DE102007049748A1 - KGT warehouse concept - Google Patents

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DE102007049748A1
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bearings
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DE102007049748A
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Frank Birkwald
Alexander Kiforiuk
Michael Stange
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ThyssenKrupp Presta AG
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ThyssenKrupp Presta AG
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Abstract

Die Erfindung offenbart eine neue, verbesserte Verlagerung für die Kugelgewindetriebmuttern in Fahrzeuglenkungen. Herkömmliche Lagerungen von Kugelgewindetriebmuttern sind in aller Regel durch die Verwendung von Rillenkugellagern gekennzeichnet. Die wesentliche Beanspruchung in den Lenkanlagen sind translatorische Kräfte, für die Rillenlager wenig geeignet sind. Andere Lösungen, zum Beispiel mit Vierpunktlagern oder teuren Einzellösungen, engen Gestaltungsspielräume ein und führen zu ungerechtfertigtem Mehraufwand. Erfindungsgemäß stellt die Erfindung eine bedarfsgerechte Gestaltung der Verlagerung von Kugelgewindetriebmuttern vor, welche linienberührende Wälzkörper großer Tragfähigkeit verwendet, vorzugsweise als Rollenlager und Nadelkränze. Notwendige Montagen sind einfache Handhabungen, welche von angelerntem Personal ausgeführt werden können. Im Ergebnis führt die Erfindung zu Lenksystemen mit großer Steifigkeit und konstruktivem GestaltungsspielraumThe invention discloses a new, improved displacement for the ball screw nuts in vehicle steering systems. Conventional bearings of ball screw nuts are usually characterized by the use of deep groove ball bearings. The main stress in the steering systems are translational forces, for the groove bearings are less suitable. Other solutions, for example, with four-point bearings or expensive individual solutions, narrow design freedom and lead to unjustified overhead. According to the invention, the invention provides a needs-based design of the displacement of ball screw nuts, which uses line-contacting rolling elements of high load capacity, preferably as roller bearings and needle roller. Necessary montages are simple operations that can be performed by trained personnel. As a result, the invention leads to steering systems with high rigidity and design flexibility

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugservolenkung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The The present invention relates to a motor vehicle power steering system having the features of the preamble of claim 1.

Fremdkraftlenkanlagen beziehen die Lenkkraft ausschließlich aus einer im Fahrzeug vorhandenen Energiequelle, während Hilfskraftlenkanlagen die Muskelkraft des Fahrers durch eine andere Energiequelle ergänzen. In Kraftfahrzeugen mit Fremdkraftlenkanlagen oder Hilfskraftlenkanlagen können große statische und dynamische Kräfte auftreten. Steigende Kundenwünsche an Komfort, Leistung, Sicherheit und Platzangebot haben die Fahrzeugmassen stetig ansteigen lassen und die auf die Lenkungselemente wirkenden Kräfte wesentlich erhöht.Power steering systems refer the steering power exclusively from one in the vehicle existing power source, while power steering systems supplement the driver's muscle power with another source of energy. In motor vehicles with foreign power steering systems or power steering systems can be great static and dynamic forces occur. Increasing customer requirements for comfort, performance, Safety and space have steadily increased the vehicle masses let and the forces acting on the steering elements significantly increased.

Bevorzugte Ausführung zur Einleitung der Lenkkräfte ist die unmittelbare Positionierung des Aktuators an der Schubstange. Weite Verbreitung haben hydraulisch unterstützte Lenkungen in der Regel als Hilfskraftlenkanlagen. Zunehmende Konkurrenz bekommt die hydraulische Hilfskraftlenkanlage am Markt durch die energetisch effektivere, sogenannte Elektrolenkung. Die Lenkkräfte stellt, ob als Fremdkraftlenkanlage oder Hilfskraftlenkanlage, ein Elektromotor bereit. Die Systemtechnik dieses Lenkungstyps eignet sich vorteilhaft für steer-by-wire Lenksysteme.preferred Execution for the introduction of the steering forces is the direct positioning of the actuator on the push rod. width Distribution has hydraulically assisted steering in usually as power steering systems. Increasing competition gets the hydraulic power steering system on the market by the energetic more effective, so-called electric steering. The steering forces provides, whether as a foreign power steering system or power steering system, a Electric motor ready. The system technology of this steering type is suitable beneficial for steer-by-wire steering systems.

Eine günstige Gestaltung der Elektrolenkung ist die APA-Ausführung, deren kennzeichnendes Merkmal die achsparallele Anordnung von Elektromotor und Schubstange bildet. Derartig kompakte Packaging-Lösungen, insbesondere bei Pkw-Vorderachs-Lenksystemen, erlauben eine vorteilhafte Montage.A favorable design of the electric power steering is the APA version, their characteristic feature of the axis-parallel arrangement of electric motor and push rod forms. Such compact packaging solutions, especially in car front axle steering systems, allow an advantageous Assembly.

