WO2019210906A1 - Lageranordnung - Google Patents

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WO2019210906A1
WO2019210906A1 PCT/DE2019/100374 DE2019100374W WO2019210906A1 WO 2019210906 A1 WO2019210906 A1 WO 2019210906A1 DE 2019100374 W DE2019100374 W DE 2019100374W WO 2019210906 A1 WO2019210906 A1 WO 2019210906A1
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bearing
bearing arrangement
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Johannes Lang
Jonas GILSDORF
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Definitions

  • the invention relates to a bearing arrangement, in particular for mounting a worm spindle for a power steering.
  • a bearing assembly which a bearing, be it a rolling bearing, be it a sliding bearing, to summarizes, is known to the pivotal mounting of a first component relative to a second component.
  • Such a bearing arrangement is used in particular for supporting a shaft, preferably a worm spindle for a power steering. While in a motor vehicle without power steering an adjusting torque for moving a longitudinal column and thereby a coupled to the handlebars of the steered axle of the vehicle rack must be completely applied by the driver rack, when using a power steering is a power steering via an auxiliary unit, in particular an electric motor , whose output torque is entered via a worm drive in the column or a shaft coupled thereto.
  • an output shaft is fixedly connected to a worm spindle via a coupling, wherein the toothing of the worm spindle is in engagement with a surrounding toothing of a worm wheel, which is non-rotatably connected to the longitudinal column or the shaft connected thereto.
  • a power steering is described in EP 1 225 116 B1.
  • the worm shaft is mounted with a loose and a fixed bearing.
  • the worm shaft is adjusted to the worm wheel via the floating bearing without play.
  • the fixed bearing must allow a swivel angle, for which purpose a swiveling ring is provided, which receives the outer ring of the bearing, usually a four-point ball bearing, in a spherical cap.
  • the outer ring in this case has a part-spherical outer lateral surface, which allows the pivoting movement within the spherical cap.
  • the outer ring is made in two parts, that has two axially abutting annular portions which are axially compressed about a radially and axially comprehensive sleeve, whereby an axial clamping of the bearing unit, which comprises this sleeve as an integral component, is achieved .
  • the invention is therefore based on the problem of specifying a contrast improved bearing arrangement.
  • a bearing arrangement comprising a housing with a bearing receptacle, as well as an insertable into this bearing with an outer ring with a part-spherical outer surface, which is received in a pivot ring with an inner circumferential surface, wherein the pivot ring two ring sections which are axially movable relative to each other to adjust the contact between the outer circumferential surface and the inner lateral surface, wherein the bearing receptacle has an internal thread into which a threaded ring is screwed with an end face axially against a ring portion of the pivoting ring for adjustment the relative position of the ring sections is movable.
  • the bearing arrangement according to the invention comprises a rolling or plain bearing, usually comprising an inner ring, a row of rolling elements and an outer ring with a part-spherical outer surface which is received in a swivel ring having a guide dome.
  • the pivot ring in turn consists of two ring sections, which are axially movable relative to each other.
  • the bearing assembly comprises Furthermore, a housing which has a corresponding bearing seat, which thus forms a sliding seat for the swivel ring together with bearings.
  • This bearing receiver according to the invention has an internal thread into which a threaded ring can be screwed. This runs with its annular end face axially against one of the two ring sections of the pivot ring.
  • the relative position of the two ring sections can be adjusted to each other and above the game of the swivel ring are adjusted to the outer ring, as over here but also the resulting swivel torque can be adjusted.
  • the play release and the adjustment of the swivel moment does not take place, as in the prior art, by arrangement or integration of a component fixedly connected to the swivel ring in the form of a surrounding outer sleeve or one or more elastic elements, but solely by a fastening element fixing the swivel ring in the bearing receptacle, namely the threaded ring.
  • the swiveling ring can consist of two separate annular sections, which are received in an annular outer sleeve.
  • the two ring sections are axially adjacent to each other, the outer sleeve is used only for the axial fixation of the pivot ring and the ring sections, it serves, unlike in the prior art, not to define these defined axially to set the game over here.
  • the pivot ring consists of two integrally connected ring sections, but which are axially slightly movable relative to each other.
  • the ring sections can be slightly axially braced by an axially over the threaded ring applied force on the mounted on the other side in the bearing seat in the sliding seat swivel ring to each other and this release the game respectively set the pivoting moment become.
  • the swivel ring and the two ring sections can either be made of metal, but alternatively also of plastic. Both material variants allow an axial tension in the scope relevant to the invention.
  • the pure sleeve of the two separate ring sections serving together outer sleeve may have a sleeve part with an L- or C-shaped cross-section in the invention, wherein the sleeve part radially surrounds the ring sections and on one end face, and on the other side a encompassing board - point.
  • the outer sleeve is expediently a simple, drawn sheet-metal component. If both ring sections are made of metal, whether they are separate ring sections, or whether they are connected to one another in a relevant manner, it is conceivable for the threaded ring to be screwed directly against the free end face of one ring section. It is also conceivable, however, that the outer sleeve further comprises an annular disc, which occupies the other end face and which is fixed over the board. In this case, the threaded sleeve runs against this washer, so does not press directly on the ring section.
