DE102017119986A1 - Wälzlageranordnung für eine Lenksäule - Google Patents

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Herbert Erhardt
Seryas Mohammad
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung (1) für eine Lenksäule (2) eines Kraftfahrzeugs (3), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- ein Wälzlager (4) mit einer Drehachse (5), umfassend einen Lagerinnenring (6), einen Lageraußenring (7) und dazwischen geführte Wälzkörper (8); und
- eine Zentrierhülse (9) mit einem Zentrierabschnitt (10), wobei der Zentrierabschnitt (10) radial innerhalb des Lagerinnenrings (6) angeordnet ist, sodass das Wälzlager (4) im montierten Zustand auf einer zu lagernden Lenkwelle (11) einer Lenksäule (2) über die Zentrierhülse (9) zu der Lenkwelle (11) abgestützt und zentriert ist. Die Wälzlageranordnung (1) ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierabschnitt (10) weiterhin zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- eine Federeinrichtung (12) zum elastischen Abstützen des Wälzlagers (4) entlang eines radialen Federwegs; und
- eine den radialen Federweg begrenzende Stützvorrichtung (14).
Mit der hier vorgeschlagenen Wälzlageranordnungen ist ein reibungsarmer Betrieb eines Wälzlagers bei zugleich sehr hoher axialer und/oder radialer Lenksäulensteifigkeit erreichbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung für eine Lenksäule eines Kraftfahrzeugs sowie eine Lenksäule mit zumindest einer solchen Wälzlageranordnung.
  • Aus dem Stand der Technik sind Kunststofftoleranzringe für Lenksäulenlager bekannt, bei welchen das Wälzlager zum einen radial positioniert, also zur Lenkachse mit der Drehachse des Wälzlagers zentriert, und zum anderen mit einer axialen Vorspannkraft für eine angestellte Lagerung auf den Lagerinnenring eines Schrägkugellagers wirkt. Von den Kraftfahrzeugherstellern wird in der Regel eine hohe radiale und axiale Lenksäulensteifigkeit gefordert. Die Schrägkugellager müssen daher mit einer sehr hohen Vorspannkraft gegeneinander angestellt werden. Bei den bekannten Ausführungsformen mit einem Kunststofftoleranzring muss speziell die Anfangsvorspannung sehr hoch sein, um späteres materialspezifisches Fließen beziehungsweise Setzen des Kunststoffs sowie Volumenschwankungen aufgrund von Änderungen der Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit auszugleichen. Eine sehr hohe Federvorspannung erhöht aber die Reibung in den Wälzlagern und wirkt sich negativ auf den Lenkkomfort aus. Aus der DE 103 00 725 A1 ist ein Toleranzring aus Stahl bekannt, welcher zwar kein Setzverhalten unter Last, Temperatur und Luftfeuchtigkeit aufweist, jedoch einen starren Aufbau aufweist und daher ebenfalls eine hohe Verspannkraft auf das Wälzlager zur Erzielung der hohen radialen und axialen Lenksäulensteifigkeit erfordert.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Fig. en hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
  • Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung für eine Lenksäule eines Kraftfahrzeugs, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
    • - ein Wälzlager mit einer Drehachse, umfassend einen Lagerinnenring, einen Lageraußenring und dazwischen geführte Wälzkörper; und
    • - eine Zentrierhülse mit einem Zentrierabschnitt, wobei der Zentrierabschnitt radial innerhalb des Lagerinnenrings angeordnet ist, sodass das Wälzlager im montierten Zustand auf einer zu lagernden Lenkwelle einer Lenksäule über die Zentrierhülse zu der Lenkwelle abgestützt und zentriert ist.
  • Die Wälzlageranordnung ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierabschnitt weiterhin zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
    • - eine Federeinrichtung zum elastischen Abstützen des Wälzlagers entlang eines radialen Federwegs; und
    • - eine den radialen Federweg begrenzende Stützvorrichtung.
