the elastic element 19 is designed in particular as a spring element.
  • the material of the bearing outer ring 11 is weakened compared to an environment of the weakening 17.
  • the weakening 17 is here in particular as a recess, in particular as a groove, in particular as - in the circumferential direction - circumferential annular groove 21, in the outer peripheral surface 15 of the bearing outer ring 11 is formed.
  • a circumferential direction surrounds the bearing axis A concentric.
  • annular groove 21 forms the only one
  • a maximum depth of the recess, in particular the annular groove 21, is - measured in the radial direction - preferably from at least 1 mm to at most 3.2 mm, preferably from at least 1.2 mm to at most 3 mm, preferably of at least 1.4 mm up to a maximum of 2.8 mm.
  • a maximum depth of the recess is - measured in the radial direction - preferably from at least 1 mm to at most 3.2 mm, preferably from at least 1.2 mm to at most 3 mm, preferably of at least 1.4 mm up to a maximum of 2.8 mm.
  • Circumferential seen circumferential circumferential grooves are formed, wherein the two recesses are preferably mirror-symmetrical to the center plane E and each offset from the center plane E formed in the outer peripheral surface 15.
  • the elastic element 19 is preferably formed as - in the circumferential direction - circumferential, elastic ring, in particular as an O-ring formed. More preferably, it comprises an elastomer or a rubbery material or is made of an elastomer or a rubbery material.
  • the figure also shows that the elastic element 19 is preferably arranged in the weakening 17 designed as an annular groove 21, in particular non-slip. In this way, the elastic element 19 can optimally with the weakening 17th
  • the embodiment shown here has only one and exactly one elastic element 19, which is designed here as an elastic ring.
  • the elastic ring preferably has a diameter which, in the non-compressed state, is greater than a maximum depth of the annular groove 21 measured in the radial direction.
  • the bearing outer ring is supported, in particular via the elastic element 19 on a wall 23 of the steering gear housing 7.
  • the rolling bearing 5 presented here can also be used as a retrofit solution for servicing.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager (5), mit einem Lagerinnenring (9), einem Lageraußenring (11), und mit wenigstens einem zwischen dem Lagerinnenring (9) und dem Lageraußenring (11) angeordneten Wälzelement (13). Dabei ist vorgesehen, dass der Lageraußenring (11) an einer äußeren Umfangsfläche (15) wenigstens eine Schwächung (17) aufweist, wobei im Bereich der wenigstens einen Schwächung (17) wenigstens ein Elastizitätselement (19) angeordnet ist, das eingerichtet und angeordnet ist, um den Lageraußenring (11) - in radialer Richtung gesehen - mit einer elastischen Vorspannung zu beaufschlagen.

Description

Wälzlager, Kugelgewindetrieb mit einem solchen Wälzlager, und Lenkgetriebe mit einem solchen Kugelgewindetrieb oder einem solchen Wälzlager
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, einen Kugelgewindetrieb mit einem solchen
Wälzlager sowie ein Lenkgetriebe mit einem solchen Kugelgewindetrieb oder einem solchen Wälzlager.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2011 111 417 A1 geht ein Wälzlager für eine Kugelgewindemutter eines Kugelgewindetriebs einer elektromechanischen
Fahrzeuglenkung hervor, wobei das Wälzlager einen Lagerinnenring, einen
Lageraußenring und zwischen dem Lagerinnenring und dem Lageraußenring
angeordnete Kugeln als Wälzelemente aufweist. Bei derartigen Wälzlagern besteht das Problem, dass die einzelnen Bauteile verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen und sich daher verschieden stark ausdehnen, wenn das Wälzlager seine Temperatur ändert, beispielsweise indem es aus einem kälteren Zustand in einen betriebswarmen Zustand geführt wird. Durch die verschieden starke Ausdehnung bei Temperaturerhöhung entsteht ein vergrößertes Spiel zwischen dem Lageraußenring und dem Lagerinnenring einerseits und den Wälzelementen andererseits. Das Spiel an sich wird auch als Lagerluft bezeichnet. Insbesondere abhängig von der Einspannung der Wälzelemente zwischen dem Lagerinnenring und dem Lageraußenring kann die Lagerluft so groß werden, dass das Wälzlager zu klappern beginnt. Die Lagerluft und damit auch die Klappergefahr kann grundsätzlich durch stärkere Einspannung der Wälzelemente verringert werden. Hierdurch wird allerdings die Reibung im Wälzlager sehr groß, was wiederum nachteilig für den Betrieb des Wälzlagers ist. Die Lagerluft kann auch durch Verwendung von allerdings sehr hochpreisigen Schrägkugellagern verringert werden.