  • the ring sections made of plastic be it as separate ring sections, be it as a one-piece component, the use of such an annular disc, which of course is also expediently a sheet steel disk, for the transmission of force, as in this way se the axial force distributed over a large area and symmetrically on the plastic ring section becomes.
  • the use of plastic ring sections is particularly useful in terms of silencing.
  • the use of a sleeve part is not absolutely necessary, but it facilitates the assembly.
  • At least one elastic spring element is arranged between the ring sections.
  • the applied axial adjustment force is limited, since it comes on reaching the réellebrin- ing maximum force to a corresponding deformation of the elastic member.
  • the elastic element also counteracts a possible long-term flow behavior of the plastic pivot ring halves and prevents an increase in the game in the swivel range.
  • the spring element may be made of an elastomer, but it is also conceivable to use a metal element, for example in the form of a corrugated spring.
  • An elastomer spring element has the further advantage that it offers a noise attenuation.
  • the use of plastic housing sections or the elastomer parts also facilitates movement damping.
  • the spring element has a T-shaped cross section and engages with a leg between the two ring sections, while the other leg engages around the ring sections radially.
  • the spring element in addition to the limitation of the axial adjustment, also a function in terms of reducing the radial clearance in the sliding seat between the pivot ring and housing.
  • the elastic element extends with its transverse leg also in the area between Schwenkringau combinflä- surface and sleeve inner surface, so that by the axial force from the screw also a radial force component between the outer sleeve and half of the swing ring results, which slightly widen the outer sleeve and thus reduce the Radial play in the sliding seat allows.
  • the swivel ring halves that is to say the ring sections and the spring element, are made of plastic, they can also be produced as a common two-component component. This means that they are manufactured in a common injection mold using different plastics and sprayed together.
  • the bearing arrangement is expediently used for supporting a worm shaft as part of a power steering.
  • the invention further relates to a method for adjusting the axial play between a pivot ring and an outer ring of a bearing accommodated in this bearing in a bearing arrangement of the type described above, wherein the method is characterized in that the axial and radial play on the screw connection of the threaded sleeve is adjusted to adapt the axial spacing of the two annular sections to one another, whereby an adjustment of the pivoting moment also takes place.
  • Figure 1 is a schematic representation, cut, an inventive
  • Figure 2 is a schematic diagram, cut, an inventive
  • Figure 3 is a schematic representation, cut, an inventive
  • Figure 4 is a schematic representation, cut, an inventive
  • FIG. 1 shows a bearing arrangement 1 according to the invention, comprising a housing 2 with a bearing receptacle 3 and a bearing 4 in the form of a pivot bearing with an inner ring 5, a plurality of rolling elements 6 arranged in a row in the form of spheres and arranged in a cage 7 are guided, and an outer ring 8, which has a part-spherical outer surface 9.
  • the bearing 4 or the outer ring 8 is accommodated in a swivel ring 10, which has a slightly calotte-shaped inner lateral surface 11, on which the outer ring 6 and with it the bearing 4 is pivotably guided.
  • the swivel ring 10 has a shape corresponding to the geometry of the bearing receptacle 3, so that it is accommodated in the slide seat formed thereby largely free of play and axially supported against a bearing surface 12.
  • the pivot ring 10 consists of two ring sections 13, 14, which are slightly axially movable relative to each other.
  • the ring portions 13, 14 are connected to each other, that is, that the pivot ring 10 is a one-piece component.
  • the axial mobility is formed by a formed on the inner circumference annular groove 15 which extends radially and in this way the two left and right located therefrom ring sections 13, 14 defined.
  • the pivot ring 10 may be made of metal such as steel or sintered metal, but it may also be made of plastic.
  • the bearing assembly 1 comprises a threaded ring 16, which is screwed with an external thread 17 in an internal thread 18 of the bearing holder 3.
  • the threaded ring 16 has an end face 19 running against the end face 29 of the annular section 13.
  • the swivel ring 10 together with the bearing 4 is first inserted into the bearing receptacle 3, after which the threaded ring 16 is screwed in and screwed against the swivel ring 10. This screwing takes place until the play is balanced as far as required or completely reduced and the desired swivel torque is set. Subsequently, the threaded ring 16 is fixed in its position, for example by embossing or by gluing.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a bearing assembly 1 according to the invention, wherein the same reference numerals are used for the same components.
  • a housing 2 with a bearing receptacle 3 is provided, as well as a bearing 4 in the form of a rolling bearing with an inner ring 5, rolling elements in the form of balls 6, which are guided in a cage 7, and an outer ring 8 with a part-spherical outer surface 9.
  • a swivel ring 10 is provided with a dome-shaped inner circumferential surface 11, on which the outer ring 8 and thus the bearing 4 is guided.
  • the pivot ring 10 consists of two separate ring sections 13, 14 which abut each other axially.
  • the ring sections 13, 14 can be made of metal such as steel or sintered metal, but they can also be made of plastic.
