DE29910021U1 - Compensation rings for bearings - Google Patents
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Description
SKF France, 8 Avenue Reaumur
F-92140 Clamart,
Frankreich SKF France, 8 Avenue Reaumur F-92140 Clamart,
France
SKF GM 8SKF GM8
Bei der Erfindung geht es um Ausgleichsringe insbesondere solche, wie sie in Lagern für die Lenksäusle verwendet werden.The invention concerns compensation rings, in particular those used in bearings for steering columns.
Grundsätzlich gehören zu den Lagern für Lenksäulen ein Außenring, ein Innenring, von denen jeder eine toroidförmige Laufbahn aufweist, sowie eine Reihe von Kugel, die zwischen den beiden Laufbahnen des Lagers angeordnet sind und mit diesen in Berührung stehen.Basically, steering column bearings consist of an outer ring, an inner ring, each of which has a toroidal raceway, and a series of balls arranged between and in contact with the two raceways of the bearing.
Ein Käfig kann in dem Lager vorhanden sein, um zwischen den Kugeln den regelmäßigen Abstand in Umfangsrichtung aufrecht zu erhalten. Zufolge der geringen Drehgeschwindigkeit bei dieser Art von Lagern ist die .A cage may be present in the bearing to maintain regular circumferential spacing between the balls. Due to the low rotational speed in this type of bearing, the .
Verwendung eines Käfigs nicht zwingen und es können die
Kugeln auch ohne Käfig mit einem sehr kleinen Spiel in
Umfangsrichtung zwischen benachbarten Kugeln angeordnet
werden. Für die Herstellung derartiger Lager werden
Lagerringe in Form von Blechstanzteilen verwendet, wobei die Lagerringe anschließend wärmebehandelt werden, damit sie die notwendig Härte bekommen. Die Lenksäulen sind im allgemeinen mit einem Paar von Hochschulterlagern
ausgerüstet, die entgegengesetzt eingebaut sind und zufolge der axialen Vorspannung spielfrei arbeiten, wobei die
Vorspannung auf die Innenringe mittels eines in axialer
Richtung federnden Teils, z.B. einer Feder, einer Kunststoffscheibe und dergleichen aufgebracht wird.Do not force the use of a cage and it can
Balls even without a cage with a very small play in
Circumferentially arranged between adjacent balls
For the production of such bearings,
Bearing rings in the form of stamped sheet metal parts are used, whereby the bearing rings are subsequently heat treated so that they achieve the necessary hardness. The steering columns are generally equipped with a pair of higher bearings
which are installed opposite each other and work without play due to the axial preload, whereby the
Preload on the inner rings by means of an axial
towards a resilient part, e.g. a spring, a plastic disc and the like.
Die beiden Außenlagerringe sind an dem Rohr der
Lenksäule befestigt, während die Innenlagerringe auf der Lenkspindel mittels Ausgleichsringen angebracht sind, die eine einfache Zentrierung bzw. Montage der Lager auf der Lenkspindel gestatten, ohne dass hierbei zuvor Kraft
aufgebracht werden muss, und die anschließend die
Verbindung zwischen dem Innenring und der Lenkspindel
erbringen, selbst dann, wenn der Querschnitt der
Lenkspindel und des Innenlagerrings in ihrer Gestalt sehr unterschiedlich sind. Der Ausgleichsring kann es mittels einer angepassten Gestalt ermöglichen, dass ein Innenring mit einer runden Form auf eine Spindel mit quadratischem Querschnitt montiert werden kann. Die Verformung des
Ausgleichsringes gestattet die Kompensation von
Geometriefehlern und Dimensionsabweichungen zwischen dem Innenring und der Lenkspindel. Schließlich ermöglicht es der Ausgleichsring, auf den Innenring eine axiale Kraft im Sinne einer Vorspannung auszuüben. Die Lenkspindel kann
entsprechende dem jeweiligen Anwendungsfall einen recht-The two outer bearing rings are attached to the tube of the
Steering column, while the inner bearing rings are mounted on the steering spindle by means of compensation rings, which allow easy centering or mounting of the bearings on the steering spindle without the need for force
must be applied, and then the
Connection between the inner ring and the steering spindle
even if the cross-section of the
Steering spindle and inner bearing ring are very different in their shape. The compensation ring can, by means of an adapted shape, enable an inner ring with a round shape to be mounted on a spindle with a square cross-section. The deformation of the
Compensating ring allows the compensation of
Geometrical errors and dimensional deviations between the inner ring and the steering spindle. Finally, the compensating ring enables an axial force to be exerted on the inner ring in the sense of a preload. The steering spindle can
appropriate to the respective application a legal
eckigen Querschnitt, einen kreisförmigen Querschnitt oder einen polygonalen Querschnitt beispielsweise einen quadratischen Querschnitt haben.angular cross-section, a circular cross-section or a polygonal cross-section, for example a square cross-section.
