DE102004042551A1

DE102004042551A1 - Steering systems for motor vehicles

Info

Publication number: DE102004042551A1
Application number: DE200410042551
Authority: DE
Inventors: Jouffroy Michel
Original assignee: Koyo Steerring Europe SAS
Current assignee: JTEKT Europe SAS
Priority date: 2003-09-05
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2024-09-03
Also published as: FR2859516A1; FR2859516B1; DE102004042551B4

Abstract

Eine Drückereinheit (1), die dazu vorgesehen ist, die Zahnstange (3) in Kontakt mit dem Lenkritzel zu halten, umfasst: einen Drücker (4) mit einem Endteil (7), das mit der Zahnstange (3) in Kontakt ist, und eine Feder (5), die eine Axialkraft (F) auf den Drücker (4) überträgt. Die Feder (5) ist einerseits am Drücker (4) und andererseits an einer Einstellschraube (6) vormontiert. So ist die Drückereinheit (1) vormontiert aufgebaut, deren Einbau in ein rohrförmiges Teil (2) des Lenkungsgehäuses erleichtert ist.A pusher unit (1), which is provided to hold the rack (3) in contact with the steering pinion, comprises: a pusher (4) having an end portion (7) in contact with the rack (3), and a spring (5) which transmits an axial force (F) to the pusher (4). The spring (5) is preassembled on the one hand on the pusher (4) and on the other hand on an adjusting screw (6). Thus, the pusher unit (1) is pre-assembled, whose installation in a tubular part (2) of the steering housing is facilitated.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Lenkungssysteme für Kraftfahrzeuge. Im Spezielleren bezieht sie sich auf Zahnstangenlenksysteme, und noch genauer auf eine Vorrichtung für diese Art von Lenkungen, die als „Andruckteil" bezeichnet wird, dessen Aufgabe es ist, die Zahnstange mit dem Lenkritzel in eingreifendem Kontakt zu halten.The The present invention relates generally to steering systems for motor vehicles. More specifically, it relates to rack and pinion steering systems, and even more specific to a device for this type of steering, which is referred to as a "pressure part", whose task is to the rack with the steering pinion in engaging To keep in contact.

Bei einem mechanischen Zahnstangenlenksystem für Kraftfahrzeuge teilt sich die Drehung, mit der das Lenkrad die Lenksäule beaufschlagt, dem Lenkritzel mit, welches in die Zahnstange eingreift, um die Drehung der Lenksäule in eine seitliche Translationsbewegung umzusetzen. Die Ritzel/Zahnstangenvorrichtung ist in einer aus einem Metallmaterial oder einem Kunststoff- oder Verbundmaterial hergestellten Gehäuseeinheit montiert.at a mechanical rack-and-pinion steering system for motor vehicles splits the rotation with which the steering wheel acts on the steering column, the steering pinion with which engages the rack to the rotation of the steering column in a implement lateral translational movement. The pinion / rack device is in one of a metal material or a plastic or composite material manufactured housing unit assembled.

Die Kräfte, die auf diese Elemente während der Benutzung des Fahrzeugs wirken, führen zusammen mit Fertigungsungenauigkeiten zu elastischen Verformungen insbesondere der Zahnstange, die zu funktionalen Sachmängelbedingungen führen.The forces the on these elements during the use of the vehicle act, lead together with manufacturing inaccuracies to elastic deformations in particular the rack, the too functional material defect conditions to lead.

Um eine gleichmäßige, genaue und leise Übersetzung des Lenkungsmechanismus sicherzustellen, um ein zufriedenstellendes Funktionieren zu erhalten, wird für gewöhnlich eine Andruckvorrichtung vorgesehen, die als „Andruckteil" oder einfach „Drücker" bezeichnet wird, das bzw. der es ermöglicht, den Kontakt der Zahnstange mit dem Lenkritzel zu verstärken und zu steuern, wobei das Spiel und Eingriffsfehler ausgeglichen werden. Der Drücker stellt auch die Führung der Zahnstange sicher: im Normalbetrieb gleitet die Zahnstange in der einen oder anderen Richtung in einem Teil mit konkavem Profil, das zu diesem Zweck an einem Ende des Drückers ausgebildet ist.Around a steady, accurate and quiet translation of the steering mechanism to ensure a satisfactory Functioning usually becomes a pressure device provided, referred to as a "presser" or simply "pusher", which makes it possible to strengthen the contact of the rack with the steering pinion and to control, whereby the game and engagement errors are compensated. The pusher also represents the leadership the rack safely: in normal operation, the rack slides in one way or the other in a part with a concave profile, which is formed for this purpose at one end of the pusher.