  • the two separate ring sections 13, 14 are held together axially via an outer sleeve 20.
  • the outer sleeve 20 comprises a sleeve part 21 with a
  • the sleeve member 21 has a board 23.
  • This board 23 fixes an annular disc 24, which, like the outer sleeve 20, is preferably made of sheet steel. This annular disc 24 engages over the exposed axial end side of the annular section 13.
  • a bearing arrangement 1 is provided which substantially corresponds to the embodiment according to FIG. 2, for which reason reference is made to the description relating thereto.
  • the two ring sections 13, 14 are made somewhat narrower.
  • an elastic spring element 25 in the form of an O-ring, preferably made of plastic introduced, which limits the applied axial adjustment force, which is introduced here via the threaded ring 16 which runs against the annular disc 24 of the outer sleeve 20, introduced.
  • the elastic spring element counteracts a possible long-term flow behavior of the two plastic ring sections 13, 14 when using made of plastic ring sections 13, 14. This expediently prevents an increase in the play in the swivel range during the operating life of the bearing assembly 1.
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of a bearing arrangement 1 according to the invention, which essentially corresponds to the bearing arrangement 1 of FIG. 3, that is to say that here too the pivot ring 10, which is also axially fixed via an outer sleeve 20, consists of two separate ring sections 13, 14 exists.
  • these annular sections are slightly smaller in diameter than in the embodiment according to FIG. 3. This is because an elastic spring element 25 is integrated here, which has a T-shaped cross section and has a radial cross section.
  • Dialen leg 26 which engages between the two ring sections 13, 14, and a radial leg 27 which engages around the two ring sections 13, 14 on the outside and between the ring sections 13, 14 and the outer sleeve 20 and the transverse leg 28 is arranged ,
  • Adjustment of the pivoting moment results in addition to the axial force component for the axial relative displacement of the ring sections 13, 14 each other and a radial force component between the outer sleeve 20 and the two pivot ring sections 13, 14.
  • the elastic element 25 thus has here a double function, namely on the one hand the axial tension, on the other hand the radial tension.

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Abstract

Lageranordnung, umfassend ein Gehäuse (2) mit einer Lageraufnahme (3) sowie ein in diese einsetzbares Lager (4) mit einem Außenring (8) mit einer teilkugelförmigen Außenmantelfläche (9), der in einem Schwenkring (10) mit einer Innenmantelfläche (11) aufgenommen ist, wobei der Schwenkring (10) zwei Ringabschnitte (13, 14) aufweist, die axial relativ zueinander bewegbar sind, um den Kontakt zwischen der Außenmantelfläche (9) und der Innenmantelfläche (11) einzustellen, wobei die Lageraufnahme (3) ein Innengewinde (18) aufweist, in das ein Gewindering (16) einschraubbar ist, der mit einer Stirnfläche (19) axial gegen einen Ringabschnitt (13) des Schwenkrings 810) zur Einstellung der Relativposition der Ringabschnitte (13, 14) bewegbar ist.

Description

Laqeranordnunq
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, insbesondere zur Lagerung einer Schne- ckenspindel für eine Servolenkung.
Eine Lageranordnung, die ein Lager, sei es ein Wälzlager, sei es ein Gleitlager, um fasst, dient bekanntlich zu der Drehlagerung eines ersten Bauteils relativ zu einem zweiten Bauteil. Eine solche Lageranordnung dient insbesondere zur Lagerung einer Welle, bevorzugt einer Schneckenspindel für eine Servolenkung. Während in einem Kraftfahrzeug ohne Servolenkung ein Verstellmoment zur Bewegung einer Längssäu- le und hierdurch einer mit den Lenkern der gelenkten Achse des Fahrzeugs gekoppel- ten Zahnstange vollständig vom Fahrer aufgebracht werden muss, erfolgt bei Einsatz einer Servolenkung eine Lenkkraftunterstützung über ein Hilfsaggregat, insbesondere einen Elektromotor, dessen Ausgangsdrehmoment über einen Schneckentrieb in die Längssäule oder eine hiermit gekoppelte Welle eingetragen wird. Hierzu ist eine Aus- gangswelle über eine Kupplung mit einer Schneckenspindel antriebsfest gekoppelt, wobei die Verzahnung der Schneckenspindel in Eingriff mit einer Umgebungsverzah- nung eines Schneckenrades steht, welches mit der Längssäule oder der hiermit ver- bundenen Welle drehfest verbunden ist. Ein Beispiel für eine solche Servolenkung ist in EP 1 225 116 B1 beschrieben.
