Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer vorzugs eise steuerbaren axialen Gegenkraft an einer durch eine Ax alkraft axial verschiebbaren rotierenden Welle der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Derartige Vorric tungen werden be spielsweise im Rahmen einer vo l l e lekt ri s chen Se rvo l enke i nr i chtung für Kraftfahrzeuge benötigt, um die Se rvounte rstutzung in Abhängigkeit von geeigneten Betriebs¬ parametern des Fahrzeuges steuern zu können.

Generell können sie jedoch auf den verschiedensten technischen Gebieten überall dort eingesetzt werden, wo an einer rotatorisch und durch Axialkräfte axial beweglichen Welle bei begrenztem Axialweg definiert diesen Axialkräften entgegengerichtete axiale Gegenkräfte zur Wirkung gebracht werden sollen,, um dadurch z. B. definierte Ansprech- oder Steuerschwellen für von der Welle durchzuführende Steuer- bzw. Rege l s ch r i tte zu erzeugen .

Eine im Rahmen einer vollelektr schen Servolenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge eingesetzte Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der DE-OS 36 12 619, Fig. 5 bekannt.

Bei dieser bekannten Vorrichtung ist ein durch eine, vorzugsweise steuerbare, Radialkraft beaufschlagtes Rastglied in Form eines Steuerst i ftes vorgesehen, welches radial in eine umlaufende Wellenringnut mit vom Nutengrund aus stetig ansteigenden Nut¬ flanken eingreift, wodurch an der Wellenringnut eine u. a.

von der Höhe der aufgebrachten Radialkraft und von der Form der Nutenflankeπ abhängige axiale Kraft erzeugt wird, welche der die Welle axial versch ebenden Axialkraft entgegengerichtet ist.

Da der axiale Verschiebeweg der Welle, entlang dem das Rastglied steuernd zur Wirkung gebracht werden kann, nur gering ist, müssen vergleichswe se hohe radiale Kräfte aufgebracht werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art weiter zu verbessern, insbesondere bezüglich ihrer Steuerpräz sion.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanpruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestal ungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist also auf der Welle ein axialspielfreies Rillenkugellager befestigt, dessen Lageraußenring eine radiale Vertiefung mit schrägen Flanken aufweist, in die das freie Ende des radialkraftbeaufschlagten Rastgliedes eingreift. Vorzugsweise trägt das freie Ende des Rastgliedes dabei einen quer zur Wellenlängsachse ausgerichteten drehbaren Rollenkörper, der in die dann als quer zur Wellenachse verlaufende Nut ausge¬ bildete radiale Vertiefung des Lageraußenringes eingreift.

Hit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, an der rotierenden Welle mit hoher Präzision definierte axiaLe Steuer-(Gegen-)Kräfte zur Wirkung zu bringen, und zwar über eine sehr Lange Betriebszeit, weil trotz der vergleichsweise großen einwirkenden Radialkräfte dabei kaum Verschleiß auftritt.

Eine wegen ihrer besonders kompakten und bauraumsparenden Bauweise für den Einsatz n vollelektrischen Servolenkeinrich- tungen von Kraftfahrzeugen besonders geeignete Ausgestaltung

und Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Kugellaufbahn des Rillenkugellagers unmittelbar in die Welle eingearbeitet ist und die Welle selbst als Lagerinnenring des Rillenkugellagers dient, wobei vorzugsweise ein geteilter Lageraußenring Verwendung findet, dessen Trennfuge in einer etwa senkrecht zur Radialkraft verlaufenden Ebene und etwa in Höhe der Wellenmittelachse verläuft.

Anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungs- beispiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1a den Längsschnitt und

Fig. 1b den Querschnitt eines ersten Ausführungsbei¬ spieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2a den Längsschnitt und

Fig. 2b den Querschnitt eines zweiten Ausführungs¬ beispieles dieser Vorrichtung,

Fig. 3a den Längsschnitt und

Fig. 3b den Querschnitt eines ditten Ausführungsbei¬ spieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowi e

Fig. 3c den Querschnitt eines lediglich im Detail etwas abgewandelten weiteren Ausführungsbei¬ spiels.