Der Ausgleichring hat die Form eines elastischen Ringes, der an einer Stelle an seinem Umfang durch einen Spalt unterbrochen ist, der sich in axialer Richtung und in radialer Richtung über die gesamte Dicke des Ringe erstreckt, was ihm die erforderliche radiale Elastizität verleiht.The compensating ring has the form of an elastic ring which is interrupted at one point on its circumference by a gap which extends in the axial direction and in the radial direction over the entire thickness of the ring, which gives it the required radial elasticity.
Der Ausgleichsring kann durch Spritzen von Kunststoffmaterial, beispielsweise einem Polyamid hergestellt sein, das Füllstoffe enthält, die zum Verbessern der mechanischen Eigenschaften geeignet sind, beispielsweise Glasfaser. Die Bohrung des Ausgleichrings hat einen runden oder polygonalen, beispielsweise einen quadratischen Querschnitt, und zwar abhängig von dem Querschnitt der Lenkspindel. Im entspannten Zustand zeigt der Ausgleichsring ein relativ großes Radialspiel gegenüber der Lenkspindel.The compensating ring can be manufactured by injection molding plastic material, for example a polyamide, containing fillers suitable for improving the mechanical properties, for example glass fiber. The bore of the compensating ring has a round or polygonal, for example a square, cross-section, depending on the cross-section of the steering spindle. In the relaxed state, the compensating ring shows a relatively large radial play with respect to the steering spindle.
Die mit ihrem Ausgleichsring versehenen Lager werden auf der Welle oder in ihrem Sitz an die richtige Stelle gebracht. Sodann wird eine axiale Vorspannkraft auf den Ausgleichsring mittels eines oder mehrerer elastischer Teile ausgeübt, die auf den Ausgleichsring eine Kraft ausüben, die bestrebt ist, den Innen- und den Außenring aufeinander zu zubewegen. Es wird auf diese Weise das innere Spiel der Lager aufgenommen, indem zwischen den Lagerringen und den Kugeln eine ständige Berührung ohne Spiel und unter Vorspannung sichergestellt wird.The bearings, fitted with their balancing ring, are positioned on the shaft or in their housing. An axial preload is then applied to the balancing ring by means of one or more elastic members which exert a force on the balancing ring which tends to move the inner and outer rings towards each other. In this way, the internal play of the bearings is taken up, ensuring constant contact between the bearing rings and the balls, without play and under preload.
Zufolge eines Keileffektes zwischen der Bohrung des Innenringes und der konischen äußeren Gestalt des Ausgleichsrings zieht sich dieser im übrigen auf der Lenkspindel fest und gewährleistet so eine spielfreie Verbindung zwischen diesen beiden Teilen.Due to a wedge effect between the bore of the inner ring and the conical outer shape of the compensating ring, the latter is tightened onto the steering spindle, thus ensuring a play-free connection between these two parts.
Beim Spritzen des quer geschlitzten Rings geschieht es häufig, dass das fertige Teil an dem Spalt einen relativ großen radialen Versatz zwischen den beiden Enden des Rings, die sich gegenüberstehen, zeigt, und zwar zufolge der Verteilung der Spannungen und ungleichförmiger Temperaturen beim Spritzvorgang. Dieser Fehler erweist sich bei den Montageschritten des Lagers auf der Lenkspindel als störend. Wenn der Ausgleichsring bereits an Ort und Stelle in dem Innenring des Lagers sitzt, besteht die Gefahr, dass der radiale Versatz das Aufstecken des Lagers auf die Lenkspindel verhindert oder zumindest stört. Dieses Phänomen ist noch unangenehmer, wenn man beabsichtigt die Montage zu automatisieren.When the cross-slit ring is molded, it often happens that the finished part shows a relatively large radial offset at the gap between the two ends of the ring that face each other, due to the distribution of stresses and uneven temperatures during the molding process. This defect proves to be disruptive during the assembly steps of the bearing on the steering shaft. If the compensation ring is already in place in the inner ring of the bearing, there is a risk that the radial offset will prevent or at least interfere with the fitting of the bearing on the steering shaft. This phenomenon is even more unpleasant if the assembly is to be automated.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen Ausgleichsring zu schaffen, der zur automatischen Montage geeignet ist und bei dem die beiden Enden am Spalt im Wesentlichen auf einander ausgerichtet sind.The object of the present invention is to provide a compensating ring which is suitable for automatic assembly and in which the two ends at the gap are substantially aligned with each other.