Im Betrieb von mit derartigen Servolenkungen ausgestatteten Kraftfahrzeugen führt ein übermäßiges Spiel zwischen Schneckenrad und Schneckenspindel zu Beeinträch- tigungen. Ein solches Spiel ist zumeist im Lagerbereich der Welle gegeben. Die Schneckenwelle ist mit einem Los- und einem Festlager gelagert. Dabei wird die Schneckenwelle über das Loslager spielfrei zum Schneckenrad angestellt. Das Fest- lager muss dazu einen Schwenkwinkel ermöglichen, wozu ein Schwenkring vorgese- hen ist, der den Außenring des Lagers, üblicherweise eines Vierpunktkugellagers, in einer Kugelkalotte aufnimmt. Der Außenring weist dabei eine teilkugelförmige Außen- mantelfläche auf, die die Schwenkbewegung innerhalb der Kugelkalotte erlaubt. Das fertigungsbedingte Spiel zwischen der Kugelkalotte des Schwenkrings und der teilku- gelförmigen Außenmantelfläche kann durch entsprechende, äußerst aufwändige Be- arbeitung zwar möglichst gering gehalten werden, gleichwohl bleibt ein ausreichendes Spiel, das unter bestimmten Bedingungen zu Geräuschen führen kann. Zur Reduzie- rung dieses Spiels ist aus DE 10 2007 044 618 A1 eine Lagereinheit bekannt, die ein Spielfreistellen des Außenrings zum Kalotten-Schwenkring ermöglicht. Dies geschieht dadurch, dass der Außenring zweiteilig ausgeführt wird, also zwei axial aneinander anliegende Ringabschnitte aufweist, die über eine sie radial und axial umfassende Hülse axial zusammengepresst werden, wodurch eine Axialverspannung der La- gereinheit, die diese Hülse als integrales Bauteil umfasst, erreicht wird. Alternativ ist es bekannt, ein oder mehrere elastische Elemente im Schwenkring vorzusehen, die den Schwenkring zum Außenring hin anfedern respektive Vorspannen. Aufgrund der fertigungsbedingten Toleranzen entweder der Spannhülse und deren Montage res- pektive der elastischen Elemente lässt sich eine definierte und über die Serie exakt einhaltbare Spielfreistellung nicht erreichen.
Der Erfindung liegt damit das Problem zu Grunde, eine demgegenüber verbesserte Lageranordnung anzugeben.
Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß eine Lageranordnung vorgesehen, umfassend ein Gehäuse mit einer Lageraufnahme, sowie ein in diese einsetzbares Lager mit einem Außenring mit einer teilkugelförmigen Außenmantelfläche, der in ei- nem Schwenkring mit einer Innenmantelfläche aufgenommen ist, wobei der Schwenk- ring zwei Ringabschnitte aufweist, die axial relativ zueinander bewegbar sind, um den Kontakt zwischen der Außenmantelfläche und der Innenmantelfläche einzustellen, wobei die Lageraufnahme ein Innengewinde aufweist, in das ein Gewindering ein- schraubbar ist, der mit einer Stirnfläche axial gegen einen Ringabschnitt des Schwen- krings zur Einstellung der Relativposition der Ringabschnitte bewegbar ist.
Die erfindungsgemäße Lageranordnung umfasst ein Wälz- oder Gleitlager, üblicher- weise umfassend einen Innenring, eine Wälzkörperreihe sowie einen Außenring mit einer teilkugelförmigen Außenfläche, die in einem eine Führungskalotte aufweisenden Schwenkring aufgenommen ist. Der Schwenkring seinerseits besteht aus zwei Ring- abschnitten, die axial relativ zueinander beweglich sind. Die Lageranordnung umfasst des Weiteren ein Gehäuse, das eine entsprechende Lageraufnahme aufweist, die al- so einen Schiebesitz für den Schwenkring mitsamt Lager bildet. Diese Lageraufnahme weist erfindungsgemäß ein Innengewinde auf, in das ein Gewindering einschraubbar ist. Dieser läuft mit seiner ringförmigen Stirnfläche axial gegen einen der beiden Ring- abschnitte des Schwenkrings. Da die beiden Ringabschnitte wie beschrieben axial wenngleich geringfügig relativ zueinander bewegbar sind, kann erfindungsgemäß über den Gewindering die Relativposition der beiden Ringabschnitte zueinander eingestellt werden und darüber das Spiel des Schwenkrings zum Außenring eingestellt werden, wie hierüber aber auch das resultierende Schwenkmoment eingestellt werden kann.
Das heißt, dass erfindungsgemäß die Spielfreistellung und Schwenkmomenteinstel- lung nicht, wie im Stand der Technik bisher, durch Anordnung oder Integration eine fest mit dem Schwenkring verbundenen Bauteils in Form einer in umgebenden Au- ßenhülse oder eines oder mehrerer elastischen Elemente erfolgt, sondern allein durch ein den Schwenkring in der Lageraufnahme fixierendes Befestigungselement, nämlich den Gewindering. Dies führt zu einer Reihe von Vorteilen. Denn dadurch, dass die Einstellung des Spiels bzw. des Schwenkmoments erst bei der Lagermontage erfolgt, kann ein größeres Spiel im Schwenkbereich des Lagers, also ein größeres Spiel zwi- schen Schwenkring und Außenring, in der Fertigung zugelassen werden, was zu einer vereinfachten und kostenreduzierten Fertigung führt, da die beiden relevanten Bautei- le nicht hochpräzise bearbeitet werden müssen. Auch ist eine reproduzierbare Spiel- und Schwenkmomenteinstellung möglich, da diese beim Anziehen des Gewinderings entsprechend gemessen werden können und demzufolge eine hochpräzise Einstel- lung möglich ist. Nach erfolgter exakter Verschraubung des Gewinderings kann dieser beispielsweise durch Verprägen oder Verkleben in exakt der Position fixiert werden, so dass die einmal gewählte Einstellung unveränderlich ist.
