Die Erfindung betrifft ein Lenksystem für eine Kraftfahrzeug mit einem Schwenklager gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.

Bei modernen Kraftfahrzeugen werden Lenksysteme verwendet, bei denen die Lenk kraft bei der Lenkbewegung des Fahrers durch eine entsprechende Lenkkraftunter stützung reduziert wird. Dies kann in bekannter Weise durch eine hydraulische Servo lenkung oder durch eine elektrische beziehungsweise elektrohydraulische Lenkkraft unterstützung erfolgen. Darüber hinaus sind Lenksysteme bekannt, welche fahrzeug seitig ein Lenkmoment erzeugen, um den Führer des Kraftfahrzeuges auf eine emp fohlene Lenkbewegung hinzuweisen. Bei elektrisch unterstützten Lenksystemen wird üblicherweise ein elektrischer Antriebsmotor verwendet, welcher über ein Schnecken getriebe auf die Lenkwelle einwirkt, um ein entsprechend hohes Lenkmoment zum Verdrehen der Fahrzeugräder zu bewirken.

Aus dem Stand der Technik sind Lösungen bekannt, bei denen die Schneckenwelle auf einer der Antriebswelle zugewandten Seite über ein erstes Wälzlager in einem Gehäuse gelagert ist, welches als Schwenklager ausgeführt ist und eine gewisse Kippbewegung quer zur axialen Richtung der Schneckenwelle erlaubt. Dabei ist die Schneckenwelle an ihrem gegenüberliegenden Endabschnitt mittels eines zweiten Wälzlagers gelagert, das mit einem Getriebegehäuse des Schneckengetriebes über ein Vorspannelement verbunden ist, welche eine Vorspannkraft auf die Schnecken welle in Richtung des Schneckenrades bewirkt. Somit kann die Schneckenwelle je nach Bedarf um das Schwenklager kippen, um einen im Wesentlichen gleichbleiben den Eingriff der Verzahnung an der Schneckenwelle mit dem Schneckenrad zu reali sieren.

So offenbart die DE 10 2016 221 076 A1 ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit ei nem Schneckengetriebe, welches eine Schneckenwelle umfasst, die mit einem Schneckenrad zusammenwirkt. Um den Eingriff zwischen der Schneckenwelle und dem Schneckenrad zu optimieren, ist vorgesehen, dass ein Drehlager gegenüber dem Gehäuse des Lenksystems kippbar ist. Dabei sind zwischen dem Drehlager und dem Gehäuse gummielastische Elemente vorgesehen, welche eine radiale und axiale Ab stützung des Kipplagers im Gehäuse bewirken. Ferner ist ein Federelement zur Er zeugung einer axialen Vorspannkraft vorgesehen.