Der erfindungsgemäße Ausgleichsring ist für ein Lager einer Lenksäule vorgesehen, wobei zu dem Lager ein Außenring, ein Innenring und eine Reihe von Wälzkörpern gehören, die zwischen einer inneren Laufbahn des Außenrings und einer äußeren Laufbahn des Innenrings angeordnet sind. Der Innenring weist eine Innenumfangsflache auf, die dazu eingerichtet ist, auf der Lenkspindel mittels des Ausgleichsring befestigt zu werden.The compensating ring according to the invention is intended for a bearing of a steering column, the bearing comprising an outer ring, an inner ring and a series of rolling elements arranged between an inner raceway of the outer ring and an outer raceway of the inner ring. The inner ring has an inner circumferential surface which is designed to be fastened to the steering spindle by means of the compensating ring.
Der Ausgleichsring hat die Gestalt eines in Achsrichtung geschlitzten Rings, der eine Anlagefläche, die mit der Innenfläche des Innenrings in Eingriff kommen soll, eine Innenfläche, die in ihrer Gestalt an die Gestalt der Lenkspindel angepasst ist, und zwei Endflächen aufweist, die einander gegenüberstehen.The compensating ring has the shape of an axially slotted ring having a contact surface intended to engage with the inner surface of the inner ring, an inner surface adapted in shape to the shape of the steering spindle, and two end surfaces facing each other.
Der Ausgleichsring ist mit einem Verbindungsglied ausgerüstet, das zwischen den Endflächen des Spalts angeordnet ist und mit den Endflächen an Stellen verbunden ist, die in Radialrichtung gegeneinander versetzt sind.The compensating ring is equipped with a connecting member which is arranged between the end faces of the gap and is connected to the end faces at locations which are offset from one another in the radial direction.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verbindungsglied einen äußeren sich im Umfangsrichtung erstreckenden Arm, der mit der einen Stirnfläche verbunden ist, einen inneren in Umfangsrichtung sich erstreckenden Arm, der mit der anderen Stirnfläche verbunden ist, und einen radialen Arm auf, der mit jeder der beiden in Umfangsrichtung verlaufenden Arme verbunden ist. Der radiale Arm kann mit gleichen Abstand von den Stirnflächen also mittig zwischen diesen angeordnet sein.In one embodiment of the invention, the connecting member has an outer circumferentially extending arm connected to one end face, an inner circumferentially extending arm connected to the other end face, and a radial arm connected to each of the two circumferentially extending arms. The radial arm can be arranged at an equal distance from the end faces, i.e. centrally between them.
Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel weist der radiale Arm eine Sollbruchstelle mit vermindertem Querschnitt auf.In an embodiment according to the invention, the radial arm has a predetermined breaking point with a reduced cross-section.
Vorzugsweise hat der radiale Arm eine axiale Abmessung, die größer ist, als seine Dicke in radialer Richtung.Preferably, the radial arm has an axial dimension that is greater than its thickness in the radial direction.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verbindungsglied einen äußeren Arm, der mit der einen Endfläche verbunden ist, einen inneren Arm, der mitIn another embodiment of the invention, the connecting member has an outer arm connected to the one end surface, an inner arm connected to
der anderen Endfläche verbunden ist, sowie eine Sollbruchstelle auf, die die beiden Arme miteinander verbindet. Der äußere Arm und der inneren Arm können fluchten oder schräg ausgerichtet sein.the other end face, and a predetermined breaking point that connects the two arms together. The outer arm and the inner arm can be aligned or slanted.
Vorteilhafterweise haben die Arme eine axiale Erstreckung, die größer ist, als ihre radiale Dicke.Advantageously, the arms have an axial extension that is greater than their radial thickness.
Dank der wechselweisen Anordnung des Verbindungsglieds bezüglich der Enden des Ausgleichsringes, kann das Verbindungsglied in wirksamer Weise die beiden Enden des im entspannten Zustand befindlichen Ausgleichsrings in radialer Richtung einander gegenüberliegend halten, wobei der Ausgleichsring die Möglichkeit der Durchmesseränderung beibehält, wenn das Lager, das mit dem Ausgleichsring versehen ist, auf der Lenkspindel montiert wird. Die Gestalt und die Lage des Verbindungsglieds gestattet es den beiden Stirnenden des Ausgleichsrings sich anzunähern oder von einander zu entfernen. Der Ausgleichsring kann auf diese Weise die notwendigen Durchmesseränderungen erbringen, die notwendig sind, damit er sich an die Geometrie und die Abmessungen des Innenrings und der Lenkspindel anpassen kann, wenn diese Anordnung unter Vorspannung gesetzt wird, ohne dass ein radialer bzw. axialer Versatz zwischen den Ringenden auftritt.Thanks to the alternating arrangement of the connecting link with respect to the ends of the compensating ring, the connecting link can effectively keep the two ends of the compensating ring in the relaxed state opposite each other in the radial direction, the compensating ring retaining the possibility of changing its diameter when the bearing provided with the compensating ring is mounted on the steering shaft. The shape and position of the connecting link allows the two ends of the compensating ring to approach or move away from each other. The compensating ring can thus provide the necessary diameter changes required to adapt to the geometry and dimensions of the inner ring and the steering shaft when this arrangement is preloaded, without any radial or axial misalignment occurring between the ring ends.