  • Die hier vorgeschlagene Wälzlageranordnung umfasst ein konventionelles Wälzlager, beispielsweise ein Schrägkugellager ein Kegellager oder aber auch, beispielsweise als drittes (Zwischen-) Lager ein einfaches Kugellager oder Zylinderrollenlager oder ähnliches. Die hier vorgeschlagene Wälzlageranordnung ist nicht auf die zueinander angestellten Lager einer Lenksäule beschränkt, sondern ist auch für andere Anwendungen oder ein zusätzliches Lager an der Lenksäule einsetzbar.
  • Die Wälzlageranordnung ist dazu eingerichtet, zumindest eine hohe radiale Lenksäulensteifigkeit bereitzustellen. Das eingesetzte Wälzlager weist einen Lageraußenring und ein Lagerinnenring auf, zwischen denen eine Mehrzahl von Wälzkörpern vorgesehen sind. Der Lagerinnenring und der Lageraußenring sind zueinander um eine gemeinsame Drehachse verdrehbar. Die Wälzlageranordnung weist weiterhin eine Zentrierhülse auf, welche dazu eingerichtet ist, vorbekannte Ausführungsformen eines Toleranzrings zu ersetzen. Hierzu weist die Zentrierhülse einen Zentrierabschnitt auf, welcher Toleranzen zwischen der zu lagernden Lenkwelle und dem Wälzlager, also der jeweiligen Drehachse und Lenkachse, ausgleicht, sodass die Drehachse des Wälzlagers und die Lenkachse koaxial zueinander sind. Der Zentrierabschnitt liegt dabei an dem Lagerinnenring des Wälzlagers an und das Wälzlager ist somit über den Lagerinnenring an der zu lagernden Lenkwelle abgestützt und zu dieser zentriert.
  • Der Zentrierabschnitt weist hier nun eine Federeinrichtung auf, welche zur elastischen Abstützung des Wälzlagers eingerichtet ist. Diese Federeinrichtung ist deutlich weicher als eine vorbekannte (Kunststoff-) Vollkörper-Ausführungsform oder eine vorbekannte Stahlblechausführung. Somit ist die Verspannkraft zum Anstellen des Wälzlagers und/oder zur Erzeugung einer radialen Steifigkeit im Vergleich zu der geforderten Lenksäulensteifigkeit sehr gering.
  • Wird allerdings die Lenksäule im Betrieb aus ihrer Soll-Position herausgezwungen, greift die Stützvorrichtung, welche den maximalen (freien) radialen Federweg, und bevorzugt auch den axialen Federweg, schon sehr frühzeitig begrenzt. Die Stützvorrichtung weist eine Steifigkeit auf, welche zumindest der vorbekannten Lenksäulensteifigkeit entspricht. Bevorzugt ist die Steifigkeit deutlich höher, indem die Stützvorrichtung aus einem Material mit einer sehr hohen Steifigkeit und/oder als Vollmaterial ausgeführt ist, beispielsweise als Stahlvollmaterial. Alternativ ist die Stützvorrichtung mittels einer senkrecht, also radial, aufgestellte Stahllasche, welche im Belastungsfall in Erstreckungsrichtung belastet wird und gegen ein Auslenken intrinsisch oder mittels zusätzlicher Versteifungselemente gegen ein Ausbrechen oder Ausweichen gesichert ist.
  • Somit gelingt es mit dieser Wälzlageranordnung die Reibbelastung im Wälzlager gering zu halten, indem die Verspannkraft auf das Wälzlager lediglich so hoch ist, wie sie für den regulären Betrieb eines Wälzlagers beziehungsweise einer angestellten Lagerung notwendig ist. Erst bei einer übermäßigen Auslenkbelastung ist mittels der zusätzlichen Stützvorrichtung eine sehr hohe Steifigkeit hergestellt.
  • Besonders bevorzugt ist die Zentrierhülse derart eingerichtet, dass sie zudem leicht montierbar ist, indem die Stützvorrichtung im Bereich der notwendigen Auslenkung des Zentrierabschnitts bei der Montage noch nicht greift, also in Anschlag gebracht ist, sondern der (freie) radiale Federweg während der Montageauslenkung frei bleibt.