Nachteilig an den bekannten Lösungen ist jedoch, dass die Tragkraft des Schwenkla gers bezogen auf den vorhandenen Bauraum begrenzt ist, so dass hohe Lasten durch einen Missbrauch zu einer Schädigung des Schwenklagers führen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Lenksystem mit einem Schwenklager vorzuschla gen, welches im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Lenksystemen eine höhere Belastbarkeit bei unverändertem Lagerbauraum aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit ei nem Schneckengetriebe mit einem Schneckenrad und einer Schneckenwelle gelöst, wobei die Schneckenwelle an mindestens einer Lagerstelle mittels eines Schwenkla gers in einem Gehäuse des Schneckengetriebes drehbar gelagert ist. Das Schwenkla ger weist einen Außenring und einen geteilten Innenring mit einem ersten Ringele ment und einem zweiten Ringelement aufweist. Ein derartiger Aufbau ermöglicht es, dass das Schwenklager im Vergleich zu einem Schwenklager mit einem einreihigen Standardkugellager eine erhöhte Tragkraft oder Tragzahl aufweist. Unter einem Stan dardrillenkugellager ist in diesem Zusammenhang ein Kugellager zu verstehen, wel ches einen einteiligen Innenring und einen einteiligen Außenring aufweist, wobei an den Lagerringen Kugellaufbahnen für die Kugeln ausgebildet sind und wobei zwischen dem Innenring und dem Außenring eine Vielzahl von Kugeln angeordnet sind, welche in den Kugellaufbahnen an den Lagerringen geführt werden. Da bei einteiligen Lager ringen die Montage des Rillenkugellagers durch ein Einlegen des Innenrings in den Außenring, ein Einfüllen der Kugel und eine anschließende elastische Verformung der Außenrings erfolgt, ist die Anzahl der Kugeln und die Schulterhöhe der Kugellaufbah nen an den Lagerringen und damit verbunden die Tragfähigkeit des Standardrillenku gellagers begrenzt. Anhand dieses Verfahrens werden je nach maximal möglicher elastischer Ringverformbarkeit Kugelfüllgrade bis ca. 60% des zur Verfügung stehen den Laufbahnspaltes in Umfangsrichtung erreicht. Durch das erfindungsgemäße Schwenklager kann dieser Füllgrad auf bis zu 100% gesteigert werden, wodurch die Tragzahlen gegenüber einem solchen Standardrillenkugellager in einem Schwenkla ger entsprechend erhöht werden, sodass die Tragfähigkeit des Schwenklagers bei gleichem Bauraum gesteigert werden kann. Durch einen geteilten Innenring wird das Einfüllen von Wälzkörpern, insbesondere von Kugeln, in das Schwenklager verein facht. Dadurch können die Wälzkörper eingefüllt werden, bevor der geteilte Innenring geschlossen wird, wodurch mehr Wälzkörper oder größere Wälzkörper als bei einem gleich großen Wälzlager mit einteiligen Lagerringen eingefüllt werden können.

Alternativ ist auch ein Schwenklager denkbar, bei welcher das Schwenklager einen Innenring und einen geteilten Außenring aufweist. Alternativ zu einem geteilten Innen ring ist es möglich, bei dem Wälzlager einen geteilten Außenring zu verwenden. Durch einen teilbaren Außenring ist es ebenfalls möglich, die Wälzkörper in das Schwenkla ger einzufüllen, bevor der Lagerring geschlossen wird. Dadurch können ebenfalls mehr oder größere Wälzkörper verwendet und die Traglast des Schwenklagers erhöht werden.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterentwicklungen des im unabhängigen Anspruch angege benen Wälzlagers möglich.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die in axialer Richtung äußeren Schultern an dem geteilten Innenring eine erhöhte Schulterhöhe mit einem Schulterhöhenfaktor größer 0,2 aufweisen. Durch eine erhöhte Schulter kann das Schwenklager in axialer Richtung größere Kräfte aufnehmen, wodurch die Traglast des Schwenklagers weiter gesteigert werden kann. Dabei ermöglicht der geteilte Lagerring entsprechend höhere Schultern, da die Kugeln eingefüllt werden, bevor der Lagerring geschlossen wird und das Schließen nicht über eine elastische Verformung des Außenrings erfolgt. ln einer bevorzugten Ausführungsform des Lenksystems ist vorgesehen, dass das Schwenklager ein Kugellager umfasst, welches im Vergleich zu einem einreihigen Standardrillenkugellager gleichen Durchmessers eine größere Anzahl von Kugeln aufweist. Durch einen geteilten Lagerring als Innenring oder Außenring kann das Ein füllen der Kugeln in die Laufbahn des Schwenklagers erleichtert werden. Ferner ist es möglich, mehr Kugeln in das Schwenklager einzufüllen, da die Anzahl der Kugeln nicht durch die Elastizität eines Lagerrings begrenzt ist. Durch die zusätzlichen Kugeln kann die Tragkraft der Schwenklagers erhöht werden, wodurch die Gefahr einer Be schädigung bei einer erhöhten Last auf das Lenksystem reduziert wird.

Alternativ ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Schwenklager ein Kugellager umfasst, welches gegenüber einem einreihigen Standardkugellager gleichen Durchmessers größere Kugeln aufweist. Durch größere Kugeln kann die Tragkraft des Schwenkla gers ebenfalls erhöht werden. Die Verwendung von größeren Kugeln setzt jedoch vo raus, dass zumindest einer der Lagerringe als geteilter Lagerring ausgeführt ist, um die Kugeln in die Laufbahn zwischen den Lagerringen einzufüllen.