Die DE 103 25 522 A1 zeigt ein Wälzlager, das an seiner Außenseite Ausnehmungen (Nuten 32) aufweist, in denen Dämpfungselemente 33 aufgenommen sind. Hierdurch werden Fertigungstoleranzen zwischen dem Außenring und der Lageraufnahme kompensiert, damit Axial- und Radialschwingungen aufgefangen werden können. Da heißt, In der Druckschrift geht es ausschließlich um die Wechselwirkung zwischen Lageraufnahme und Lageraußenring.
Weiterhin offenbart die DE 10 2004 034 701 A1 ein Wälzlager, das Stöße und
Schwingungen aufnehmen soll. Hierbei werden in vielen Varianten Dämpfungselemente (bspw. 16, 17) eingesetzt, die auf dem Lageraußenring oder in Distanzringen angeordnet sind.
Die DE 10 2010 054 828 A1 dreht sich um die Vermeidung von Verschleiß und
Geräuschen im Bereich des Außenumfangs eines Wälzlagers in der Aufnahme eines Gestells eines Lenkungsgehäuses. Dazu ist eine Ausnehmung im Lageraußenring vorgesehen, in der ein elastisches Dämpfungselement aufgenommen ist, um
Berührungen zwischen den metallischen Kontaktflächen des Lageraußenrings mit der Gestellaufnahme abzupuffern.
Des Weiteren zeigt die US 2010/0 158 424 A1 ein Wälzlager, dessen Lageraußenring gegenüber dem außenseitigen Gehäuse mittels eines elastischen Bandes abgefedert ist. Hierbei ist es das Ziel, durch geeignete geometrische Ausbildung des Bandes eine Beschädigung desselben beim Einpressen des Lagers in das Gehäuse zu verhindern.
Schließlich zeigt die US 2 2 83 839 A ein Wälzlager, das mittels eines am
Lageraußenring angeordneten Gummielementes Vibrationen zwischen Lager und Gehäuse absorbiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager, einen Kugelgewindetrieb mit einem solchen Wälzlager und ein Lenkgetriebe mit einem solchen Kugelgewindetrieb oder einem solchen Wälzlager zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Wälzlager geschaffen wird, welches einen Lagerinnenring, einen Lageraußenring und wenigstens ein zwischen dem
Lagerinnenring und dem Lageraußenring angeordnetes Wälzelement aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass der Lageraußenring an einer äußeren Umfangsfläche wenigstens eine Schwächung aufweist, wobei im Bereich der wenigstens einen Schwächung wenigstens ein Elastizitätselement angeordnet ist, das eingerichtet und angeordnet ist, um den Lageraußenring - in radialer Richtung gesehen - mit einer elastischen Vorspannung zu beaufschlagen. Das Wälzlager weist Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik auf. Insbesondere wird der Lageraußenring im Zusammenspiel der wenigstens einen
Schwächung mit dem wenigstens einen Elastizitätselement bei einer Wärmeausdehnung so durchgebogen, dass er auf das wenigstens eine Wälzelement gedrückt wird, wodurch die Lagerluft verringert wird. Aufgrund seiner Elastizität reagiert das mit Vorspannung an dem Lageraußenring anliegende Elastizitätselement auf Differenzen in der
Wärmeausdehnung der verschiedenen Bauteile des Wälzlagers, wobei es seine Anlage an dem Lageraußenring selbsttätig nachführt. Das ohne das Elastizitätselement und die Schwächung auftretende Spiel im Wälzlager wird daher durch eine von dem
Elastizitätselement aufgebrachte, radial wirkende Kraft ausgeglichen, wobei dieser Effekt durch die Schwächung des Lageraußenrings und dessen damit verbundene