Gewindetriebe, aus der Gattung der Wälzschraubtriebe, wandeln eine Rotationsbewegung in eine lineare Bewegung um. Zwischen den Flanken der Muttern und Spindeln wälzen Kugeln ab und ergeben bei analoger Füllung der Gewindetriebmutter mit Wälzkörpern hohe Steifigkeiten. Bei Gewindetrieben für Lenksysteme hat die angetriebene Mutter des Gewindetriebes einen Freiheitsgrad um die Rotationsachse und die Spindel, als Schubstange der Lenkung ausgebildet, wird axial verschoben.Screws, from the genus of Wälzschraubtriebe, convert a rotational movement into a linear motion. Between the flanks of the nuts and Spindles roll off balls and result in analogous filling the screw nut with rolling elements high rigidity. In threaded drives for steering systems, the driven Nut of the screw drive one degree of freedom about the axis of rotation and the spindle, designed as a push rod of the steering, becomes axial postponed.

Stand der TechnikState of the art

Es sind verschiedene Technologien und marktgängige Produkte zu Lenksystemen vorhanden, wie beispielhaft die nachfolgenden Dokumente.It are different technologies and common products to steering systems exist, such as the following documents.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 100 32 120 A1 bekannt.A generic device is from the DE 100 32 120 A1 known.

Das Dokument DE 100 32 120 A1 offenbart einen elektromotorisch angetriebenen Schneckenantrieb der Schubstange. Schneckenantriebe, 1 Position 12, sind prinzipbedingt mit einem mäßigen Wirkungsgrad behaftet. Die Lagerung der schneckenradgetriebenen Gewindetriebmutter erfolgt in 1 Position 6, mit einem nicht näher definierten Wälzlager, welches die gesamte Translationskraft der Schubstange aufnehmen muss. 4 des gleichen Dokuments zeigt eine APA-Ausführung mit einem einstellbaren Friktionsantrieb und 5 einen verzahnten Antrieb.The document DE 100 32 120 A1 discloses an electric motor driven worm drive the push rod. Worm drives, 1 position 12 , are inherently subject to a moderate efficiency. The bearing of the worm-driven screw nut takes place in 1 position 6 , With an unspecified rolling bearing, which must absorb the entire translational force of the push rod. 4 of the same document shows an APA version with an adjustable friction drive and 5 a toothed drive.

Das Dokument EP 0 963 900 B1 , veröffentlicht eine Hilfskraftlenkanlage mit einer auf der Schubstange befindlichen Stangenverzahnung, welche unmittelbar von der Muskelkraft des Fahrzeuglenkers mittels eines Ritzels, Position 30, betätigt wird. Von der Stangenverzahnung beabstandet sind auf der Schubstange Außengewindeschraubengänge vorhanden, in welche eine Gewindetriebmutter mittelbar eingreift. Die Gewindetriebmutter, Position 140, wird vom Rotor, Position 132, eines antreibenden Elektromotors umhüllt. Zwei nicht näher bezeichnete Wälzlager, Positionen 146 und 170, lagern den Rotor, die sogenannte Rotorwelle und die Gewindetriebmutter.The document EP 0 963 900 B1 , published a power steering system with a rod located on the push rod toothing, which directly from the muscle power of the driver by means of a pinion, position 30 , is operated. Spaced apart from the rod toothing, externally threaded screw threads are present on the push rod, into which a threaded nut indirectly engages. The threaded nut, position 140 , is from the rotor, position 132 , enveloped by a driving electric motor. Two unspecified bearings, positions 146 and 170 , store the rotor, the so-called rotor shaft and the screw nut.

Das Dokument DE 103 53 161 A1 , offenbart eine elektromotorisch angetriebene Hilfskraftlenkanlage in APA-Ausführung. Ein kennzeichnendes Merkmal der Anmeldung, gemäß Anspruch 7, ist die Lagerung des Abtriebsrades und der Gewindetriebmutter durch ein einziges doppelreihiges Wälzlager. Antriebs- und Abtriebsrad können ein Hüllgetriebe bilden oder als kämmende Verzahnungen ausgebildet sein. Zur Vermeidung eines unerwünschten Kippmoments befindet sich die Normale der Wälzlagerachse unmittelbar an der Normalen der Abtriebsradachse.The document DE 103 53 161 A1 , discloses an electric motor driven power steering system in APA design. A characteristic feature of the application, according to claim 7, is the storage of the output gear and the screw nut by a single double-row roller bearing. Drive and driven gear can form a Hüllgetriebe or be designed as meshing teeth. To avoid an undesirable overturning moment, the normal of the rolling bearing axis is located directly on the normal of the driven wheel axis.