Die in den Ausführungsbeispielen dargestellten Vorrichtungen zur Erzeugung einer vorzugsweise steuerbaren axialen Gegenkraft an einer durch eine Axialkraft axial verschiebbaren rotierenden Welle 1 besteht im wesentlichen aus einem raumfesten Rastglied 2, welches unter der Wirkung einer auf es einwirkenden, orzugs-

weise steuerbaren Radialkraft stiftartig in eine sich axial starr mit der Welle 1 verschiebende radial Vertiefung 3 mit schrägen Flanken 31 eingreift, an denen es bei einer Axialver¬ schiebung der Welle gegen die Wirkung der Radialkraft hinauf- gleitet, wobei an der Welle einer der Axialkraft entgegenge¬ richtete axiale Steuer- (Gegen- ⁾ Kraft zur Wirkung gebracht wi rd.

Bei der axial verschiebbaren rotierenden Welle 1 kann es sich be sp elsweise um die im Zuge der Lenkwelle einer vol Lelektri sehe Servolenkeinn ^' chtung von Kraftfahrzeugen angeordnete Steuerwelle handeln, deren durch das Lenkmoment bewirkte Axialverschiebung eine ein Servo oment einschleusende Reibungskupplung aussteuert. Durch die über das Rastglied 2 auf die axial verschiebbare rotierende Welle 1 einwirkende Vorrichtung kann auf die Aus¬ steuerung dieser Re ungskupplungen, d. h. auf deren Kennlinien- verlauf Einfluß genommen werden. Die Servounterstützung kann also durch entsprechende Steuerung der das Rastglied 2 beauf¬ schlagenden Radialkraft in einfacher Weise in Abhängigkeit von beliebigen Betriebsparametern des Fahrzeuges, beispiels¬ weise in Abhängigkeit von der Fahrzeugbeladung, der Fahrge¬ schwindigkeit, der Quer- und/oder Längsbeschleunigung etc. gesteuert werden, und zwar sehr zuverlässig und präzise, da die axialen Steuer- (Gegen-)Kräfte sehr präzise und mit geringer Hysterese an der axial verschiebbaren rotierenden Welle 1 zur Wirkung gebracht werden können.

Das von einer nicht weiter dargestellten KraftqueLle radial mit einer steuerbaren Kraft beaufschlagte Rastglied 2 leitet die axiale Steuer- (Gegen-) Kraft nicht wie beim Stand der Technik unmittelbar, sondern über ein auf der Welle 1 befestigtes axialspielfre es Rillenkugellager 4 n die axial verschiebbare rotierende Welle 1 ein, wodurch im Zusammenhang mit der rota- torischen Bewegung der WelLe 1 selbst dann, wenn über das Rastglied 2 vergleichsweise hohe Radialkräfte eingeleitet werden, keine nennenswerten Reibungsverluste o. ä. auftreten, da reine Rollreibung vorliegt und sich die Radialkraft auf mehrere der Kugeln 45 aufteilt.

In den dargestellten Ausführungsbei spi elen ist die Kugellauf¬ bahn des Ri L lenkuge l lagers 4 unmittelbar in die Welle 1 einge¬ arbeitet und mit 41 beziffert; die Welle 1 selbst dient hier also als Lagerinnenring, wodurch sich in radialer Richtung eine recht kompakte Bauweise ergibt.

Eine in dieser Hinsicht noch kompaktere Bauweise ergibt sich dann, wenn der Lageraußenring 42 des Rillenkugellagers, w e in den Figuren 2a und 2b dargestellt, als geteilter Außenring ausgebildet wird, dessen beiden Ringteile 43 und 44 durch mindestens ein Spannelement 5, das den Außenumfang der Ringteile zumindest annähernd umschließt, radial zusammengehalten werden.