Dabei kann der Schwenkring gemäß einer ersten Erfindungsalternative aus zwei se- paraten Ringabschnitten bestehen, die in einer ringförmigen Außenhülse aufgenom- men sind. Die beiden Ringabschnitte liegen axial aneinander, die Außenhülse dient lediglich der axialen Fixierung des Schwenkrings respektive der Ringabschnitte, sie dient, anders als im Stand der Technik, nicht dazu, diese definiert axial zu verspan- nen, um hierüber das Spiel einzustellen. Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, dass der Schwenkring aus zwei einstückig miteinander verbundenen Ringabschnitten be- steht, die jedoch axial geringfügig relativ zueinander bewegbar sind. Dies kann bei- spielsweise dadurch erfolgen, dass am Innenumfang des Schwenkrings eine Nut aus- gebildet ist, die eine geringfügige axiale Bewegbarkeit der seitlich davon vorgesehe- nen Ringabschnitte ermöglicht. Unabhängig davon, wie nun der Schwenkring konkret ausgeführt ist, können die Ringabschnitte durch eine über den Gewindering axial auf- gebrachte Kraft auf den an der anderen Seite in der Lageraufnahme im Schiebesitz aufgelagerten Schwenkring geringfügig axial zueinander verspannt und hierüber das Spiel freigestellt respektive das Schwenkmoment eingestellt werden.
Der Schwenkring respektive die beiden Ringabschnitte können entweder aus Metall, alternativ aber auch aus Kunststoff sein. Beide Materialvarianten lassen eine Axialver- spannung im erfindungsgemäß relevanten Umfang zu.
Die der reinen Fixierung der beiden separaten Ringabschnitte aneinander dienende Außenhülse kann in Weiterbildung der Erfindung ein Hülsenteil mit einem L- oder C- förmigen Querschnitt aufweisen, wobei das Hülsenteil die Ringabschnitte radial und an einer Stirnseite einfasst, und an der anderen Seite einen umgreifenden Bord auf- weisen. Der den einen Ringabschnitt an der Stirnseite großflächig einfassende
Schenkel des Hülsenteils dient der Abstützung in der Lageraufnahme des Gehäuses, während der an der anderen Stirnseite vorgesehene Bord lediglich der axialen Fixie- rung dient. Die Außenhülse ist zweckmäßigerweise ein einfaches, gezogenes Blech- bauteil. Sind beide Ringabschnitte aus Metall, sei es, dass es separate Ringabschnitte sind, sei es dass sie einschlägig miteinander verbunden sind, so ist es denkbar, dass der Gewindering direkt gegen die freie Stirnseite des einen Ringabschnitts geschraubt wird. Denkbar ist es aber auch, dass die Außenhülse ferner eine Ringscheibe auf- weist, die die andere Stirnseite belegt und die über den Bord fixiert ist. In diesem Fall läuft die Gewindehülse gegen diese Ringscheibe, drückt also nicht unmittelbar auf den Ringabschnitt. Insbesondere bei einer Ausführung der Ringabschnitte aus Kunststoff, sei es als separate Ringabschnitte, sei es als einstückiges Bauteil, ist die Verwendung einer solchen Ringscheibe, bei der es sich natürlich ebenfalls zweckmäßigerweise um eine Stahlblechscheibe handelt, zur Kraftübertragung zweckmäßig, da auf diese Wei- se die Axialkraft großflächig und symmetrisch auf den Kunststoffringabschnitt verteilt wird. Die Verwendung von Kunststoffringabschnitten ist insbesondere hinsichtlich ei- ner Geräuschdämpfung zweckmäßig. Der Verwendung eines Hülsenteils ist nicht un- bedingt erforderlich, sie erleichtert jedoch die Montage.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist es ferner denkbar, dass zwischen den Ringabschnitten wenigstens ein elastisches Federelement angeordnet ist. Über dieses zusätzliche elastische Element zwischen den Ringabschnitten, die aus Metall wie Stahl oder Sintermetall, aber auch aus Kunststoff gefertigt sein können, wird die aufgebrachte axiale Einstellkraft begrenzt, da es bei Erreichen der aufzubrin- genden Maximalkraft zu einer entsprechenden Verformung des elastischen Elements kommt. Bei Verwendung von aus Kunststoff gefertigten separaten Ringabschnitten wirkt das elastische Element darüber hinaus einem eventuellen Langzeitfließverhalten der Kunststoffschwenkringhälften entgegen und verhindert eine Vergrößerung des Spiels im Schwenkbereich. Als Federelement wird zweckmäßigerweise ein O-Ring in- tegriert, der nur an den aneinander zugeordneten Stirnflächen der beiden Ringab- schnitte anliegt. Das Federelement kann aus einem Elastomer sein, denkbar ist aber auch die Verwendung eines Metallelements zum Beispiel in Form einer Wellfeder. Ein Elastomerfederelement hat weiterhin den Vorteil, dass es eine Geräuschdämpfung bietet. Die Verwendung von Kunststoffgehäuseabschnitten bzw. der Elastomerteile er- leichtert ferner eine Bewegungsdämpfung.