Rillenkugellager haben prinzipbedingt nur eine begrenzte Aufnahmekapazität für die Zahl der runden Wälzkörper. Aufgrund der Punktberührung zwischen der Wälzbahn und dem Wälzkörper ist die axiale Belastbarkeit gering und die Eignung für die hohe Beanspruchung in einer Kraftfahrzeuglenkung gering. Großer Vorteil des Rillenkugellagers ist die hohe Produktvielfalt und der günstige Preis.Deep groove ball bearings inherently have only a limited capacity for the number of round rolling elements. Due to the point contact between the rolling track and the rolling element is the axial load low and the suitability for the high stress in a motor vehicle steering low. Big advantage of the deep groove ball bearing is the high product variety and the favorable price.

Rillenkugellager mit geteiltem Innenring, auch Vierpunktlager genannt, können bis an die geometrischen Grenzen der Innen- und Außenringe sowie des Käfigs mit Wälzkörpern gefüllt werden. Von verschiedenen Wälzlager-Herstellern werden spezielle, sehr aufwendige Lager für Gewindetriebe angeboten. Diese Lager sind jedoch teuer und die angebotene Vielfalt klein. Eine mit derartigen Lagersystemen ausgebildete Konstruktion für Kraftfahrzeuglenkungen wäre von singulären Zulieferteilen abhängig.Deep groove ball bearings with split inner ring, also called four-point bearing, can to the geometric limits of the inner and outer rings and the cage filled with rolling elements become. From different rolling bearing manufacturers will be Special, very expensive bearings for screw drives offered. However, these bearings are expensive and the variety offered is small. A trained with such storage systems construction for Motor vehicle steering would be from singular suppliers parts dependent.

Aufgabenstellungtask

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung der Fahrzeuglenkung im Hinblick auf Steifigkeit und konstruktive Gestaltungsfreiheit.task The present invention is the improvement of vehicle steering in terms of rigidity and design freedom.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff gelöst.According to the invention the object by the features in the characterizing part of the claim 1 in conjunction with the preamble thereof.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, indem die Kugelgewindetriebmutter mit wenigstens einem Wälzlager mit linienberührenden Wälzkörpern parallel zur Rotationsachse und wenigstens zwei Wälzlagern mit Wälzkörpern deren Rotationsachsen weitgehend senkrecht auf der Rotationsachse der Kugelgewindetriebmutter stehen, gelagert ist.The The object is achieved according to the invention by the ball screw nut with at least one rolling bearing parallel with line-contacting rolling elements to the axis of rotation and at least two rolling bearings with rolling elements their axes of rotation are largely perpendicular to the axis of rotation the ball screw nut stand, is stored.

Prinzipbedingt eignen sich linienberührende Wälzkörper für höhere statische und dynamische Belastungen, in aller Regel explizit für radiale oder axiale Belastungen. Punktberührende Wälzkörper sind vergleichsweise weniger belastbar, wie zum das Beispiel Rillenkugellager. Ein Vergleich von Rillenkugellagern zu Axial-Nadelkränzen mit vergleichbaren Abmessungen verdeutlicht die Unterschiede (Firmenschrift FAG Wälzlager, Januar 2006). Typ D (mm) d (mm) C stat. (N) Masse (g) Rillenkugellager Nr. 6020 150 100 54.000 1.320 Axial-Nadelkranz Nr. AXK 110145 145 110 620.000 122

  • D = maximaler Außendurchmesser
  • d = Bohrungsdurchmesser
  • C stat. = maximale Belastbarkeit für ruhende Lagern bei idealen Bedingungen, radiale Belastbarkeit des Rillenkugellagers, axiale Belastbarkeit des Axial-Nadelkranzes
Due to the principle of line-contacting rolling elements for higher static and dynamic loads, usually explicitly for radial or axial loads. Point contacting rolling elements are relatively less resilient, as for example the deep groove ball bearings. A comparison of deep groove ball bearings to axial needle roller rings with comparable dimensions illustrates the differences (FAG journal bearings, January 2006). Type D (mm) d (mm) C stat. (N) Mass (g) Deep groove ball bearing no. 6020 150 100 54,000 1320 Axial Needle Ring No. AXK 110145 145 110 620000 122
  • D = maximum outside diameter
  • d = bore diameter
  • C stat. = maximum load capacity for stationary bearings under ideal conditions, radial load capacity of the deep groove ball bearing, axial load capacity of the axial needle ring