In einer vorteilhaften Verbesserung des Lenksystems ist vorgesehen, dass das Lenk system eine elektrische Lenkunterstützung aufweist, welche die Lenkkräfte oder Lenkmomente des Fahrers verstärkt. Durch eine elektrische Lenkunterstützung kön nen die Lenkkräfte des Fahrers vergrößert werden. Alternativ ist eine hydraulische Servounterstützung der Lenkkräfte möglich. Eine elektrische Lenkunterstützung bietet jedoch den Vorteil, dass keine zusätzliche Betriebsflüssigkeit benötigt wird und die Lenkunterstützung insgesamt leichter ausgeführt werden kann.

Erfindungsgemäß wird ein Schwenklager für ein Lenksystem mit einem Innenring und einem Außenring vorgeschlagen, wobei zwischen dem Innenring und dem Außenring eine Mehrzahl von Wälzkörpern angeordnet sind, wobei einer der Lagerringe als ein teiliger Lagerring und der jeweils andere Lagerring als geteilter Lagerring ausgeführt ist, und wobei der geteilte Lagerring ein erstes Ringelement und ein zweites Ringele ment aufweist. Durch ein Schwenklager mit einem einteiligen ersten Lagerring und ei nem geteilten zweiten Lagerring kann bei Schwenklagern, insbesondere bei Schwenk- lagern zur Lagerung einer Schneckenwelle in einem Lenksystem, die Lenkkraft, das Lenkmoment und die Tragkraft verbessert werden oder die Dauerhaltbarkeit erhöht und die Gefahr von Beschädigungen reduziert werden.

In einer vorteilhaften Verbesserung des Schwenklagers ist vorgesehen, dass die Schultern an dem geteilten Lagerring gegenüber einem einteiligen Lagerring eine er höhte Schulterhöhe mit einem Schulterhöhenfaktor größer 0,2 aufweisen. Durch eine höhere Schulterhöhe kann die Tragkraft des Schwenklagers in axialer Richtung ver bessert werden, sodass höhere Axiallasten übertragen werden können.

Bevorzugterweise ist eine Laufbahngeometrie als ein Vierpunktlager mit einem Druckwinkel größer 10° ausgebildet ist.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinier bar.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel und den dazugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lenksystems mit einem erfindungsgemäßen Schwenklager;

Fig. 2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen

Schwenklagers für ein Lenksystem. ln Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lenksystems 1 mit ei nem erfindungsgemäßen Schwenklager 6 dargestellt. Das Lenksystem weist ein Schneckengetriebe 2 auf, mit welchem ein Lenkmoment von einer Schneckenwelle 4 auf ein Schneckenrad 3 übertragen wird. Dazu ist an dem Schneckenrad 3 eine Ver zahnung 7 ausgebildet, welche mit einem Verzahnungsabschnitt 8 der Schneckenwel le 4 in Eingriff steht. Die Schneckenwelle 4 ist an mindestens einer Lagerstelle 5, vor zugsweise an mindestens zwei Lagerstellen 5 in einem Gehäuse des Schneckenge triebes 2 drehbar gelagert. Das Lenksystem 1 ist vorzugsweise als elektrisch unter stütztes Lenksystem 1 ausgeführt. Dazu umfasst das Lenksystem 1 eine elektrische Lenkunterstützung 9, mit welcher die Lenkkräfte des Fahrers unterstützt werden, um den Lenkwinkel zu verändern. Die Schneckenwelle 5 ist auf der Antriebsseite mittels eines erfindungsgemäßen Schwenklagers 6 gelagert. Auf der der Antriebsseite abge wandten Seite ist die Schneckenwelle 5 mittels eines zweiten Wälzlagers 24, welches als Loslager 25 ausgeführt ist, gelagert. Dabei wird das Loslager 25 mittels eines Vor spannelements radial auf die Schneckenwelle 5 gedrückt, sodass das Spiel der Ver zahnung zwischen dem Verzahnungsabschnitt 8 an der Schneckenwelle 5 und der Verzahnung 7 am Schneckenrad 3 auf Null reduziert wird.

In Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßes Schwenklager 6 als Sonderlager 10 für ein sol ches Lenksystem 1 dargestellt. Das Schwenklager 6 weist einen geteilten Innenring 21 auf, welcher ein erstes Ringelement 22 und ein zweites Ringelement 23 umfasst. Das Schwenklager 6 weist ferner einen Außenring 12 auf, welcher als einteiliger Au ßenring 12 ausgeführt ist. Zwischen dem geteilten Innenring 21 und dem Außenring 12 sind eine Vielzahl von Wälzkörpern 17 angeordnet, welche in diesem Ausfüh rungsbeispiel als Kugeln 18 ausgeführt sind. Es sind jedoch auch andere bekannte Formen von Wälzkörpern, insbesondere Kegelrollen, möglich. An dem Außenring 12 ist eine Laufbahn für die Wälzkörper 17 ausgebildet, um ein möglichst reibungsarmes Abrollen der Wälzkörper am Außenring 12 zu ermöglichen. An dem ersten Ringele ment 22 ist eine erste Laufbahn 15 für die Wälzkörper und an dem zweiten Ringele ment 23 eine zweite Laufbahn 16 ausgebildet, welche die Wälzkörper 17 zusammen mit der Laufbahn am Außenring 12 führen. Der Außenring 12 des Schwenklagers 6 ist verkippbar in einem Schwenkring des Schwenklagers 6 aufgenommen, welcher eine Schwenk- oder Kippbewegung und somit einen axialen Ausgleich im Schwenklager 6 ermöglicht. Dazu weisen der Außenring 12 an seiner radial äußeren Fläche eine kon vexe Form und der Schwenkring an seiner radial inneren Fläche eine konkave Form auf, sodass eine Ausgleichsbewegung zwischen dem Außenring 12 und dem

Schwenkring möglich ist. Ferner weist das Schwenklager 6 einen Käfig 13 auf, wel- eher die Wälzkörper 17 zueinander positioniert. Zudem umfasst das Schwenklager 6 Dichtelemente 14, welche ein Eindringen von Schmutz in den Bereich der Laufbahnen 15, 16 der Wälzkörper 17 verhindern und ein Austreten von Schmierstoff aus diesem Bereich verhindern sollen. Durch den geteilten Innenring 21 können die Schultern an den beiden Ringelementen 22, 23 gegenüber einem einteiligen Innenring 11 höher ausgeführt werden, wodurch die Traglast des Schwenklagers zunimmt. Zudem ist es möglich, bei gleichem Durchmesser wie einem Standardrillenkugellager mehr Kugeln und/oder größere Kugeln zu nutzen, da der Innenring 21 zum Einfüllen der Kugeln 18 geteilt werden kann und das Einfüllen der Kugeln 18 auf diese Art erleichtert wird. Zu dem können durch die höheren Schultern an den beiden Ringelementen 22, 23 des geteilten Innenrings 21 größere Axiallasten übertragen werden. Der Montageprozess bei Wälzlagern mit geteiltem Innenring unterscheidet sich wie folgt zu einem Monta geprozess eines einreihigen Wälzlagers mit einteiligen Lagerringen 11 , 12. Der Au ßenring 12 und das erste Ringelement 22 des geteilten Innenrings 21 werden mit dem Wälzkörpern 17 befüllt, der Käfig 13 montiert und dann erst das zweite Ringelement 23 des geteilten Innenrings 21 aufgesetzt.

Bezuqszeichenliste

Lenksystem

Schneckengetriebe

Schneckenrad

Schneckenwelle

Lagerstelle

Schwenklager

Verzahnung

Verzahnungsabschnitt

Elektrische Lenkunterstützung

Sonderlager

Innenring

Außenring

Käfig

Dichtelement

Erste Laufbahn

Zweite Laufbahn

Wälzkörper

Kugel

Geteilter Innenring

Erstes Ringelement

Zweites Ringelement

Wälzlager

Loslager