  • Alternativ ist die Stützvorrichtung separat montierbar, bevorzugt nach der Montage des Zentrierabschnitts, sodass ein vergrößerter Federweg für die Montage vorliegt, und nach der Montage der Stützvorrichtung beziehungsweise der endgültigen relativen Positionierung der Federeinrichtung zu der Stützvorrichtung der freie Federweg für die Betriebsanforderungen weiter beschränkt ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Wälzlageranordnung umfasst die Federeinrichtung eine oder umfänglich eine Mehrzahl von Laschen, welche einen hin zu dem Wälzlager geneigten Abschnitt aufweist.
  • Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform ist die Feder Einrichtung zumindest teilweise mittels Laschen gebildet, welche von dem oder aus dem Umfangsmantel der Zentrierhülse radial hervorstehen. Die eine oder Mehrzahl von Laschen ist mit einem geneigten Abschnitt versehen, mittels welchem in der eingebauten Endposition die erforderliche Federkraft auf das Wälzlager aufgebracht wird. Bevorzugt ist die Lasche direkt aus dem Material gebildet, welches im Übrigen umfänglich auf die Lenksäule oder gegebenenfalls eine Zwischenhülse aufgebracht ist. In einer Ausführungsform ist die Lasche beispielsweise ein nach radial außen gebeulter Abschnitt, wobei die Ausbeulung radial und die Lasche bevorzugt axial ausgerichtet ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Wälzlageranordnung bildet zumindest eine der Laschen ein freies Krag-Ende, welches bevorzugt in axialer Richtung:
    • - entgegen einer Montagerichtung weist; und/oder
    • - für ein zur Aufnahme von Axialkräften ausgebildetes Wälzlager, bevorzugt ein Schrägkugellager, axial hin zu dem Wälzlager des Wälzlagers aus der Umfangsebene heraus ausgelenkt ist und eine korrespondierende axiale Verspannkraft mittels der Lasche auf das Wälzlager übertragbar ist.
  • Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform ist die Lasche lediglich einseitig mit der Zentrierhülse verbunden und das gegenüberliegende Ende bildet ein freies Krag-Ende sodass die Lasche nach Art eines Kragbalkens beziehungsweise Biegebalkens gebildet ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform zeigt das freie Krag-Ende entgegen der Montagerichtung, sodass der Monteur in Montagerichtung blickend beim Aufschieben auf die Lenkwelle unter die Lasche blickt, sofern der Blick nicht durch andere Bauelemente versperrt ist.
  • Je nach Montagerichtung ist alternativ oder zugleich die Lasche für ein zum Anstellen vorgesehenes Wälzlager, also beispielsweise ein Schrägkugellager oder ein Kegellager, zusätzlich zum Erzeugen der radialen Vorspannkraft eingerichtet, die entsprechende axiale Vorspannkraft aufzubringen. Die Lasche bildet dafür eine keilartige Anlage, wobei in der Richtung von dem entsprechenden Wälzlager hin zu dem in einer Lageanordnung vorzusehenden zweiten (antagonistischen) Wälzlager die Keilspitze (unter oder hinter dem Lagerinnenring liegend) hin zu dem zweiten Wälzlager zeigt und die Keilerhöhung, also das freie Krag-Ende, vor oder unter dem Lagerinnenring angeordnet ist. Bevorzugt ist diese Lasche aus dem Umfangsmantelmaterial heraus (plastisch) ausgelenkt. Alternativ ist die Lasche auf den Umfangsmantel aufgesetzt und mit diesem beispielsweise verschweißt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Wälzlageranordnung umfasst die Stützvorrichtung an der jeweiligen Lasche angeordnet einen oder eine Mehrzahl von Stütznoppen, wobei die Stütznoppen lenkwellenseitig angeordnet sind und im Bereich des erwünschten radialen Federwegs von der zu lagernden Lenkwelle beabstandet sind.
  • Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform ist an der jeweiligen Lasche eine oder eine Mehrzahl von Stütznoppen vorgesehen. Die Stütznoppen sind zur Anlage an der Lenksäule oder einem dazwischen angeordneten Zwischenelement eingerichtet, sobald der vorbestimmte (freie) radiale und/oder axiale Federweg zurückgelegt ist. Folglich liegt dann nicht mehr die Steifigkeit der Lasche vor, sondern die Steifigkeit der Stütznoppen. Vorteilhafterweise sind die Stütznoppen lenkwellenseitig angeordnet, sodass die maximal ausgelenkte Lasche niemals ganz flach, also in die Umfangsmantelebene der Zentrierhülse hinein, auslenkbar ist, aus welcher Position die Lasche unter Umständen nicht mehr in die (geneigte) Sollposition zurückzukehren vermag.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Wälzlageranordnung ist die Wälzlageranordnung als Baueinheit vormontierbar.
  • Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform ist die Wälzlageranordnung, umfassend das Wälzlager und die Zentrierhülse eventuell weitere Bauelemente, als Baueinheit vormontiert, wobei bevorzugt kein Zwischenmontagebauteil vorgesehen werden muss, um die Wälzlageranordnung als Baueinheit in einer Vormontageposition zu sichern, sondern vielmehr die Wälzlageranordnung direkt, also ohne zusätzliche Maßnahmen, wie ausgeliefert auf eine Lenksäule aufschiebbar ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Wälzlageranordnung ist bei der Baueinheit die Zentrierhülse in der vormontierten Position axial vor ihrer Endposition angeordnet und ist bei der Montage zum Zentrieren und/oder Verspannen des Wälzlagers, bevorzugt in Montagerichtung der Wälzlageranordnung auf eine Lenkwelle, relativ zum Wälzlager in ihre Endposition verschiebbar, und besonders bevorzugt die Wälzlageranordnung zur Montage mittels der Zentrierhülse auf eine Lenkwelle aufschiebbar ist.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Zentrierhülse zunächst in einer vormontierten Position in axialer Richtung relativ zu dem Wälzlager verschoben oder verschiebbar und wird erst bei der Montage zum Zentrieren und/oder Verspannen des Wälzlagers infolge von axialen Verschieben relativ zu dem Wälzlager in die vorbestimmte, also ihre, Endposition überführt. Die jeweilige Endposition ist bevorzugt toleranzabhängig, und besonders bevorzugt Kraft-Weg-gesteuert einzustellen. Hierdurch lässt sich sicherstellen, dass unabhängig von den Toleranzen die Verspannkraft auf das Wälzlager (nahezu) gleich ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wälzlageranordnung derart eingerichtet, dass die Zentrierhülse relativ zum Wälzlager in Montagerichtung, also der Aufschieberichtung der Wälzlageranordnung, zu dem Wälzlager verschoben wird. Besonders bevorzugt wird bei dieser Montage die Wälzlageranordnung mittels der Zentrierhülse auf die Lenksäule aufgeschoben, sodass die Montage beginnend mit dem Aufschieben übergeht in ein relatives Verschieben zwischen dem Wälzlager und der Zentrierhülse und bevorzugt nach Erreichen einer vorbestimmten Position oder Kraft, beispielsweise Kraft-Weg-gesteuert, definiert endet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Wälzlageranordnung ist die Zentrierhülse aus einem Metall, bevorzugt aus einem Stahl, gefertigt, besonders bevorzugt einstückig und/oder aus einem kaltumgeformten Blechmaterial gewickelt.
  • Infolge der Fertigung der Zentrierhülse aus einem Metall ist eine besonders einfache Fertigung bei gleichzeitiger Erfüllung der erforderlichen Federkräfte ermöglicht. Die Federkraft ist allein über den, bevorzugt zumindest eine Lasche umfassenden, Zentrierabschnitt ausreichend genau definiert, festgelegt. Besonders bevorzugt wird hierbei Stahl eingesetzt. Stahl weist bei einer geringen radialen Ausdehnung gleichzeitig eine hohe Federsteifigkeit und eine lange Lebensdauer auf. Für eine besonders kostengünstige Ausführung ist die Zentrierhülse einstückig ausgebildet, sodass die Anzahl der zu montierenden beziehungsweise vorzumontierenden Bauteile für die Wälzlageranordnung gering ist.