Von Vorteil für eine steife radiale Lagerung der Gewindetriebmutter ist, dass das parallel zur Rotationsachse der Kugelgewindetriebmutter rotierende Wälzlager als Rollenlager ausgebildet ist. Eine axiale Sicherung des Rollenlagers bei der Montage erübrigt sich vorteilhaft, durch die axiale Begrenzung im Lenkgehäuse und der auf die Kugelgewindetriebmutter aufgeschobenen Riemenscheibe als schwimmende Lagerung. Insbesondere kann es sich bei diesem Lager um Wälzkörper großer axialer Erstreckung handeln, welche dem Kippmoment, hervorgerufen von den vom Rollenlager beabstandeten Trumkräften des Riemenantriebs, mit einem gleichgewichtsbildenden Moment widerstehen.From Advantage for a stiff radial bearing of the screw nut is that parallel to the axis of rotation of the ball screw nut rotating rolling bearing is designed as a roller bearing. A axial securing of the roller bearing during assembly is unnecessary advantageous, by the axial limitation in the steering housing and the pulley pushed onto the ball screw nut as a floating storage. In particular, it may be in this camp around rolling elements of large axial extent act, which the tilting moment caused by the roller bearing spaced Trumkräften the belt drive, with a Resist equilibrium-forming moment.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist weiterhin, dass die weitgehend senkrecht zur Rotationsachse der Kugelgewindetriebmutter rotierenden Wälzlager als Nadelkränze ausgebildet sind.One Advantage of the present invention is further that the largely rotating perpendicular to the axis of rotation of the ball screw nut Rolling are designed as needle rims.

Kennzeichnendes Merkmal von Axial-Nadelkränzen ist die kleine axiale Erstreckung und die üblicherweise hohe Zahl von Wälzkörpern. Im Ergebnis sind diese Lager sehr steif und widerstehen Stoßbelastungen meist unbeschädigt. Axial-Nadelkränze setzen gehärtete und geschliffene Laufbahnen voraus, weshalb in aller Regel Gehäusescheiben zwischen den Wälznadeln und dem angrenzenden Maschinenteil eingesetzt werden. Gehäusescheiben, auch Axiallagerscheiben genannt, werden in aller Regel von den Herstellern der Wälzlager als preiswerte Massenteile in gehärteter und geschliffener Ausführung angeboten.Distinctive Characteristic of Axial Needle Wreaths is the small axial extent and the usually high number of rolling elements. As a result, these bearings are very stiff and usually withstand shock loads undamaged. Axial needle rings set hardened and ground raceways ahead, which is why usually housing washers between the Wälznadeln and the adjacent machine part be used. Housing discs, also thrust washers called, are usually considered by the manufacturers of rolling bearings inexpensive mass parts in hardened and ground Execution offered.

Die erfindungsgemäße Lagerung der Kugelgewindetriebmutter ermöglicht einen kompakten Aufbau mit einfachen Bauteilen und einer Montage die weitgehend aus dem Aufeinanderlegen von Bauelementen besteht. Von weiterem Vorteil ist, dass selbst bei einem Totalausfall der Axiallagerung, die Fahrzeuglenkung über gute Notlaufeigenschaften verfügt.The inventive bearing of the ball screw nut allows a compact design with simple components and a mounting largely from the juxtaposition of components be stands. Another advantage is that even with a total failure of the axial bearing, the vehicle steering has good emergency running properties.

Die im folgenden aufgeführten Ausführungsbeispiele schlagen erfindungsgemäß eine Variante mit einseitigen Gehäusescheiben vor. In der Variante zwei sind für einen Axial-Nadelkranz zwei Gehäusescheiben vorhanden.The in the following examples beat according to the invention a variant with one-sided Housing discs before. In the variant two are for an axial needle ring two housing discs available.

Ausführungsbeispielembodiment

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:below the invention will be explained with reference to the drawing. Show it:

1 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Lenkung in einer ersten Variante 1 a sectional view of the steering system according to the invention in a first variant

2 eine Schnittdarstellung einer Variante mit jeweils zwei Gehäusescheiben pro Wälzlager 2 a sectional view of a variant with two housing disks per rolling bearing