Alternativ zur Verwendung eines reinen O-Rings ist es denkbar, dass das Federele- ment einen T-förmigen Querschnitt aufweist und mit einem Schenkel zwischen die beiden Ringabschnitte greift, während der andere Schenkel die Ringabschnitte radial umgreift. Hier kommt dem Federelement, neben der Begrenzung der axialen Einstell- kraft, auch eine Funktion hinsichtlich der Reduzierung des Radialspiels im Schiebesitz zwischen dem Schwenkring und Gehäuse zu. Denn das elastische Element erstreckt sich mit seinem Querschenkel auch in den Bereich zwischen Schwenkringaußenflä- che und Hülseninnenfläche, so dass sich durch die Axialkraft aus der Verschraubung auch eine radiale Kraftkomponente zwischen Außenhülse und Schwenkringhälfte ergibt, welche eine leichte Aufweitung der Außenhülse und damit eine Reduzierung des Radialspiels im Schiebesitz ermöglicht. Sind die Schwenkringhälften, also die Ringabschnitte und das Federelement aus Kunststoff, so können diese auch als ein gemeinsames 2-Komponenten-Bauteil her- gestellt sein. Das heißt, dass sie in einer gemeinsamen Spritzgussform unter Verwen- dung verschiedener Kunststoffe hergestellt und aneinander gespritzt sind.
Die Lageranordnung dient zweckmäßigerweise zur Lagerung einer Schneckenwelle als Teil einer Servolenkung.
Neben der Lageranordnung selbst betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren zur Ein- stellung des Axialspiels zwischen einem Schwenkring und einem in diesem aufge- nommenen Außenring eines Lagers bei einer Lageranordnung der vorbeschriebenen Art, wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, dass das Axial- und Radialspiel über die Verschraubung der Gewindehülse zur Anpassung des axialen Abstands der beiden Ringabschnitte zueinander eingestellt wird, wobei hierüber auch eine Einstel- lung des Schwenkmoments erfolgt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnah- me auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
Figur 1 eine Prinzipdarstellung, geschnitten, einer erfindungsgemäßen
Lageranordnung einer ersten Ausführungsform,
Figur 2 eine Prinzipdarstellung, geschnitten, einer erfindungsgemäßen
Lageranordnung einer zweiten Ausführungsform,
Figur 3 eine Prinzipdarstellung, geschnitten, einer erfindungsgemäßen
Lageranordnung einer dritten Ausführungsform,
Figur 4 eine Prinzipdarstellung, geschnitten, einer erfindungsgemäßen
Lageranordnung einer vierten Ausführungsform. Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Lageranordnung 1 , umfassend ein Gehäuse 2 mit einer Lageraufnahme 3 sowie ein in diese eingesetztes Lager 4 in Form eines Schwenklagers mit einem Innenring 5, mehreren in einer Reihe angeordneten Wälz- körpern 6 in Form von Kugeln, die in einem Käfig 7 geführt sind, sowie einem Außen- ring 8, der eine teilkugelförmige Außenmantelfläche 9 aufweist. Das Lager 4 respekti- ve der Außenring 8 ist in einem Schwenkring 10 aufgenommen, der eine leicht kalot- tenförmige Innenmantelfläche 11 aufweist, an der der Außenring 6 und mit ihm das Lager 4 schwenkbar geführt ist. Der Schwenkring 10 weist eine der Geometrie der Lageraufnahme 3 entsprechende Form auf, so dass er in dem hierüber gebildeten Schiebesitz weitestgehend spielfrei und gegen eine Lagerfläche 12 axial abgestützt aufgenommen ist.
Der Schwenkring 10 besteht aus zwei Ringabschnitten 13, 14, die relativ zueinander geringfügig axial bewegbar sind. Beim in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Ringabschnitte 13, 14 miteinander verbunden, das heißt, dass der Schwenkring 10 ein einstückiges Bauteil ist. Die axiale Beweglichkeit wird über eine am Innenumfang ausgebildete ringförmige Nut 15 gebildet, die sich radial erstreckt und auf diese Weise die beiden links und rechts davon befindlichen Ringabschnitte 13, 14 definiert. Der Schwenkring 10 kann aus Metall wie Stahl oder Sintermetall sein, er kann aber auch aus Kunststoff gefertigt sein.
Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Lageranordnung 1 einen Gewindering 16, der mit einem Außengewinde 17 in ein Innengewinde 18 der Lageraufnahme 3 eingeschraubt ist. Der Gewindering 16 weist eine gegen die Stirnfläche 29 des Ring- abschnitts 13 laufende Stirnfläche 19 auf. Hierüber kann über den Gewindering 16 ei- ne Axialkraft auf den Ringabschnitt 13 und damit auf den Schwenkring 10 aufgebracht werden, die eine geringe axiale Verspannung der Ringabschnitte 13, 14 zueinander ermöglicht, was wiederum eine Einstellung des zwischen dem Schwenkring 10 und dem Außenring 8 gegebenen Axialspiels bis hin zu einer vollständigen Spielfreistel- lung ermöglicht. Gleichermaßen kann hierüber aber auch das gegebene Schwenk- moment zwischen dem Lager 4 und dem Schwenkring 10 eingestellt werden. lm Rahmen der Lagermontage wird zunächst der Schwenkring 10 samt Lager 4 in die Lageraufnahme 3 eingesetzt, wonach der Gewindering 16 eingeschraubt und gegen den Schwenkring 10 geschraubt wird. Diese Verschraubung erfolgt so lange, bis das Spiel soweit wie gefordert ausgeglichen oder komplett reduziert ist und das ge- wünschte Schwenkmoment eingestellt ist. Anschließend wird der Gewindering 16 in seiner Lage fixiert, beispielsweise durch eine Verprägung oder durch Verklebung.
Figur 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Lageranordnung 1 , wobei für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Auch hier ist ein Gehäuse 2 mit einer Lageraufnahme 3 vorgesehen, ebenso ein Lager 4 in Form eines Wälzlagers mit einem Innenring 5, Wälzkörper in Form von Kugeln 6, die in einem Kä- fig 7 geführt sind, und einem Außenring 8 mit einer teilkugelförmigen Außenfläche 9. Des Weiteren ist ein Schwenkring 10 mit einer kalottenförmigen Innenmantelfläche 11 vorgesehen, auf der der Außenring 8 und damit das Lager 4 geführt ist.
Bei dieser Erfindungsausgestaltung besteht der Schwenkring 10 aus zwei separaten Ringabschnitten 13, 14, die axial aneinander anliegen. Die Ringabschnitte 13, 14 kön- nen aus Metall wie Stahl oder Sintermetall sein, sie können aber auch aus Kunststoff gefertigt sein.
Die beiden separaten Ringabschnitte 13, 14 werden über eine Außenhülse 20 axial zusammengehalten. Die Außenhülse 20 umfasst ein Hülsenteil 21 mit einem
L-förmigen Querschnitt, wobei der eine Schenkel 22 den Ringabschnitt 14 axial an dessen rechter Stirnfläche übergreift, während an der anderen Seite das Hülsenteil 21 einen Bord 23 aufweist. Dieser Bord 23 fixiert eine Ringscheibe 24, die, wie auch die Außenhülse 20, bevorzugt aus Stahlblech ist. Diese Ringscheibe 24 übergreift die frei- liegende axiale Stirnseite des Ringabschnitts 13.
Während die Außenhülse 20 nur der reinen Axialfixierung der Ringabschnitte 13, 14 dient, erfolgt auch hier die Spieleinstellung respektive Spielfreistellung sowie die Ein- stellung des Schwenkmoments allein über den Gewindering 16, die mit ihrem Außen- gewinde 17 auch hier in das Innengewinde 18 der Lageraufnahme 3 eingeschraubt ist. Die Stirnfläche 19 läuft hier gegen die Ringscheibe 23, so dass diese gegen den Schwenkring 10 gedrückt wird, worüber die axiale Verspannung der Ringabschnitte 13, 14 zur Spielfreistellung respektive Schwenkmomenteinstellung erfolgt.
Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 3 ist eine Lageranordnung 1 vorgesehen, die im Wesentlichen der Ausgestaltung gemäß Figur 2 entspricht, weshalb auf die diesbe- zügliche Beschreibung verwiesen wird. Anders als bei der Lageranordnung gemäß Fi- gur 2 sind hier die beiden Ringabschnitte 13, 14 etwas schmäler ausgeführt. Zwischen ihnen ist ein elastisches Federelement 25 in Form eines O-Rings, vorzugsweise aus Kunststoff eingebracht, das die aufgebrachte axiale Einstellkraft, die auch hier über den Gewindering 16, der gegen die Ringscheibe 24 der Außenhülse 20 läuft, einge- bracht wird begrenzt. Darüber hinaus wirkt das elastische Federelement bei einer Verwendung von aus Kunststoff gefertigten Ringabschnitten 13, 14 einem möglichen Langzeitfließverhalten der beiden Kunststoff-Ringabschnitte 13, 14 entgegen. Dies verhindert zweckmäßigerweise eine Vergrößerung des Spiels im Schwenkbereich während der Betriebsdauer der Lageranordnung 1.