Beispiele für bekannte Andruckteile sind in den europäischen Patentanmeldungen Nr. 0 758 605 und Nr. 0 860 345 oder in der französischen Patentanmeldung Nr. 2 663 284 genannt.Examples for known ones Pressure parts are in European Patent Applications Nos. 0 758 605 and 0 860 345 or in French Patent Application No. 2,663,284.

Um die Funktion des Andrückens der Zahnstange auf das Ritzel mit einer gesteuerten Kraft sicherzustellen, besteht das Andruckteil für gewöhnlich aus den folgenden Elementen:

– einem eigentlichen Drücker mit einem Ende, dessen Form für den Kontakt mit der Zahnstange ausgelegt ist, und der in einem rohrförmigen Teil des Lenkungsgehäuses entlang einer zur Längsachse der Zahnstange im Wesentlichen senkrechten Richtung gleitend geführt ist;
– gegebenenfalls einer metallischen Druckscheibe, die von der entgegengesetzten Seite der Zahnstange her an den Drücker gepresst ist;
– Federeinrichtungen in Form einer Spiralfeder und/oder maßgenauer Federscheiben, die direkt oder mittels der Druckscheibe eine Axialkraft auf den Drücker übertragen;
– ein Stellorgan, insbesondere eine Einstellschraube, die durch ihr Gewinde in das rohrförmige Teil des vorgenannten Gehäuses eingeführt ist, wobei dieses Organ eine Kompression der Federeinrichtungen sicherstellt und gleichzeitig eine Einstellung der Kompression zulässt.

In order to ensure the function of pressing the rack onto the pinion with a controlled force, the pressing member usually consists of the following elements:

- An actual pusher with an end whose shape is designed for contact with the rack, and which is slidably guided in a tubular part of the steering housing along a longitudinal axis of the rack substantially perpendicular direction;
- Where appropriate, a metallic thrust washer, which is pressed from the opposite side of the rack forth to the pusher;
- Spring devices in the form of a coil spring and / or dimensionally accurate spring washers, which transmit an axial force on the pusher directly or by means of the pressure plate;
- An actuator, in particular an adjusting screw, which is inserted by its thread in the tubular part of the aforementioned housing, said organ ensures a compression of the spring means while allowing adjustment of the compression.

Wie leicht zu verstehen ist, müssen alle Bauteile separat gefertigt und nacheinander im rohrförmigen Teil des Gehäuses eingebaut werden, das zu deren Aufnahme und Führung vorgesehen ist, wobei gegenwärtig noch keine Vormontage möglich ist. Daraus folgt, dass die Herstellungs- und insbesondere die Montagevorgänge aufgrund dessen lang und kostspielig bleiben, dass sie es notwendig machen, dass beim Lenkungshersteller eine Abfolge von Arbeiten manuell durchgeführt werden muss.As easy to understand all components manufactured separately and successively in the tubular part of the housing can be installed, which is provided for receiving and guiding, wherein currently no pre-assembly possible is. It follows that the manufacturing and in particular the assembly operations due of which remain long and costly that they make it necessary that at the steering manufacturer a sequence of work is carried out manually got to.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diesen Nachteilen abzuhelfen, indem ein Konzept für einen Drücker bereitgestellt wird, das dessen Vormontage ermöglicht und somit dessen Einbau in das Gehäuse auf eine Weise erleichtert, die eine Montagekostensenkung zulässt.The The present invention aims to remedy these disadvantages by having a concept for a pusher is provided, which allows its pre-assembly and thus its installation in the case facilitated in a way that allows a mounting cost reduction.