Verformbarkeit unterstützt wird. Dabei wird die Reibung im Wälzlager nicht übermäßig erhöht, sodass dieses temperaturunabhängig geräuschlos und mit relativ geringer Reibung arbeiten kann. Das Klappern des Wälzlagers wird somit in allen thermischen Betriebszuständen vermieden. Es bedarf keiner Geometrieänderung an einem das Wälzlager aufnehmenden Lagergehäuse, sodass die hier vorgeschlagene Lösung einfach und kostengünstig verwirklicht werden kann. Das Wälzlager kann in den bestehenden Bauraum eines Kugelgewindetriebs, insbesondere eines Lenkgetriebes, ohne weiteres integriert werden, wobei das Wälzlager auch als Nachrüstlösung für den Servicefall bereitgestellt werden kann. Ein herkömmliches Wälzlager kann dabei einfach gegen das erfindungsgemäße Wälzlager ausgetauscht werden. Eine Schrägstellung des Hauptlagers kann gegebenenfalls zugunsten einer geringeren Reibung zurückgenommen werden.
Vorzugsweise weist das Wälzlager eine Mehrzahl von Wälzelementen auf. Das wenigstens eine Wälzelement ist bevorzugt als Kugel ausgebildet, kann aber auch tonnenförmig oder als Nadel eines Nadellagers ausgebildet sein. Bevorzugt weist das Wälzlager eine Mehrzahl von Kugeln als Wälzelemente auf. Insbesondere ist das Wälzlager bevorzugt als Kugellager ausgebildet. Der Lageraußenring und der
Lagerinnenring liegen vorzugsweise an der wenigstens einen Kugel an vier Punkten auf, sodass das Wälzlager als sogenanntes Vier-Punkt-Lager ausgebildet ist. Die Anlage kann auch an nur zwei Punkten erfolgen, was beispielsweise bei einem Rillenkugellager zutrifft. Der Lageraußenring ist relativ zu dem Lagerinnenring insbesondere über das wenigstens eine Wälzelement abwälzbar, insbesondere also relativ zu dem Lagerinnenring - vermittelt über das wenigstens eine Wälzelement - drehbar gelagert.
Der Lagerinnenring und der Lageraußenring sind insbesondere um eine Lagerachse relativ zueinander drehbar. Diese Lagerachse definiert eine Axialrichtung des Wälzlagers. Eine Umfangsrichtung umgreift diese Axialrichtung konzentrisch, wobei eine radiale Richtung senkrecht auf der Lagerachse steht und diese schneidet.
Entsprechend erstreckt sich auch die äußere Umfangsfläche des Lageraußenrings konzentrisch um die Lagerachse - in Umfangsrichtung gesehen - wobei es sich um eine nach außen gewandte Mantelfläche des Lageraußenrings handelt.
Dass der Lageraußenring an seiner äußeren Umfangsfläche wenigstens eine
Schwächung aufweist, bedeutet insbesondere, dass das Material des Lageraußenrings an der äußeren Umfangsfläche lokal im Vergleich zu einer Umgebung der geschwächten Stelle geschwächt ist.
Die Schwächung ist dabei begrenzt durch die Bedingung, dass die bisweilen sehr hohen Lagerkräfte schadlos aufgenommen werden können, ohne dass das Wälzlager versagt. Insbesondere ist die Schwächung so ausgestaltet, dass einerseits eine Verformung, insbesondere eine Durchbiegung, des Lageraußenrings zum Ausgleich der
verschiedenen Wärmeausdehnungen der Bauteile des Wälzlagers möglich ist, wobei andererseits die bestimmungsgemäß zu erwartenden Lagerkräfte - abhängig von der Anwendung und Auslegung des Wälzlagers - beschädigungsfrei aufgenommen werden können.