Im Übrigen sind Weiterbildung der Erfindung Gegenstand von Unteransprüchen.Furthermore, further developments of the invention are the subject of subclaims.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:The drawing shows embodiments of the subject matter of the invention. They show:
Fig. 1 eine Lenksäule mit Außenrohr in einem axialenFig. 1 a steering column with outer tube in an axial
Schnitt,Cut,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1, unter Veranschaulichung eines auf der Lenkspindel angeordneten Lagers,Fig. 2 shows a detail of Fig. 1, illustrating a bearing arranged on the steering spindle,
Fig. 3 einen Ausgleichsring nach dem Stand der Technik, in einer Draufsicht,Fig. 3 a compensation ring according to the prior art, in a plan view,
Fig. 4 den Ausgleichsring nach Fig. 3, in einem axialen Schnitt,Fig. 4 the compensation ring according to Fig. 3, in an axial section,
Fig. 5 eine Ausgleichsring gemäß der Erfindung, in einer Draufsicht,Fig. 5 a compensation ring according to the invention, in a plan view,
Fig. 6 einen Ausschnitt aus Fig. 5,Fig. 6 a detail from Fig. 5,
Fig. 7 den Ausgleichsring nach Fig. 5, in einem axialen Schnitt,Fig. 7 the compensation ring according to Fig. 5, in an axial section,
Fig. 8 bis 10 andere Ausführungsbeispiel der Erfindung, in einer Darstellung ähnlich wie in den Fig. 5 bis 7, undFig. 8 to 10 other embodiments of the invention, in a representation similar to Fig. 5 to 7, and
Fig. 11 bis 13 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, in einer Darstellung ähnlich den Fig. 5 bis 7.Fig. 11 to 13 show a further embodiment of the invention, in a representation similar to Fig. 5 to 7.
Wie aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen ist eine Lenkspindel 1 in einem Außenrohr 2 angeordnet und mittels zweier identischer Lager 3 und 4 drehbar gehaltert. Lediglich das Lager 4 soll nachstehend beschrieben werden.As can be seen from Fig. 1 and 2, a steering spindle 1 is arranged in an outer tube 2 and is rotatably supported by means of two identical bearings 3 and 4. Only the bearing 4 will be described below.
Zu dem Lager 4 gehört ein Außenlagerring 5, der mitThe bearing 4 has an outer bearing ring 5, which is
einer inneren toroid-förmigen Laufbahn 6 versehen ist. Der Außenring 5 setzt sich in einem zylindrischen Abschnitt fort, dessen freies Ende nach außen umgebogen ist und einen radialen Bund 8 bildet. Der zylindrische Abschnitt 7 ist mit mehreren Vorsprüngen 9 versehen, die nach innen vorspringen und durch Prägen des zylindrischen Abschnittes 7 erhalten werden.an inner toroidal raceway 6. The outer ring 5 continues in a cylindrical section, the free end of which is bent outwards and forms a radial collar 8. The cylindrical section 7 is provided with a plurality of projections 9 which project inwards and are obtained by stamping the cylindrical section 7.
Das Lager 4 weist ferner einen inneren Ring 10 mit toroid-förmiger Gestalt auf, dessen Außenfläche eine Laufbahn 11 bildet. Zwischen den Laufbahnen 6 und 11 sind eine Reihe von Wälzkörpern 12 beispielsweise Kugeln angeordnet.The bearing 4 further comprises an inner ring 10 with a toroidal shape, the outer surface of which forms a raceway 11. A series of rolling elements 12, for example balls, are arranged between the raceways 6 and 11.
Ein Käfig 13 aus einem Kunststoffmaterial gestattet es, in Umfangsrichtung einen regelmäßigen Abstand zwischen den Wälzkörpern 12 aufrecht zu erhalten.A cage 13 made of a plastic material allows a regular distance to be maintained between the rolling elements 12 in the circumferential direction.