  • Ein bevorzugtes Herstellungsverfahren ist das Kaltumformen, beispielsweise Stanzen, Prägen, bevorzugt werkzeugfallend, eines Blechmaterials, wobei anschließend dieses kalt umgeformte Vorformteil zu einem Ring (kalt) umgeformt wird, welcher in einer bevorzugten Ausführungsform stoffschlüssig in Umfangsrichtung geschlossen wird, beispielsweise mittels Löten, Hartlöten, Schweißen, Reibschweißen oder aber auch Kleben oder ähnliches. Zwischendurch oder Abschließend werden gemäß einer Ausführungsform einer oder mehrere Wärmebehandlungsschritte ausgeführt, wie beispielsweise Spannungsarmglühen oder ein (zwischenzeitliches) Verändern des Kristallgefüges.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Lenkwelle, welche bevorzugt längenveränderlich ist, und eine Lagerung, wobei die Lagerung zumindest eine Wälzlageranordnung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung umfasst.
  • Die hier vorgeschlagene Lenksäule weist eine Lagerung auf, welche zumindest zwei Wälzlager umfasst, wobei bevorzugt beide Wälzlager gemäß einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung ausgeführt sind. Diese Lenksäule weist hierdurch einen hohen Lenkkomfort auf, während zugleich eine hohe radiale und axiale Lenksäulensteifigkeit mittels der den freien radialen, und bevorzugt auch axialen, Federweg, begrenzenden Stützvorrichtung erreicht ist. Zugleich sind die Wälzlageranordnungen schnell und leicht korrekt montierbar.
  • Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
    • 1: eine Lenksäule in einem Kraftfahrzeug;
    • 2: eine Lenksäule mit entsprechender Lagerung;
    • 3: eine Wälzlageranordnung mit einem konventionellen Toleranzring;
    • 4: eine Wälzlageranordnung mit Zentrierhülse; und
    • 5: eine Federeinrichtung einer Zentrierhülse mit Lasche und Stütznoppen.
  • In 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 3 dargestellt, bei welchem ein linkes Vorderrad 22 und ein rechtes Vorderrad 23 in Fahrtrichtung nach rechts ausgelenkt sind. Die Vorderräder 22 und 23 werden mittels einer Spurstange 24 angesteuert, welche wiederum mittels einer Lenksäule 2 mittels einem fahrerseitigen Lenkrad 13 auslenkbar ist.
  • In 2 ist beispielhaft eine längenveränderliche Lenksäule 2 gezeigt, wobei für das dargestellte Lenkrad 13 zwei alternative Positionen gestrichelt dargestellt sind, wobei das Lenkrad 13 zudem in der Darstellung nach oben und unten schwenkbar ist. Die Lenkwelle 11 weist hierbei drei Wälzlageranordnungen 1 auf, welche hier rein schematisch als Kugellager dargestellt sind und insgesamt eine Lagerung 21 für die Lenksäule 2 bilden. Die Lagerung 21 ist nicht zwingend aus drei und/oder gleichen Wälzlageranordnungen 1, sondern ist auch mit zumindest einem Wälzlager, welches hier in der Beschreibung nicht weiter beschrieben ist, ausführbar.
  • In 3 ist eine Wälzlageranordnung 1 mit einem Wälzlager 4 und einem konventionellen Toleranzring 26 dargestellt. Das Wälzlager 4 umfasst einen Lagerinnenring 6 und einen Lageraußenring 7. Radial dazwischen ist eine Mehrzahl von Wälzkörpern 8, hier in einem Lagerkäfig 25 geführt, angeordnet, welche ein reibungsarmes Verdrehen von Lageraußenring 7 zu Lagerinnenring 6 um die Drehachse 5 gewährleisten. Das Wälzlager 4 ist hier als Schrägkugellager für eine angestellte Lagerung eingerichtet. Zum Zentrieren des und zum Verspannen Wälzlagers 4 ist hier ein konventioneller Zentrierabschnitt 27 vorgesehen, welcher keilförmig aus einem Vollkörper gebildet ist. Ein solcher konventioneller Toleranzring 26 ist beispielsweise aus Kunststoff gefertigt. Lenksäulensteifigkeit und Lagerverspannung sind hierbei gemäß einem Optimum aus Formeigenschaften, Montierbarkeit und Werkstoffeigenschaften des konventionellen Zentrierabschnitts 27 eingestellt.