1 zeigt eine Kugelgewindetriebmutter 1 und umgebende Elemente. Zwischen mehreren Wälzflanken 2 und der nicht dargestellten Schubstange rollen die nicht gezeigten Wälzkörper eines Kugelumlaufs ab. Der Antrieb der Kugelgewindetriebmutter 1 erfolgt durch einen Riemen 3 auf eine Riemenscheibe 4. Als getriebenes Rad wird die Riemenscheibe 4 von einem nicht dargestellten Motor angetrieben. Bei dem Riemen 3 kann es sich beispielsweise um ein formschlüssiges Riemenelement (Zahnriemen) oder einen kraftschlüssigen Riemen handeln. In einer alternativen Ausführung könnte auch eine Verzahnung oder ein Friktionsantrieb eingesetzt werden. 1 shows a ball screw nut 1 and surrounding elements. Between several rolling edges 2 and the push rod, not shown, roll off the rolling elements, not shown, of a ball circulation. The drive of the ball screw nut 1 done by a strap 3 on a pulley 4 , As a driven wheel is the pulley 4 driven by a motor, not shown. At the belt 3 For example, it can be a form-fitting belt element (toothed belt) or a non-positive belt. In an alternative embodiment, a toothing or a friction drive could be used.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung für die Aufnahme der Radialkräfte ist ein breites Rollenlager 5 zwischen der Kugelgewindetriebmutter 1 und einem Lenkgehäuse 6. Das Rollenlager 5 wird ohne zusätzliche Maßnahmen vom Lenkgehäuse 6 und der Riemenscheibe 4 axial gesichert. Eine weitere vorteilhafte Aufnahme von Radialkräften erfolgt durch die nicht dargestellten Wälzkörper an den Wälzflanken 2 zwischen der Kugelgewindetriebmutter 1 und der nicht gezeichneten Schubstange.An advantageous embodiment of the invention for receiving the radial forces is a wide roller bearing 5 between the ball screw nut 1 and a steering housing 6 , The roller bearing 5 is without additional measures from the steering box 6 and the pulley 4 axially secured. A further advantageous absorption of radial forces is effected by the rolling elements, not shown, on the Wälzflanken 2 between the ball screw nut 1 and not drawn push rod.

Eine Lagerbasis 7 wird durch eine Nutmutter 8 an die Schulter der Kugelgewindetriebmutter 1 gepresst. Die mit der Kugelgewindetriebmutter 1 rotierende Lagerbasis 7 leitet die translatorischen Kräfte der Schubstange über die mittelbar verbundene Kugelgewindetriebmutter 1 vorteilhaft an die in geringer axialer Erstreckung vorhandene Axiallagerung. Die Lagerbasis 7 ist lediglich kraftschlüssig mit der Kugelgewindetriebmutter 1 verbunden.A storage base 7 is through a grooved nut 8th to the shoulder of the ball screw nut 1 pressed. The with the ball screw nut 1 rotating bearing base 7 directs the translational forces of the push rod over the indirectly connected ball screw nut 1 advantageous to the available in a small axial extension axial bearing. The storage base 7 is only frictionally with the ball screw nut 1 connected.

Die horizontalen Wälzbahnen der Lagerbasis 7 haben vorzugsweise durch Einsatzhärten oder Nitrieren Oberflächenhärtungen zum Beispiel eine Vickershärte von etwa 600. Beide Härteverfahren erzeugen eine vorteilhafte Werkstoffstruktur mit harten Oberflächen und elastischen Kernen. Dem Härtevorgang folgt eine Nachbearbeitung durch Schleifen, welches den Verzug beseitigt und die Parallelität der Wälzbahnen sowie das Bohrungsmaß der Lagerbasis 7 sicherstellt.The horizontal rolling tracks of the bearing base 7 For example, by case hardening or nitriding, surface hardnesses, for example, have a Vickers hardness of about 600. Both hardening processes produce an advantageous material structure with hard surfaces and elastic cores. The hardening process is followed by a reworking by grinding, which eliminates the distortion and the parallelism of Wälzbahnen and the bore size of the bearing base 7 ensures.

Eine formschlüssige Sicherung der Nutmutter 8 erfolgt durch einen Sicherungsring 9. Nutmuttern sind üblicherweise mit wenigstens vier radialen Ausnehmungen versehen und mit Feingewinden ausgebildet, welche pro Umdrehung auf einem Wellengewinde geringe Axialbewegungen ausführen. Der Sicherungsring 9 besteht als preisgünstiges Stanzteil aus einem plastisch gut verformbaren Stahl mit einem inneren Lappen, der durch Eingriff in eine axiale Nut in der Welle, mit derselben drehfest verbunden ist. Einer der etwa 20 äußeren Lappen des Sicherungsrings 9 kann bei axialer Flucht mit einer radialen Ausnehmung der Nutmutter 8 in die Ausnehmungskontur gebogen werden und die Nutmutter 8 dauerhaft formschlüssig sichern.A positive locking of the nut 8th done by a circlip 9 , Locknuts are usually provided with at least four radial recesses and formed with fine threads, which execute low axial movements per revolution on a shaft thread. The circlip 9 consists as a low-cost stamped part of a plastically good deformable steel with an inner flap, which is rotatably connected by engagement in an axial groove in the shaft. One of the approximately 20 outer lobes of the circlip 9 can with axial alignment with a radial recess of the nut 8th be bent into the recess contour and the groove nut 8th Secure permanently positive locking.