Ein Ausgleichsring 14 aus einem Kunststoffmaterial, das gegebenfalls Füllstoffe, beispielsweise Glasfasern, enthält, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern, liegt an der Außenumfangsflache la der Lenkspindel 1 an. Der Ausgleichsring 14 weist eine Innenfläche 15, die an die Außenumfangsflache la der Lenkspindel 1 angepasst ist, eine zylindrische Außenumfangsflache 16, eine Anlage- oder Druckfläche 17, die sich auf der Seite der Wälzkörper 12 befindet und die an die Innenfläche 18 des Innenrings 10 angepasst ist, wobei die Anlagefläche in einem rechtwinkeligen Schnitt die Gestalt eines Kreisbogenabschnittes hat, die in Richtung auf die Lenkspindel zeigt, sowie eine axiale Fläche 19 auf, die der Anlagefläche 17 gegenübersteht. Der Ausgleichsring 14 bildet auf diese Weise einen Ring, der durch einen Schlitz 20 offen oderA compensating ring 14 made of a plastic material, which optionally contains fillers, for example glass fibers, in order to improve the mechanical properties, rests against the outer peripheral surface la of the steering spindle 1. The compensating ring 14 has an inner surface 15 which is adapted to the outer peripheral surface la of the steering spindle 1, a cylindrical outer peripheral surface 16, a contact or pressure surface 17 which is located on the side of the rolling elements 12 and which is adapted to the inner surface 18 of the inner ring 10, the contact surface in a right-angled section having the shape of a circular arc section which points in the direction of the steering spindle, and an axial surface 19 which is opposite the contact surface 17. The compensating ring 14 thus forms a ring which is open or
gespalten ist, um so seine Anpassung an die
Außenumfangsfläche la der Lenkspindel 1 und an die
Innenfläche 18 des Innenrings 10 zu gestatten. Der Ausgleichsring
14 ist somit ein Zwischenteil, das den Übergang und die Verbindung zwischen dem Innenring 10 und der
Lenkspindel 1 herstellt, auf der der besagte Ring zu
montieren ist.is split in order to facilitate its adaptation to the
Outer peripheral surface la of the steering spindle 1 and to the
Inner surface 18 of the inner ring 10. The compensating ring
14 is thus an intermediate part that forms the transition and connection between the inner ring 10 and the
Steering spindle 1 on which the said ring is to
is to be mounted.
Eine Wellfederscheibe 21 steckt über derA wave spring washer 21 is placed above the
Außenumfangsfläche la der Lenkspindel 1 und steht mit der axialen Stirnfläche 19 des Ausgleichsrings 14 in Berührung. Die Wellfederscheibe 21 weist in Umfangsrichtung
verlaufende Wellen auf, um so eine axiale Federung zu
schaffen, die es gestattet, auf den Ausgleichring 14 eine Anlagekraft aus zu üben.Outer peripheral surface la of the steering spindle 1 and is in contact with the axial end face 19 of the compensating ring 14. The wave spring washer 21 points in the circumferential direction
running waves to achieve axial suspension
which allows an abutment force to be exerted on the compensating ring 14.
Zwischen der Lenkspindel 1 und dem zylindrischen Teil 7 des Außenrings 4 sitzt eine Krallenfederscheibe 22. Die Krallenfederscheibe 22 bildet einen radialen Abschnitt 23, der mit Wellfederscheibe 22 auf der dem Ausgleichsring 14 gegenüberliegenden Seite in Berührung steht, wobei der
radiale Abschnitt 23 sich nach innen in einen schrägen
Abschnitt 24 fortsetzt, der in Gestalt von Zähnen oder
Zungen zugeschnitten ist, die von der Wellfederscheibe 21 weg zeigen und im entspannten Zustand einen Durchmesser
begrenzen, der geringfügig kleiner ist, als der der
Lenkspindel 1, um ein selbsttätig wirkendes
Sicherungsmittel zu bilden, das die Krallenfederscheibe in die Lage versetzt, in Richtung auf die Wellfederscheib 12 verschoben zu werden jedoch jegliche Demontagebewegung in der umgekehrten Richtung verhindert, indem sich die
Krallen aufrichten. Der radiale Abschnitt 23 setzt sich auf der dem schrägen Abschnitt 24 gegenüberliegenden Seite inA claw spring washer 22 is located between the steering spindle 1 and the cylindrical part 7 of the outer ring 4. The claw spring washer 22 forms a radial section 23 which is in contact with the wave spring washer 22 on the side opposite the compensating ring 14, whereby the
radial section 23 extends inwards into an oblique
Section 24 continues, which in the form of teeth or
tongues pointing away from the wave spring washer 21 and having a diameter
which is slightly smaller than that of the
Steering spindle 1 to provide an automatic
To form a securing means which enables the claw spring washer to be displaced in the direction of the wave spring washer 12 but prevents any disassembly movement in the opposite direction by
Claws are raised. The radial section 23 is placed on the side opposite the oblique section 24 in
einem zylindrischen Abschnitt 25 fort, der sich zwischen der Wellfederscheibe 21 und den Fortsätzen 9 des zylindrischen Abschnittes 7 des Außenrings 4 erstreckt. Der zylindrische Abschnitt 25 endet an einem Rand 2 6, der radial nach außen gerichtet ist und dessen Außenumfangsfläche einen Durchmesser hat, der geringfügig größer ist, als ein gedachter Kreis der von den Vorsprüngen 9 begrenzt ist, um jegliches Auseinanderbewegen des Außenrings 4 und der Wellfederscheibe 22 zu verhindern.a cylindrical section 25 which extends between the wave spring washer 21 and the extensions 9 of the cylindrical section 7 of the outer ring 4. The cylindrical section 25 ends at an edge 26 which is directed radially outwards and whose outer peripheral surface has a diameter which is slightly larger than an imaginary circle which is delimited by the projections 9 in order to prevent any movement apart of the outer ring 4 and the wave spring washer 22.