Figur 4 zeigt schließlich eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen La- geranordnung 1 , die im Wesentlichen der Lageranordnung 1 aus Figur 3 entspricht, das heißt, dass auch hier der Schwenkring 10, der auch hier über eine Außenhülse 20 axial fixiert ist, aus zwei separaten Ringabschnitten 13, 14 besteht. Diese Ringab- schnitte sind jedoch, verglichen mit Figur 3, im Durchmesser etwas kleiner ausgeführt als bei der Ausgestaltung gemäß Figur 3. Dies deshalb, da hier ein elastisches Fe- derelement 25 integriert ist, das einen T-förmigen Querschnitt aufweist und einen ra- dialen Schenkel 26, der zwischen die beiden Ringabschnitte 13, 14 greift, und einen radialen Schenkel 27, der die beiden Ringabschnitte 13, 14 außenseitig umgreift und zwischen den Ringabschnitten 13, 14 und der Außenhülse 20 respektive deren Quer- schenkel 28 angeordnet ist, aufweist. Beim Verschrauben des Gewinderings 16 zur Spielfreistellung respektive Einstellung des Schwenkmoments ergibt sich neben der axialen Kraftkomponente zur axialen Relativverstellung der Ringabschnitte 13, 14 zu- einander auch eine radiale Kraftkomponente zwischen der Außenhülse 20 und den beiden Schwenkringabschnitten 13, 14. Dies führt zu einer Einengung des radialen Spiels im Schwenkbereich und einem Ausgleich des radialen Abstands zwischen den Ringabschnitten 13, 14 und der Außenhülse 20, welcher sich beim axialen Verschie- ben der Ringabschnitte 13, 14 ändert. Dem elastischen Element 25 kommt hier also eine Doppelfunktion zu, nämlich einerseits die Axialverspannung, andererseits die Radialverspannung.
Bezuqszeichenliste
1 Lageranordnung
2 Gehäuse
3 Lageraufnahme
4 Lager
5 Innenring
6 Wälzkörper
7 Käfig
8 Außenring
9 Außenmantelfläche
10 Schwenkring
11 Innenmantelfläche
12 Lagerfläche
13 Ringabschnitt
14 Ringabschnitt
15 Nut
16 Gewindering
17 Außengewinde
18 Innengewinde
19 Stirnfläche
20 Außenhülse
21 Hülsenteil
22 Schenkel
23 Bord
24 Ringscheibe
25 elastisches Element
26 Schenkel
27 Schenkel
28 Querschenkel
29 Stirnfläche

Claims

Patentansprüche
1. Lageranordnung, umfassend ein Gehäuse (2) mit einer Lageraufnahme (3) so- wie ein in diese einsetzbares Lager (4)mit einem Außenring (8) mit einer teilku- gelförmigen Außenmantelfläche (9), der in einem Schwenkring (10) mit einer Innenmantelfläche (11 ) aufgenommen ist, wobei der Schwenkring (10) zwei Ringabschnitte (13, 14) aufweist, die axial relativ zueinander bewegbar sind, um den Kontakt zwischen der Außenmantelfläche (9) und der Innenmantelflä- che (11 ) einzustellen, wobei die Lageraufnahme (3) ein Innengewinde (18) aufweist, in das ein Gewindering (16) einschraubbar ist, der mit einer Stirnflä- che (19) axial gegen einen Ringabschnitt (13) des Schwenkrings 810) zur Ein- stellung der Relativposition der Ringabschnitte (13, 14) bewegbar ist.
2. Lageranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Schwenkring (10) aus zwei separaten Ringabschnitten (13, 14) besteht, die in einer ringförmigen Außenhülse (20) aufgenommen sind, oder dass der
Schwenkring (10) aus zwei einstückig miteinander verbundenen Ringabschnit- ten (13, 14) besteht.
3. Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ringabschnitte (13, 14) aus Metall oder Kunststoff sind.
4. Lageranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülse (20) ein Hülsenteil (21 ) mit einem L- oder C-förmigen Querschnitt aufweist, wobei das Hülsenteil (21 ) die Ringabschnitte (13, 14) radial und an einer Stirnseite einfasst und an der anderen Seite einen umgreifenden Bord (23) aufweist.
5. Lageranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Außen- hülse (20) ferner eine Ringscheibe (24) aufweist, die die andere Stirnseite be- legt und über den Bord (23) fixiert ist.
6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Ringabschnitten (13, 14) wenigstens ein elastisches Fe- derelement (25) angeordnet ist. 7. Lageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fe- derelement (25) ein O-Ring ist, der nur an den einander zugewandten Stirnflä- chen der beiden Ringabschnitte (13,14) anliegt.
8. Lageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fe- derelement (25) einen T-förmigen Querschnitt aufweist und mit einem Schenkel
(26) zwischen die beiden Ringabschnitte (13, 14) greift, während der andere Schenkel (27) die Ringabschnitte (13, 14) radial umgreift.
9. Lageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in einem Innenring (5) des Lagers eine Schneckenwelle aufgenommen ist.
10. Verfahren zur Einstellung des Axialspiels zwischen einem Schwenkring und einem in diesem aufgenommenen Außenring eines Lagers bei einer Lagerano- rdnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Axial- und Radialspiel über die Verschraubung der Gewindehülse zur
Anpassung des axialen Abstands der beiden Ringabschnitte zueinander einge- stellt wird.
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