Das wenigstens eine Elastizitätselement ist bevorzugt als Federelement ausgebildet, insbesondere als Element, welches eine federnde Wirkung zumindest in einer Richtung - hier in bestimmungsgemäß zusammengebautem Zustand des Wälzlagers insbesondere wenigstens in radialer Richtung - aufweist.
Das Wälzlager ist insbesondere eingerichtet zur Verwendung in einem
Kugelgewindetrieb, bevorzugt in einem Kugelgewindetrieb eines Lenkgetriebes, insbesondere eines Lenkgetriebes einer elektromechanischen Fahrzeuglenkung. Das Wälzlager ist besonders bevorzugt eingerichtet zur Lagerung einer Kugelgewindemutter des Kugelgewindetriebs. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Schwächung als Ausnehmung in der äußeren Umfangsfläche des Lageraußenrings ausgebildet ist. Dies stellt eine besonders einfache und kostengünstig herstellbare Ausgestaltung der Schwächung dar. Durch eine Ausnehmung kann insbesondere das Material des Lageraußenrings lokal reduziert werden, sodass der Lageraußenring im Bereich der Ausnehmung geschwächt ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Schwächung als Nut ausgebildet ist. Eine Nut stellt dabei eine besonders geeignete Form einer Ausnehmung für die wenigstens eine Schwächung dar. Besonders bevorzugt ist die Schwächung als - in Umfangsrichtung gesehen - umlaufende Ringnut ausgebildet. Der Lageraußenring weist also bevorzugt an seiner äußeren Umfangsfläche wenigstens eine - in Umfangsrichtung gesehen - umlaufende Ringnut auf, in deren Bereich er lokal geschwächt ist. Es ist möglich, dass der Lageraußenring genau eine und nur eine umlaufende Ringnut als Schwächung aufweist. Insbesondere in diesem Fall ist die umlaufende Ringnut bevorzugt symmetrisch zu einer Mittelebene des Lageraußenrings in die äußere Umfangsfläche eingebracht, wobei die Lagerachse senkrecht auf der
Mittelebene steht, und wobei die Mittelebene den Lageraußenring insbesondere in zwei gleichgroße, spiegelsymmetrische Hälften oberhalb und unterhalb der Mittelebene teilt. Eine gedachte Umfangslinie, entlang derer sich die umlaufende Ringnut erstreckt, liegt dann vorzugsweise in der Mittelebene. Auf diese Weise kann der Lageraußenring mittig geschwächt sein, was zu einer symmetrischen Verformung des Lageraußenrings und damit auch zu einer symmetrischen Verringerung der Lagerluft führt. Dies kann insbesondere dazu beitragen, Verspannungen und damit eine übermäßige Erhöhung der Reibung in dem Wälzlager zu vermeiden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Tiefe der als Ausnehmung, insbesondere als Nut, ausgebildeten, wenigstens einen Schwächung - in radialer Richtung gemessen - von wenigstens 1 mm bis höchstens 3,2 mm,
vorzugsweise von wenigstens 1 ,2 mm bis höchstens 3 mm, vorzugsweise von wenigstens 1 ,4 mm bis höchstens 2,8 mm beträgt. In diesen Tiefenbereichen kann gewährleistet werden, dass die Schwächung einerseits für eine Verformung des Lageraußenrings zur Reduzierung der Lagerluft ausreichend und andererseits gering genug ist, sodass das Wälzlager die bestimmungsgemäß im Betrieb zu erwartenden Lagerkräfte
beschädigungsfrei aufnehmen kann. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Lageraußenring zwei Ausnehmungen aufweist, die spiegelsymmetrisch zu der Mittelebene des
Lageraußenrings, auf welcher die Lagerachse senkrecht steht, und jeweils versetzt zu der Mittelebene in der äußeren Umfangsfläche des Lageraußenrings ausgebildet sind. Es sind in diesem Fall also zwei Schwächungen vorgesehen, die insbesondere symmetrisch - entlang der Lagerachse gesehen - oberhalb und unterhalb der Mittelebene angeordnet sind. Bevorzugt sind die beiden Ausnehmungen jeweils als Nut, insbesondere als umlaufende Ringnut ausgebildet. Durch die spezifische Anordnung der beiden