Der radiale Rand 8 des Außenrings 4 ist dazu vorgesehen, mit einer Stirnfläche 27 des Außenrohrs 2 gemäß Fig. 1 in Anlage zu kommen. Der Außenring 5 wird auf diese Weise in einer axialen Richtung fest gesetzt, während er in der anderen axialen Richtung durch die Krallenfederscheibe 22 gesichert ist, deren dem schrägen Abschnitt 24 bildende Krallen sich auf der Außenumfangsfläche la der Lenkspindel 1 einkrallen können. Die Vorspannung zwischen dem Außenring 5 und dem Innenring 10 des Lagers 4 wird durch die Wellfederscheibe 21 und den Ausgleichsring 14 sichergestellt.The radial edge 8 of the outer ring 4 is intended to come into contact with an end face 27 of the outer tube 2 according to Fig. 1. The outer ring 5 is thus fixed in one axial direction, while in the other axial direction it is secured by the claw spring washer 22, the claws of which forming the inclined section 24 can claw into the outer peripheral surface la of the steering spindle 1. The preload between the outer ring 5 and the inner ring 10 of the bearing 4 is ensured by the wave spring washer 21 and the compensating ring 14.
Wie insbesondere aus Fig. 3 zu ersehen ist, zeigen die beiden Enden des Ausgleichsrings 14, die den Spalt 20 begrenzen, eine radiale Fehlausrichtung A, was sich bei der Montage insbesondere bei einer automatisierten Montage als störend erweisen kann.As can be seen in particular from Fig. 3, the two ends of the compensating ring 14, which delimit the gap 20, show a radial misalignment A, which can prove to be disruptive during assembly, in particular during automated assembly.
Ein erfindungsgemäßer Ausgleichsring 28 ist in den Fig. 5 bis 7 gezeigt. Der Ausgleichsring 28, der aus einem Kunststoffmaterial, das ungefüllt oder mit einem Mineral gefüllt ist, weist eine Innenumfangsflache 29 auf, die in ihrer Gestalt an die Außenumfangsfläche der Lenkspindel 1A compensating ring 28 according to the invention is shown in Figs. 5 to 7. The compensating ring 28, which is made of a plastic material that is unfilled or filled with a mineral, has an inner circumferential surface 29, the shape of which corresponds to the outer circumferential surface of the steering spindle 1
der Lenksäule angepasst ist. Die Innenumfangsfläche 29 ist in diesem Falle kreisförmig bzw. zylindrisch, kann jedoch auch andere Formen annehmen, so kann sie beispielsweise polygonal, beispielsweise quadratisch sein. Der Ausgleichsring 28 weist eine zylindrische Außenumfangsfläche 30, eine Anlagefläche 31, die die Innenumfangsfläche 2 9 und die Außenumfangsfläche 3 0 mit einander verbindet, sowie eine in Achsrichtung zeigende Stirnfläche 32 auf, die die Innenumfangsfläche 29 mit der Außenumfangsflache 30 an derjenigen Seite mit einander verbindet, die der Anlagefläche 31 gegenüber liegt. Die Anlagefläche 31 ist in diesem Falle so geformt, dass ihre Gestalt mit der Innenumfangsflache des Innenrings des Lagers der Lenksäule übereinstimmt, und sie weist in einem axialen Schnitt die Form eines Kreisbogens auf, der in Richtung auf den Innenring konkav ist. Es ist auch denkbar, dass bei einem anderen Ausführungsbeispiel eine Anlagefläche in Form der Mantelfläche eines Kegelstumpfes verwendet wird.the steering column. The inner circumferential surface 29 is circular or cylindrical in this case, but can also take on other shapes, for example it can be polygonal, for example square. The compensating ring 28 has a cylindrical outer circumferential surface 30, a contact surface 31 which connects the inner circumferential surface 29 and the outer circumferential surface 30 with each other, and an end face 32 pointing in the axial direction which connects the inner circumferential surface 29 with the outer circumferential surface 30 on the side which is opposite the contact surface 31. The contact surface 31 is in this case shaped such that its shape matches the inner circumferential surface of the inner ring of the bearing of the steering column, and in an axial section it has the shape of a circular arc which is concave in the direction of the inner ring. It is also conceivable that in another embodiment a contact surface in the shape of the outer surface of a truncated cone is used.