  • In 4 ist eine Wälzlageranordnung 1 mit einem, der Einfachheit halber gleich wie in 3 dargestellten, Wälzlager 4 und einer Zentrierhülse 9 im Endzustand dargestellt. Die Zentrierhülse 9 ist dabei relativ zu dem Wälzlager 4 entlang der Montagerichtung 17 auf die Lenkwelle 11 aufschiebbar, wodurch das Wälzlager 4 zur Drehachse 5 zentrierbar und (in diesem Fall) das als Schrägkugellager ausgeführte Wälzlager 4 in Richtung der Verspannkraft 19 elastisch zu belastbar ist. Hierzu ist der Zentrierabschnitt 10 vorgesehen, welcher als geneigter Abschnitt 15 ausgeführt ist, indem eine Lasche 20 aus der Umfangsebene 18, hier als strich-doppel-punktierte Linie dargestellt, mit einem freien Krag-Ende 16 ausgelenkt ist. Bei dem freien Krag-Ende 16 ist lenkwellenseitig eine Stützvorrichtung 14 vorgesehen, welche beispielsweise ringförmig, ringsegmentförmig, flanschartig oder mittels beispielsweise eingeprägter Stütznoppen (vergleiche 5) ausgeführt ist. Im Soll-Betriebszustand ist die Stützvorrichtung 14 von der Oberfläche der Lenkwelle 11 oder umgekehrt von der Lasche 20 beanstandet, sodass die Lasche 20 in diesem Soll-Betriebszustand mit einer relativ geringen Kraft auf das Wälzlager 4 in axialer Richtung und in radialer Richtung einwirkt. Tritt nun eine Querbelastung und/oder Längsbelastung bezogen auf die Drehachse 5 an dem Wälzlager 4 auf, so wird die Lasche 20 hin in die Umfangsebene 18 gedrückt. Eine vollständige Auslenkung der Lasche 20 zurück in die Umfangsebene 18 wird von der Stützvorrichtung 14 unterbunden, indem nach Überschreiten des vorbestimmten freien Federwegs ein vorliegender Radialspalt, welcher sehr schmal ausgeführt ist, geschlossen wird und aufgrund der hohen Steifigkeit der Stützvorrichtung 14 eine weitere (weiche) Ausweichbewegung der Lasche 20 und damit des Wälzlagers 4 unterbunden ist.
  • In 5 ist beispielhaft eine Federeinrichtung 12 als Ausbruch aus einer Zentrierhülse 9, wie sie beispielsweise in 4 dargestellt ist, im Detail dargestellt. Hierbei ist ein geneigter Abschnitt 15 mittels einer aus der dem Umfangsmantel der Zentrierhülse 9 nach radial außen gebogene Lasche 20 gebildet. In diesem Beispiel ist die Stützvorrichtung 14 mittels in dieser Ansicht rückseitig der Lasche 20 angeordnete nahe bei dem freien Krag-Ende 16 Stütznoppen gebildet. Der freie Federweg ist dadurch im Zusammenspiel mit einer Oberfläche der Lenkwelle 11 oder einem Zwischenbauteil begrenzt. Diese Stütznoppen der Stützvorrichtung 14 sind bevorzugt mittels Einprägen kaltumgeformt aus dem Blech der Zentrierhülse 9 gebildet.