Ausnehmungen kann das Verformungsverhalten des Lageraußenrings spezifisch auf einen bestimmten Anwendungsfall abgestimmt werden, wobei durch die symmetrische Anordnung der Ausnehmungen eine symmetrische Verformung des Lageraußenrings sichergestellt werden kann. Bei dieser Ausgestaltung weist das Wälzlager also zwei Schwächungen in Form der zwei Ausnehmungen auf, insbesondere genau zwei und nur zwei Schwächungen, nämlich genau zwei und nur zwei Ausnehmungen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Elastizitätselement als - in Umfangsrichtung gesehen - umlaufender elastischer Ring, vorzugsweise als O-Ring, ausgebildet ist. Dies stellt eine einfache, kostengünstige und leicht zu montierende Ausgestaltung des Elastizitätselements dar.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Elastizitätselement ein Elastomer oder ein gummiartiges Material aufweist, oder dass das wenigstens eine Elastizitätselement aus einem Elastomer oder aus einem gummiartigen Material besteht. Das Elastizitätselement erhält seine elastischen Eigenschaften in diesem Fall durch das Material, welches es aufweist oder aus welchem es besteht.
Besonders bevorzugt ist das Elastizitätselement als Elastomerring oder als Gummiring ausgebildet. Eine solche Ausgestaltung des Elastizitätselements ist funktional, einfach montierbar und kostengünstig.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Elastizitätselement in der als Ausnehmung oder Nut ausgebildeten Schwächung angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist das Elastizitätselement rutschsicher in der Ausnehmung oder Nut angeordnet. Die Anordnung des Elastizitätselements in der Ausnehmung oder Nut stellt in besonders günstiger Weise ein für die Funktion des Wälzlagers sehr effizientes Zusammenspiel der Schwächung des Lageraußenrings mit dem Elastizitätselement sicher. Besonders bevorzugt ist die Schwächung als umlaufende Ringnut ausgebildet, in welcher das als elastischer Ring ausgebildete Elastizitätselement angeordnet ist. Dies stellt eine ebenso einfache, kostengünstige und effiziente Ausgestaltung des Wälzlagers dar. Der Durchmesser des elastischen Rings ist dabei insbesondere größer als eine - in radialer Richtung gemessene - Tiefe der Ringnut, sodass der elastische Ring in nicht
komprimiertem Zustand über die Ringnut übersteht und insbesondere zwischen der äußeren Umfangsfläche des Lageraußenrings und einer Wandung eines Lagergehäuses für das Wälzlager elastisch komprimiert werden kann.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Kugelgewindetrieb geschaffen wird, welcher ein Wälzlager nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. In Zusammenhang mit dem Kugelgewindetrieb ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Wälzlager erläutert wurden.
Das Wälzlager dient in dem Kugelgewindegetriebe insbesondere der Lagerung einer Kugelgewindemutter. Es ist also bevorzugt eine Kugelgewindemutter in dem Wälzlager gelagert. Der Lageraußenring stützt sich insbesondere über das wenigstens eine
Elastizitätselement an einer Wandung eines Lagergehäuses, insbesondere an einer Kugelgewindetrieb-Gehäusewandung ab.
Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem ein Lenkgetriebe geschaffen wird, welches einen Kugelgewindetrieb oder ein Wälzlager nach einem der zuvor
beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. In Zusammenhang mit dem Lenkgetriebe ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Wälzlager und/oder dem Kugelgewindetrieb erläutert wurden. Dabei stützt sich der Lageraußenring des Wälzlagers bevorzugt über das wenigstens eine Elastizitätselement insbesondere an einer Lenkgetriebe-Gehäusewandung ab.