Der Ausgleichsring 28 hat die Gestalt eines Ringes mit einem Bereich 33, wo er teilweise gespalten bzw. durchgeschnitten ist. Der Bereich 33 bildet zwei Endflächen 34 und 35, die einander gegenüber stehen und die von einander einen geringen Abstand haben. Die Endflächen 34 und 35 sind zu einander parallel. Als Abwandlung ist auch denkbar, dass sie in Ebenen liegen, die durch die Achse des Ausgleichsrings 28 verlaufen.The compensating ring 28 has the shape of a ring with a region 33 where it is partially split or cut through. The region 33 forms two end surfaces 34 and 35 which are opposite one another and are a short distance apart. The end surfaces 34 and 35 are parallel to one another. As a modification, it is also conceivable that they lie in planes which run through the axis of the compensating ring 28.
Ein Verbindungsglied 36 ist zwischen den Endflächen 34 und 35 vorgesehen. Das Verbindungsglied 36 verfügt über einen in Umfangsrichtung verlaufenden äußeren Arm 37, einen radial verlaufenden Arm 38 und einen in UmfangsrichtungA connecting member 36 is provided between the end surfaces 34 and 35. The connecting member 36 has a circumferentially extending outer arm 37, a radially extending arm 38 and a circumferentially
verlaufenden inneren Arm 39. Der in Umfangsrichtung verlaufenden äußere Arm 37 erstreckt sich ausgehend von der Endfläche 34, wobei er mit der Außenfläche 30 bündig ist und auf die gegenüberliegende Endfläche 35 zeigt. Der in Umfangsrichtung verlaufende äußere Arm 37 hat eine in Umfangsrichtung gemessene Länge, die im Wesentlichen gleich der Hälfte des Bereiches 33 ist, und er setzt sich an einem freien Ende, das der Endfläche 34 gegenüber liegt, in einem radialen Arm 38 fort, der in der Nähe der Innenumfangsfläche 2 9 in den in Umfangsrichtung verlaufenden inneren Arm 39 übergeht, der zu der Fläche 35 führt und mit der Innenfläche bündig ist.extending inner arm 39. The circumferentially extending outer arm 37 extends from the end surface 34, being flush with the outer surface 30 and pointing towards the opposite end surface 35. The circumferentially extending outer arm 37 has a length measured in the circumferential direction which is substantially equal to half the area 33 and it continues at a free end which is opposite the end surface 34 in a radial arm 38 which, near the inner circumferential surface 29, merges into the circumferentially extending inner arm 39 which leads to the surface 35 and is flush with the inner surface.
Die Arme 37 bis 39 haben eine axiale Erstreckung, die im Wesentlichen gleich der der Außenumfangsflache 30 ist, um eine gewisse Steifheit zu schaffen, die eine ausreichende Ausrichtung der Innenflächen 34 und 35 auch in axialer Richtung zu garantieren. Die in Umfangsrichtung sich erstreckenden Arme 37 und 39 weisen eine geringe radiale Dicke auf und der in radialer Richtung verlaufende Arm 38 hat eine geringe Abmessung in Umfangsrichtung, damit eine ausreichende Nachgiebigkeit des Verbindungsglieds 36 erhalten bleibt, das einer Anpassung des Abstandes zwischen den Endflächen 34 und 35 und eine Anpassung des Ausgleichsrings 28 an die Lenkspindel 1 und den Innenring 10 des Lagers 4 zu gestatten, zwischen denen er angeordnet ist.The arms 37 to 39 have an axial extension substantially equal to that of the outer peripheral surface 30 in order to provide a certain rigidity to guarantee sufficient alignment of the inner surfaces 34 and 35 also in the axial direction. The circumferentially extending arms 37 and 39 have a small radial thickness and the radially extending arm 38 has a small circumferential dimension in order to maintain sufficient flexibility of the connecting member 36 to allow adjustment of the distance between the end surfaces 34 and 35 and adjustment of the compensating ring 28 to the steering spindle 1 and the inner ring 10 of the bearing 4 between which it is arranged.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in den Fig. 8 bis 10 gezeigt ist, weist das Verbindungsglied 3 6 in Umfangsrichtung verlaufende Arme 37 und 38 auf, deren radiale Dicke größer ist als bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Ein radialer Arm 40In a second embodiment of the invention, shown in Figs. 8 to 10, the connecting member 3 has 6 circumferentially extending arms 37 and 38, the radial thickness of which is greater than in the previous embodiment. A radial arm 40