In beidseitiger axialer Erstreckung der planparallelen gehärteten Flächen der Lagerbasis 7 sind unmittelbar identische Nadelkränze 10 und 11 angeordnet. Die nadelförmigen Wälzkörper werden allseitig lagefixiert durch Kunststoff- oder Metallkäfige und die Rotationsachse der Nadeln drehen im Betrieb mit einem pastösen Schmiermittel um die Rotationsachse der Kugelgewindetriebmutter 1. Die der Lagerbasis 7 abge wandten Seiten der Nadelkränze 10 und 11 wälzen auf nicht rotierenden identischen Gehäusescheiben 12. Die Gehäusescheiben 12, oft Axiallagerscheiben genannt, sind preiswerte Massenteile welche in der Regel zum Lieferprogramm des Wälzlagerherstellers gehören. Die planparallelen aus Blech gestanzten Ringe kleiner axialer Erstreckung werden nach dem Härten geschliffen, teilweise auch poliert.In two-sided axial extension of the plane-parallel hardened surfaces of the bearing base 7 are immediately identical coniferous rings 10 and 11 arranged. The needle-shaped rolling elements are fixed in position on all sides by plastic or metal cages and the rotation axis of the needles rotate during operation with a pasty lubricant around the axis of rotation of the ball screw nut 1 , The storage base 7 abge turned sides of the needle rims 10 and 11 roll on non-rotating identical housing discs 12 , The housing washers 12 , often called thrust washers, are inexpensive mass parts which usually belong to the product range of the bearing manufacturer. The plane-parallel punched from sheet metal rings small axial extent are ground after hardening, sometimes polished.

An einem Lagerdeckel 13 mit einem Innengewinde vorzugsweise kleiner Steigung liegt eine der Gehäusescheiben 12 an. Bei der finalen spanenden Herstellung des Lagerdeckels 13 erfolgt die Fertigung der Innenkontur und des Gewindes ohne Umspannung des Werkstücks. Damit ist die Normale der Rotationsachse des Gewindes parallel zur Anlagefläche der Gehäusescheibe 12. Mit einem zum Innengewinde des Lagerdeckels 13 korrespondierenden Außengewinde ist eine Haube 14 ausgeführt. Die Innenkontur der Haube 14 mit der Anlagefläche der Gehäusescheibe 12 und das Außengewinde sind in einer Aufspannung hergestellt. Die Haube 14 und der Lagerdeckel 13 sind im Ergebnis mit parallelen Anlageflächen für die Gehäusescheiben 12 versehen und stellen die optimale Belastbarkeit der Axiallagerung sicher. Nach der Montage und Einstellung des Lagerspiels wird ein Lenkgehäusedeckel 15 mit einem nicht dargestellten lösbaren Befestigungsmittel am Lenkgehäuse 6 verbunden und gleichzeitig der Lagerdeckel 13 mit dem Lenkgehäuse 6 verspannt.On a bearing cap 13 with an internal thread preferably small pitch is one of the housing discs 12 at. In the final machining of the bearing cap 13 the production of the Inner contour and thread without re-tensioning of the workpiece. Thus, the normal of the axis of rotation of the thread is parallel to the contact surface of the housing disc 12 , With an internal thread of the bearing cap 13 corresponding external thread is a hood 14 executed. The inner contour of the hood 14 with the contact surface of the housing disc 12 and the external thread are made in one setting. The hood 14 and the bearing cap 13 are in the result with parallel contact surfaces for the housing discs 12 provided and ensure the optimal load capacity of the thrust bearing. After mounting and adjusting the bearing clearance is a steering box cover 15 with a not shown releasable fastening means on the steering housing 6 connected and at the same time the bearing cap 13 with the steering housing 6 braced.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung zeigt die 2. Für diese Gestaltung kann die Lagerbasis 7 ungehärtet ausgebildet sein. Die Nadelkränze sind jeweils durch eine gehärtete Gehäusescheibe 12 von weichen Bauteilen getrennt und verfügen über Wälzflächen und Wälzkörper mit der gleichen erforderlichen Härte. Da nach einer Oberflächenhärtung der Lagerbasis 7 gemäß Gestaltung nach 1 mit einem Schleifprozess der Verzug beseitigt werden müsste, kann die Erfindung nach 2 durch die Verwendung von preiswerten Serienteilen gestaltet sein.A particularly advantageous embodiment of the invention shows the 2 , For this design, the bearing base 7 be formed uncured. The needle rings are each through a hardened housing disc 12 separated from soft components and have rolling surfaces and rolling elements with the same required hardness. Because after a surface hardening of the bearing base 7 according to the design 1 With a grinding process the distortion would have to be eliminated, the invention can 2 be designed by the use of inexpensive serial parts.