Das Lenkgetriebe ist bevorzugt ausgebildet als Lenkgetriebe einer elektromechanischen Fahrzeuglenkung. Insoweit wird auch eine elektromechanische Fahrzeuglenkung bevorzugt, welche ein Lenkgetriebe nach einem der zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispiele aufweist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematisch Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Wälzlagers. Die einzige Figur zeigt ein Ausführungsführungsbeispiel eines Lenkgetriebes 1 mit einem Kugelgewindetrieb 3, der ein Wälzlager 5 aufweist, das insbesondere in einem
Lenkgetriebegehäuse 7 angeordnet ist. In dem Wälzlager 5 ist insbesondere eine hier nicht dargestellte Kugelgewindemutter angeordnet, die über das Wälzlager 5 drehbar relativ zu dem Lenkgetriebegehäuse 7 gelagert ist.
Das Wälzlager 5 weist einen Lagerinnenring 9, einen Lageraußenring 11 und wenigstens ein zwischen dem Lagerinnenring 9 und dem Lageraußenring 11 angeordnetes
Wälzelement 13 auf, welches hier als Kugel ausgebildet ist. Insbesondere weist das Wälzlager 5 bevorzugt eine Mehrzahl solcher Wälzelemente 13, insbesondere eine Mehrzahl von Kugeln auf, wobei das Wälzlager 5 bevorzugt als Kugellager ausgebildet ist.
Der Lageraußenring 11 ist hier relativ zu dem Lenkgetriebegehäuse 7 drehfest angeordnet, wobei der Lagerinnenring 9 - vermittelt über die Wälzelemente 13 - relativ zu dem Lageraußenring 11 drehbar ist, wobei er insbesondere über die Wälzelemente 13 abwälzen kann. Die nicht dargestellte Kugelgewindemutter ist bevorzugt drehfest an dem Lagerinnenring 9 angeordnet, insbesondere drehfest von diesem aufgenommen, sodass sie gemeinsam mit dem Lagerinnenring 9 relativ zu dem Lageraußenring 11 drehbar ist.
In der schematischen Schnittdarstellung der Figur ist dabei nur eine Hälfte des
Wälzlagers 5 dargestellt. Dieses ist nämlich insbesondere rotationssymmetrisch um eine Lagerachse A ausgebildet, wobei die Relativdrehung zwischen dem Lagerinnenring 9 und dem Lageraußenring 11 insbesondere um die Lagerachse A erfolgt. Die Lagerachse A steht senkrecht auf einer hier durch eine strichpunktierte Linie angedeuteten Mittelebene E des Wälzlagers 5, welche zugleich eine Mittelebene des Lageraußenrings 11 ist. Die Lagerachse A verläuft dabei in der Bildebene der Figur, wobei die Mittelebene E senkrecht auf der Bildebene der Figur steht, wobei die strichpunktierte Linie, welche die Mittelebene E kennzeichnet, die Schnittlinie der Mittelebene E mit der Bildebene der Figur darstellt.