  • Mit der hier vorgeschlagenen Wälzlageranordnungen ist ein reibungsarmer Betrieb eines Wälzlagers bei zugleich sehr hoher axialer und/oder radialer Lenksäulensteifigkeit erreichbar.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Wälzlageranordnung
    2
    Lenksäule
    3
    Kraftfahrzeug
    4
    Wälzlager
    5
    Drehachse
    6
    Lagerinnenring
    7
    Lageraußenring
    8
    Wälzkörper
    9
    Zentrierhülse
    10
    Zentrierabschnitt
    11
    Lenkwelle
    12
    Federeinrichtung
    13
    Lenkrad
    14
    Stützvorrichtung
    15
    geneigter Abschnitt
    16
    Krag-Ende
    17
    Montagerichtung
    18
    Umfangsebene
    19
    Verspannkraft
    20
    Lasche
    21
    Lagerung
    22
    linkes Vorderrad
    23
    rechtes Vorderrad
    24
    Spurstange
    25
    Lagerkäfig
    26
    konventioneller Toleranzring
    27
    konventioneller Zentrierabschnitt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10300725 A1 [0002]

Claims (8)

  1. Wälzlageranordnung (1) für eine Lenksäule (2) eines Kraftfahrzeugs (3), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten: - ein Wälzlager (4) mit einer Drehachse (5), umfassend einen Lagerinnenring (6), einen Lageraußenring (7) und dazwischen geführte Wälzkörper (8); und - eine Zentrierhülse (9) mit einem Zentrierabschnitt (10), wobei der Zentrierabschnitt (10) radial innerhalb des Lagerinnenrings (6) angeordnet ist, sodass das Wälzlager (4) im montierten Zustand auf einer zu lagernden Lenkwelle (11) einer Lenksäule (2) über die Zentrierhülse (9) zu der Lenkwelle (11) abgestützt und zentriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierabschnitt (10) weiterhin zumindest die folgenden Komponenten aufweist: - eine Federeinrichtung (12) zum elastischen Abstützen des Wälzlagers (4) entlang eines radialen Federwegs; und - eine den radialen Federweg begrenzende Stützvorrichtung (14).
  2. Wälzlageranordnung (1) nach Anspruch 1, wobei die Federeinrichtung (12) eine oder umfänglich eine Mehrzahl von Laschen (20) umfasst, welche einen hin zu dem Wälzlager (4) geneigten Abschnitt (15) aufweist.
  3. Wälzlageranordnung (1) nach Anspruch 2, wobei zumindest eine der Laschen (20) ein freies Krag-Ende (16) bildet, welches bevorzugt in axialer Richtung: - entgegen einer Montagerichtung (17) weist; und/oder - für ein zur Aufnahme von Axialkräften ausgebildetes Wälzlager (4), bevorzugt ein Schrägkugellager, axial hin zu dem Wälzlager (4) des Wälzlagers (4) aus der Umfangsebene (18) heraus ausgelenkt ist und eine korrespondierende axiale Verspannkraft (19) mittels der Lasche (20) auf das Wälzlager (4) übertragbar ist.
  4. Wälzlageranordnung (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Stützvorrichtung (14) an der jeweiligen Lasche (20) angeordnet einen oder eine Mehrzahl von Stütznoppen umfasst, wobei die Stütznoppen lenkwellenseitig angeordnet sind und im Bereich des erwünschten radialen Federwegs von der zu lagernden Lenkwelle (11) beabstandet sind.
  5. Wälzlageranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wälzlageranordnung (1) als Baueinheit vormontierbar ist.
  6. Wälzlageranordnung (1) nach Anspruch 5, wobei bei der Baueinheit die Zentrierhülse (9) in der vormontierten Position axial vor ihrer Endposition angeordnet ist und bei der Montage zum Zentrieren und/oder Verspannen des Wälzlagers (4), bevorzugt in Montagerichtung (17) der Wälzlageranordnung (1) auf eine Lenkwelle (11), relativ zum Wälzlager (4) in ihre Endposition verschiebbar ist, und besonders bevorzugt die Wälzlageranordnung (1) zur Montage mittels der Zentrierhülse (9) auf eine Lenkwelle (11) aufschiebbar ist.
  7. Wälzlageranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zentrierhülse (9) aus einem Metall, bevorzugt aus einem Stahl gefertigt ist, besonders bevorzugt einstückig und/oder aus einem kaltumgeformten Blechmaterial gewickelt ist.
  8. Lenksäule (2) für ein Kraftfahrzeug (3), aufweisend eine Lenkwelle (11), welche bevorzugt längenveränderlich ist, und eine Lagerung (21), wobei die Lagerung (21) zumindest eine Wälzlageranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
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