Zur Montage ist das Rollenlager 5 bereits mit ausreichend Schmiermittel in seinem Lagersitz im Lenkgehäuse 6. Das Rollenlager nimmt nun die Kugelgewindetriebmutter 1 im aufgekugelten Zustand einschließlich der Riemenscheibe 4 und der nicht dargestellten Schubstange auf.For assembly is the roller bearing 5 already with sufficient lubricant in its bearing seat in the steering box 6 , The roller bearing now takes the ball screw nut 1 in the wound state including the pulley 4 and the push rod, not shown.

Es folgen der Lagerdeckel 6 mit der der Riemenscheibe 4 abgewandten Seite des Gewindes. Die Gehäusescheibe 12 wird aufgelegt ohne Berücksichtigung einer Wälzfläche, da beide Seiten identisch sind. Darauf folgt der Nadelkranz 10, eventuell mit Ergänzung des Schmiermittels. Die Lagerbasis 7 wird mit geringem radialen Spiel auf die Kugelgewindetriebmutter 1 aufgeschoben und der zweite Nadelkranz 11 mit ausreichend Schmiermittel, welcher identisch mit dem Nadelkranz 10 ist.This is followed by the bearing cap 6 with the pulley 4 opposite side of the thread. The housing disc 12 is placed without consideration of a rolling surface, since both sides are identical. This is followed by the needle wreath 10 , possibly with addition of the lubricant. The storage base 7 is with little radial play on the ball screw nut 1 deferred and the second needle ring 11 with sufficient lubricant, which is identical to the needle ring 10 is.

Nach dem Auflegen der zweiten Gehäusescheibe auf die Lagerbasis 7 erhalten die Gewindegänge der gereinigten Haube 14 eine flüssige Schraubensicherung. Die Haube 14 wird provisorisch in den Lagerdeckel 13 eingeschraubt. Nach Aufschieben des Sicherungsrings 9 erfolgt das Anschrauben der Nutmutter 8 mit einem vorgegebenen Drehmoment, gekontert wird das Anschraubmoment durch eine radial formschlüssige Formgebung mit einem geeigneten Werkzeug auf der gegenüberliegenden Seite der Gewindetriebmutter 1. Abhängig von der relativen Position der radialen Ausnehmungen der Nutmutter 8 zu den äußeren Lappen des Sicherungsrings 9, muss die Mutter bei angenommenen zwanzig Lappen um weniger als 18° zurückgedreht werden. Bei axialer Flucht von radialer Ausnehmung und Lappen wird dieser in die Kontur der Ausnehmung hinein gebogen.After placing the second housing disc on the bearing base 7 get the threads of the cleaned hood 14 a liquid screw lock. The hood 14 is temporarily in the bearing cap 13 screwed. After pushing on the circlip 9 the nut is screwed on 8th with a predetermined torque, the Anschraubmoment is countered by a radial form-locking shaping with a suitable tool on the opposite side of the screw nut 1 , Depending on the relative position of the radial recesses of the lock nut 8th to the outer lobes of the circlip 9 , the mother must be turned back less than 18 ° with assumed twenty lobes. In axial alignment of the radial recess and lobe this is bent into the contour of the recess inside.

Zur Einstellung des Lagerspiels bei noch nicht montiertem Lenkgehäusedeckel 15 werden in den durch Handkraft erzielten maximalen Axialpositionen der Kugelmutter 1 das Maß „x" in der Figur gemessen und die Differenz gebildet. Die Messpunkte sind beispielsweise positioniert auf der im Betrieb ruhenden Haube 14 und der rotierenden Nutmutter 8. Günstig wird das Spiel eingestellt durch Verdrehung der Haube 14 gemäß einem Winkel, bei bekannter Gewindesteigung würde zum Beispiel eine Differenz von 0,25 mm eine Verdrehung der Haube 14 von 36° erfordern um bei 2 mm Gewindesteigung 0,05 mm Axialspiel zu erhalten.For adjusting the bearing clearance with the steering housing cover not yet mounted 15 be in the achieved by hand force maximum axial positions of the ball nut 1 the dimension "x" is measured in the figure and the difference is formed.The measuring points are for example positioned on the hood resting in operation 14 and the rotating groove nut 8th , Conveniently, the game is adjusted by twisting the hood 14 according to an angle, with a known thread pitch, for example, a difference of 0.25 mm, a rotation of the hood 14 of 36 ° to obtain at 2 mm thread pitch 0.05 mm axial play.