verbindet die in Umfangsrichtung verlaufende Arme 37 und 38 und hat die Gestalt eines Kegels 42 mit einer Sollbruchstelle 41 mit vermindertem Querschnitt, damit, nachdem der Ausgangsring 28 auf der Lenkspindel 1 platziert ist, das Zusammenspannen des Ausgleichsrings 28 infolge der Vorspannung, den Bruch der Sollbruchstelle 21 hervorruft, womit so der Ausgleichsring 28 seine Fähigkeit zur Durchmesserveränderung wiedererhält, um sich an die Lenkspindel und das Lager anzupassen.connects the circumferential arms 37 and 38 and has the shape of a cone 42 with a predetermined breaking point 41 of reduced cross-section so that, after the initial ring 28 is placed on the steering spindle 1, the tightening of the compensating ring 28 due to the preload causes the breaking point 21 to break, thus allowing the compensating ring 28 to regain its ability to change diameter in order to adapt to the steering spindle and the bearing.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 11 bis 13 weist der Ausgleichsring 28 ein Verbindungsglied 43 auf, das mit einem radial äußeren Arm 44 und einem radial inneren Arm 45 versehen ist, die über eine Sollbruchstelle 46 mit einender verbunden sind. Der äußere Arm 44 geht von dem äußeren Rand der Endfläche 34 aus und ragt in Richtung auf den innere Rand der Endfläche 35. Umgekehrt führt der innere Arm 45 von dem inneren Rand der Endfläche 35 in Richtung auf den äußeren Rand der Endfläche 34. Der äußere Arm 4 4 sowie der innere Arm 4 5 fluchten mit einander und treffen sich im Wesentlichen auf der Mitte des Bereiches 33 an der Sollbruchstelle 46, die eine geringere Wandstärke aufweist, als die besagten Arme 44 und 45.In the embodiment according to Fig. 11 to 13, the compensating ring 28 has a connecting member 43 which is provided with a radially outer arm 44 and a radially inner arm 45 which are connected to one another via a predetermined breaking point 46. The outer arm 44 extends from the outer edge of the end surface 34 and projects in the direction of the inner edge of the end surface 35. Conversely, the inner arm 45 extends from the inner edge of the end surface 35 in the direction of the outer edge of the end surface 34. The outer arm 44 and the inner arm 45 are aligned with one another and meet essentially in the middle of the region 33 at the predetermined breaking point 46, which has a smaller wall thickness than the said arms 44 and 45.
Als Abwandlung können Arme 4 4 und 4 5 verwendet werden, die zu einander parallel und geringfügig gegeneinander versetzt sind sowie ebenfalls über eine Sollbruchstelle mit einer geringeren Wandstärke miteinander verbunden sind. Auch hier bietet das Verbindungsglied 43 eine gewisse Steifheit in axialer/radialer Richtung, wodurch ein Versatz der Endflächen 34 und 45 verhindert wird, während in Umfangsrichtung die Nachgiebigkeit gewährleistet bleibt, was die Anpassung des Ausgleichsrings 28 an die TeileAs a modification, arms 4 4 and 4 5 can be used which are parallel to each other and slightly offset from each other and are also connected to each other via a predetermined breaking point with a smaller wall thickness. Here too, the connecting link 43 offers a certain stiffness in the axial/radial direction, which prevents an offset of the end surfaces 34 and 45, while flexibility is ensured in the circumferential direction, which enables the adjustment of the compensation ring 28 to the parts
gestattet, zwischen denen er angeordnet ist und zwar zunächst durch Deformation des Verbindungsgliedes 43, die deswegen vereinfach ist, weil eine der Enden des Verbindungsgliedes 4 3 sich in Richtung auf den inneren Rand des Ausgleichsringes 48 erstreckt, während der andere Arm von den äußeren Rand des Ausgleichsringes 28 ausgeht, und weil im Falle einer starken Deformation die Sollbruchstelle 46 bricht, womit der Ausgleichsring 28 nach der Montage seine volle Biegsamkeit wiedererlangt.between which it is arranged, firstly by deformation of the connecting link 43, which is simplified because one of the ends of the connecting link 43 extends towards the inner edge of the compensating ring 48, while the other arm extends from the outer edge of the compensating ring 28, and because in the event of severe deformation the predetermined breaking point 46 breaks, whereby the compensating ring 28 regains its full flexibility after assembly.
Zufolge der Erfindung wird ein Ausgleichsring geschaffen, der für einen automatisierten Einbau zwischen einer Lenkspindel einer Lenksäule und einem Innenlagerring geeignet ist, und zwar auf Grund seiner Steifigkeit, wobei jedoch die gewünschte Nachgiebigkeit erhalten bleibt, damit er sich an dem Außenumfang der Lenkspindel und die Innenumfangsflache des Innenrings anpassen kann und in der Lage ist, auf das Lager die Vorspannung zu übertragen, die durch eine axial elastische Scheibe ausgeübt wird.According to the invention, a compensating ring is provided which is suitable for automated installation between a steering spindle of a steering column and an inner bearing ring, due to its rigidity, while maintaining the desired flexibility so that it can adapt to the outer circumference of the steering spindle and the inner circumferential surface of the inner ring and is able to transmit to the bearing the preload exerted by an axially elastic disk.
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