Die Trennfuge 6 ist dabei so gelegt, daß sie in einer etwa senkrecht zur in das Rastglied 2 eingeleiteten Radialkraft verlaufenden Ebene sowie etwa in Höhe der Wellenmittelachse verläuft. Hierdurch wird s chergestellt, daß die über das Rastglied 2 in den Lageraußenring 42 eingeleitete Radialkraft keine die beiden Ringteile 43, 44 auseinanderdrückende Reaktions¬ kräfte hervorrufen, die von den Spannelementen aufgefangen werden müßten; die vom Rastglied 2 aufgebrachten Radialkräfte werden nämlich nur durch die in der - zeichnerischen - oberen Hälfte der Kuge l laufbahn Liegenden Kugeln 45 auf die Welle 1 übertragen, die sämtlich oberhalb der Trennfuge 6 liegen.

Durch die Verwendung eines geteilten Lageraußenringes kann die Anordnung bezüglich ihrer radialen Abmessungen noch kompakter gebaut werden, da der Innendurchmesser des Lageraußenringes 42 kleiner als der eigentliche We L lendurchmesser bemessen werden kann.

Die sich axial starr mit der Welle 1 verschiebende vorerwähnte radiale Vertiefung 3, in die das Rastglied 2 eingreift und über deren schrägen Flanken 31 die vom Rastglied aufgebrachte

Radialkraft entlang dem axialen Verschiebeweg der Welle 1 in eine axiale Steuer-(Gegen-)Kraft umgewandelt wird, ist im Lageraußenring 42 angeordnet. Sie kann entweder als umlaufende

Ringnut, wie in Fig. 3c dargestellt, als nur einen Teil des Umfangs des Lageraußenringes tangierende Quernut, wie in Fig. 1b dargestellt, oder in Form einer trichterförmigen Bohrung, wie in Fig. 3b dargestellt, ausgebildet sein.

Im Hinblick auf die rotatorische Bewegung der Welle 1 sind all diese Varianten gleichwertig, denn keine von ihnen übt auf die dabei anfallenden Reibungsverluste o. ä. irgendeinen Einfluß aus.

In den Ausführungsbe spi e Len der Figuren 3a bis 3c ist das n die als trichterförmige Bohrung bzw. als umlaufende Ringnut ausgebildete radiale Vertiefung 3 eingreifende freie Ende des Rastgliedes 2 wie im Stand der Technik kugelförmig gerundet.

Während der axialen Sch ebebewegung der Welle 1 tritt daher zwischen der schrägen Flanke 31 der radialen Vertiefung 3 und der auf dieser radial hochgle tenden kugeligen Fläche des freien Endes des Rastgliedes 2 zunächst eine zu überwindende gewisse Haftreibung, danach Gleitreibung auf.

Bessere und präzisere Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn entsprechend den Ausführungsbei spie leri der Figuren 1 und 2 am freien Ende des Rastgliedes 2 ein quer zur Wellenachse ausgerichteter drehbarer Rollenkörper 7 angeordnet wird, der in die dann als quer zur Wellenachse verlaufende Nut ausgebil¬ dete radiale Vertiefung 3 des Lageraußenringes 42 eingreift. Bei dieser Ausbildung wird die bei einer axialen Verschiebebe¬ wegung der Welle 1 zwischen dem Rastglied 2 und der mit diesem zusammenwirkenden schrägen Flanke 31 des Lageraußenringes 42 auftretende Reibung auf reine Rollreibung reduziert. Von Vorteil ist weiterhin, daß die hierbei auftretende Flächenpressung zwischen Rollenkörper 7 und Nutflanke 31 trotz u. U. vergleichs¬ weise großer Radialkraft vergleichsweise klein bleibt, weil zwischen Rollenkörper 7 und Nutenflanke 31 Lin enberührung besteht .