Die Mittelebene E teilt das Wälzlager 5 und damit insbesondere auch den
Lageraußenring 11 in zwei gleich große und vorzugsweise symmetrisch ausgebildete Hälften, von denen die eine - entlang der Längsachse A gesehen - oberhalb, das heißt beispielsweise in der Figur rechts, der Mittelebene E, und die andere Hälfte unterhalb, das heißt in der Figur links von der Mittelebene E angeordnet ist. Um ein Klappern des Wälzlagers 5 im betriebswarmen Zustand zu vermeiden, welches aufgrund der verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten der einzelnen
Komponenten des Wälzlagers 5 auftreten kann, ist vorgesehen, dass der Lageraußenring 11 an einer äußeren Umfangsfläche 15 wenigstens eine, hier genau eine Schwächung 17 aufweist, wobei im Bereich der Schwächung 17 wenigstens ein, hier genau ein
Elastizitätselement 19 angeordnet ist. Das Elastizitätselement 19 ist eingerichtet und angeordnet, um den Lageraußenring 11 - in radialer Richtung gesehen - mit einer elastischen Vorspannung zu beaufschlagen. Die radiale Richtung erstreckt sich dabei senkrecht zu der Längsachse A und verläuft hier insbesondere entlang der Schnittlinie der Mittelebene E mit der Bildebene der Figur, also entlang der die Mittelebene E darstellenden, strichpunktierten, vertikalen Linie. Es ergibt sich eine Verringerung der Lagerluft des Wälzlagers 5 bei thermischer Ausdehnung der einzelnen Bauteile des Wälzlagers 5 dadurch, dass das Elastizitätselement 19 diese Differenzen in der thermischen Ausdehnung ausgleichen kann, wobei es insbesondere mit der Schwächung 17 derart zusammenwirkt, dass der Lageraußenring 11 verformt und gegen das
Wälzelement 13 gedrängt wird, wodurch die Lagerluft vorteilhaft verringert wird, ohne dabei eine überhöhte Reibung zu verursachen. Das Wälzlager 5 kann auf diese Weise temperaturunabhängig klapperfrei ausgestaltet sein.
Das Elastizitätselement 19 ist insbesondere als Federelement ausgebildet.
Im Bereich der Schwächung 17 ist insbesondere das Material des Lageraußenrings 11 im Vergleich zu einer Umgebung der Schwächung 17 geschwächt.
Die Schwächung 17 ist hier insbesondere als Ausnehmung, insbesondere als Nut, insbesondere als - in Umfangsrichtung gesehen - umlaufende Ringnut 21 , in der äußeren Umfangsfläche 15 des Lageraußenrings 11 ausgebildet. Eine Umfangsrichtung umgreift dabei die Lagerachse A konzentrisch.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die Ringnut 21 die einzige
Schwächung 17. Sie ist dabei symmetrisch zu der Mittelebene E angeordnet.
Eine größte Tiefe der Ausnehmung, hier insbesondere der Ringnut 21 , beträgt - in radialer Richtung gemessen - bevorzugt von wenigstens 1 mm bis höchstens 3,2 mm, vorzugsweise von wenigstens 1 ,2 mm bis höchstens 3 mm, vorzugsweise von wenigstens 1 ,4 mm bis höchstens 2,8 mm. Alternativ zu dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch ein
Ausführungsbeispiel möglich, bei welchem zwei Ausnehmungen als Schwächungen 17 vorgesehen sind, wobei die beiden Ausnehmungen vorzugsweise als - in
Umfangsrichtung gesehen - umlaufende Ringnuten ausgebildet sind, wobei die beiden Ausnehmungen vorzugsweise spiegelsymmetrisch zu der Mittelebene E und jeweils versetzt zu der Mittelebene E in der äußeren Umfangsfläche 15 ausgebildet sind.
Das Elastizitätselement 19 ist bevorzugt als - in Umfangsrichtung gesehen - umlaufender, elastischer Ring, insbesondere als O-Ring, ausgebildet. Besonders bevorzugt weist es ein Elastomer oder ein gummiartiges Material auf oder besteht aus einem Elastomer oder einem gummiartigen Material.
Anhand der Figur zeigt sich auch, dass das Elastizitätselement 19 bevorzugt in der als Ringnut 21 ausgebildeten Schwächung 17 angeordnet ist, insbesondere rutschsicher. Auf diese Weise kann das Elastizitätselement 19 optimal mit der Schwächung 17
zusammenwirken.
Das hier dargestellte Ausführungsbeispiel weist nur ein und genau ein Elastizitätselement 19 auf, welches hier als elastischer Ring ausgebildet ist. Der elastische Ring weist vorzugsweise einen Durchmesser auf, der - in nicht komprimiertem Zustand - größer ist als eine in radialer Richtung gemessene größte Tiefe der Ringnut 21.