Der Montagevorgang der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch einfaches Aufeinanderlegen von Bauteilen gekennzeichnet, welches von angelernten Arbeitspersonen ausgeführt werden kann. Aus der Technik bekannte Montage von Lagern beispielsweise mit dem Anwärmen oder Abkühlen von Lagerringen oder aufwendigen Sicherungen entfallen bei der erfindungsgemäßen Lenkung fast vollständig.Of the Assembly process of the device according to the invention is characterized by the simple juxtaposition of components, which are carried out by semi-skilled employees can. For example, known from the art assembly of bearings with heating or cooling of bearing rings or expensive fuses omitted in the inventive Steering almost completely.

11
KugelgewindetriebmutterBall screw nut
22
WälzflankenWälzflanken
33
Riemenbelt
44
Riemenscheibepulley
55
Rollenlagerroller bearing
66
Lenkgehäusesteering housing
77
Lagerbasisbearing base
88th
Nutmutterlocknut
99
Sicherungsringcirclip
1010
Nadelkranz 1 needle bearing 1
1111
Nadelkranz 2 needle bearing 2
1212
Gehäusescheibehousing washer
1313
Lagerdeckelbearing cap
1414
HaubeHood
1515
LenkgehäusedeckelSteering housing cover

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • - EP 0963900 B1 [0009] - EP 0963900 B1 [0009]
  • - DE 10353161 A1 [0010] DE 10353161 A1 [0010]

Claims (7)

Fahrzeuglenkung mit elektromotorischem Antrieb, mit einem Lenkungsgehäuse (6) und einem darin angeordneten Kugelgewindetrieb, wobei der Kugelgewindetrieb eine in dem Lenkungsgehäuse (6) um eine Drehachse drehbar gelagerte Kugelgewindemutter (1), eine Anzahl von Wälzkörpern und eine in Richtung der Achse linear verlagerbare Schubstange mit einem Kugelgewinde umfaßt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelgewindemutter (1) bezüglich der Drehachse in wenigstens einem Wälzlager (5) in Radialrichtung abgestützt ist und in wenigstens zwei weiteren Wälzlagern (10, 11) in Axialrichtung abgestützt ist, wobei die Wälzkörper der weiteren Wälzlager (10, 11) mit ihren Rotationsachsen radial zu der Drehachse der Kugelgewindemutter (1) ausgerichtet sind.Vehicle steering with electromotive drive, with a steering housing ( 6 ) and a ball screw arranged therein, wherein the ball screw a in the steering housing ( 6 ) about a rotational axis rotatably mounted ball screw nut ( 1 ), a number of rolling elements and a linearly displaceable in the direction of the axis of the push rod with a ball screw, characterized in that the ball screw nut ( 1 ) with respect to the axis of rotation in at least one rolling bearing ( 5 ) is supported in the radial direction and in at least two other rolling bearings ( 10 . 11 ) is supported in the axial direction, wherein the rolling elements of the other rolling bearings ( 10 . 11 ) with their axes of rotation radially to the axis of rotation of the ball screw nut ( 1 ) are aligned. Fahrzeuglenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Wälzlager (10, 11) Nadelkranzlager sind.Vehicle steering system according to claim 1, characterized in that the further rolling bearings ( 10 . 11 ) Are needle bearing. Fahrzeuglenkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelkranzlager (10, 11) an jeweils einem ringförmigen, umlaufenden Bund einer Lagerbasis (7) anliegen.Vehicle steering system according to one of the preceding claims, characterized in that the needle roller bearings ( 10 . 11 ) on each of an annular, circumferential collar of a bearing base ( 7 ) issue. Fahrzeuglenkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund eine gehärtete Oberfläche aufweist.Vehicle steering system according to one of the preceding claims, characterized in that the collar has a hardened surface having. Fahrzeuglenkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund Gehäusescheiben (12) aus einem gehärteten Material trägt.Vehicle steering according to one of the preceding claims, characterized in that the collar housing discs ( 12 ) of a hardened material. Fahrzeuglenkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelkranzlager an ihren der Lagerbasis abgewandten Seiten an Gehäusescheiben (12) anliegen.A vehicle steering system according to any one of the preceding claims, characterized in that the needle-and-roller bearings are provided on housing sides facing away from the bearing base ( 12 ) issue. Fahrzeuglenkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelkranzlager (10, 11) mittels Gewindemitteln (14) spielfrei einstellbar sind.Vehicle steering system according to one of the preceding claims, characterized in that the needle roller bearings ( 10 . 11 ) by means of threading ( 14 ) are adjustable without clearance.
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