Der Lageraußenring stützt sich dabei insbesondere über das Elastizitätselement 19 an einer Wandung 23 des Lenkgetriebegehäuses 7 ab.
Insgesamt zeigt sich, dass mit dem hier vorgestellten Wälzlager 5 ein Wälzlager bereitgestellt werden kann, welches temperaturunabhängig geräuschlos und mit relativ geringer Reibung arbeitet. Ein zwischenzeitlich auftretendes Spiel in dem Wälzlager 5 wird durch eine radial wirkende Kraft ausgeglichen, die durch das Elastizitätselement 19 eingebracht wird. Dieser Effekt wird durch die Schwächung 17 des Lageraußenrings 11 unterstützt, welche zugleich das Elastizitätselement 19 aufnimmt. Dabei bedarf es zur Verwendung des hier vorgestellten Wälzlagers 5 keinerlei Geometrieänderung in einem
Lagergehäuse, insbesondere in dem Lenkgetriebegehäuse 7. Daher kann das hier vorgestellte Wälzlager 5 auch als Nachrüstlösung für den Servicefall verwendet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Wälzlager (5), mit
- einem Lagerinnenring (9),
einem Lageraußenring (11), und mit
wenigstens einem zwischen dem Lagerinnenring (9) und dem Lageraußenring (11) angeordneten Wälzelement (13),
dadurch gekennzeichnet, dass
der Lageraußenring (11) an einer äußeren Umfangsfläche (15) wenigstens eine Schwächung (17) aufweist, wobei
im Bereich der wenigstens einen Schwächung (17) wenigstens ein Elastizitätselement (19) angeordnet ist, das eingerichtet und angeordnet ist, um den Lageraußenring (11) - in radialer Richtung gesehen - mit einer elastischen Vorspannung so zu beaufschlagen, dass der Lageraußenring (11) im Zusammenspiel der wenigstens einen Schwächung (17) mit dem wenigstens einen Elastizitätselement (19) bei einer Wärmeausdehnung durchgebogen und auf das wenigstens eine Wälzelement (13) unter Verringerung der Lagerluft gedrückt wird.
2. Wälzlager (5) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schwächung (17) als Ausnehmung in der äußeren Umfangsfläche (15) des Lageraußenrings (11) ausgebildet ist.
3. Wälzlager (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schwächung (17) als Nut, insbesondere als - in Umfangsrichtung gesehen - umlaufende Ringnut (21), ausgebildet ist.
4. Wälzlager (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine - in radialer Richtung gemessene - Tiefe der als Ausnehmung, insbesondere als Nut, ausgebildeten wenigstens einen Schwächung (17) von mindestens 1 mm bis höchstens 3,2 mm, vorzugsweise von mindestens 1 ,2 mm bis höchstens 3 mm, vorzugsweise von mindestens 1,4 mm bis höchstens 2,8 mm, beträgt.
5. Wälzlager (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei jeweils als Ausnehmung ausgebildete Schwächungen, die spiegelsymmetrisch zu einer Mittelebene (E) des Lageraußenrings (11), auf welcher eine Lagerachse (A) des Wälzlagers (5) senkrecht steht, und jeweils versetzt zu der Mittelebene (E) in der äußeren Umfangsfläche (15) des Lageraußenrings (11) ausgebildet sind.
6. Wälzlager (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Elastizitätselement (19) als - in
Umfangsrichtung gesehen - umlaufender elastischer Ring ausgebildet ist.
7. Wälzlager (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Elastizitätselement (19) ein Elastomer oder ein gummiartiges Material aufweist, oder aus einem Elastomer oder einem gummiartigen Material besteht.
8. Wälzlager (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Elastizitätselement (19) in der als Ausnehmung oder Nut ausgebildeten wenigstens einen Schwächung (17) angeordnet ist.
9. Kugelgewindetrieb (3), mit einem Wälzlager (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Lenkgetriebe (1), mit einem Kugelgewindetrieb (3) nach Anspruch 9, oder mit einem Wälzlager (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
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