Zu diesem Zweck hat die Erfindung eine Drückereinheit für ein Zahnstangenlenkgetriebe eines Kraftfahrzeugs zum Gegenstand, wobei sich die Einheit aus einem eigentlichen Drücker mit einem Endteil mit eines für den Kontakt mit der Zahnstange ausgelegten Form zusammensetzt, welcher in einem rohrförmigen Teil des Lenkungsgehäuses gleitend angebracht ist, Federeinrichtungen, die eine Axialkraft auf den Drücker übertragen, und einem Stellorgan, insbesondere einer Einstellschraube, die über ihr Gewinde mit dem rohrförmigen Teil des Gehäuses verbunden ist, wobei dieses Stellorgan eine gesteuerte Kompression der Federeinrichtungen sicherstellt, wobei die Drückereinheit im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass die Federeinrichtungen einerseits am eigentlichen Drücker und andererseits am Stellorgan wie etwa einer Einstellschraube auf eine Weise vormontiert sind, dass sie eine vormontierte Drückereinheit bilden.For this purpose, the invention relates to a pusher unit for a rack and pinion steering gear of a motor vehicle, wherein the unit consists of an actual pusher with an end portion with a form adapted for contact with the rack, which is slidably mounted in a tubular part of the steering housing, Spring devices which transmit an axial force on the pusher, and an actuator, in particular an adjusting screw, which via its thread with the tubular Part of the housing is connected, said actuator ensures a controlled compression of the spring means, the pusher unit is characterized essentially in that the spring means are on the one hand on the actual pusher and on the other hand on the actuator such as a set screw pre-assembled in such a way that they are a pre-assembled Form pusher unit.

Insofern als die Federeinrichtungen aus einer zwischen dem eigentlichen Drücker und dem Stellorgan wie etwa einer Einstellschraube angeordneten Spiralfeder bestehen, sieht die Erfindung vorteilhafter Weise vor, dass ein Ende der Spiralfeder am eigentlichen Drücker durch Anbringung mit Aufspannen um einen zentralen Vorsprung des Drückers vormontiert wird.insofar as the spring means from a between the actual pusher and the adjusting member such as an adjusting screw arranged coil spring exist, the invention advantageously provides that a End of the spiral spring on the actual pusher by attachment with clamping is pre-assembled to a central projection of the pusher.

Vorteilhafter Weise wird das andere Ende der Spiralfeder am Stellorgan wie etwa einer Einstellschraube durch Anbringen mit Aufspannen auf eine Spannscheibe vormontiert, die wiederum durch Einrasten mit dem Stellorgan verbunden ist. Hier handelt es sich insbesondere um eine Spannscheibe aus Kunststoff, die auf einem kegelstumpfförmigen Teil mit Rastansätzen des Stellorgans wie einer Einstellschraube eingreift.Favorable Way, the other end of the coil spring on the actuator such as an adjusting screw by attaching with clamping on a clamping disc preassembled, which in turn is connected by snapping with the actuator is. This is in particular a clamping disk Plastic on a frustoconical part with locking lugs of the Actuator engages like an adjusting screw.

Auf diese Weise liefert die Erfindung eine Drückereinheit, die gegebenenfalls außerhalb der Betriebsstätte des Lenkungsherstellers und insbesondere beim Lieferanten des Drückers und/oder der Einstellschraube vormontiert werden kann, und die dann mit der Möglichkeit einer automatisierten Montage als Einzelbauteil in den rohrförmigen Teil des Gehäuses eingebaut werden kann, was für eine Senkung der Montagekosten sorgt.On In this way, the invention provides a pusher unit, optionally outside the permanent establishment the steering manufacturer and in particular the supplier of the pusher and / or the adjusting screw can be pre-assembled, and then with the possibility an automated assembly as a single component in the tubular part of the housing can be installed, what for a reduction in assembly costs.

Die am Stellorgan, insbesondere an der Einstellschraube eingerastete Spannscheibe ermöglicht jedoch zum Zeitpunkt des Einbaus in das Gehäuse ein etwaiges Trennen des Drückers und dieser Einstellschraube.The engaged on the actuator, in particular on the adjusting screw Clamping disc allows However, at the time of installation in the housing a possible separation of the pusher and this adjustment screw.

Da die Spannscheibe aus Kunststoff hergestellt ist, stellt sie auch eine leichte Verbindung durch Einrasten mit der Einstellschraube aus einem starreren Material, insbesondere einer Schraube aus Metall oder Metalllegierung sicher.There The clamping disc is made of plastic, it also represents a slight connection by snapping with the adjusting screw from a more rigid material, in particular a metal screw or metal alloy for sure.

Jedenfalls wird die Erfindung mittels der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die Schemazeichnung verständlicher, die beispielhaft eine Ausführungsform dieser Drückereinheit für Zahnstangenlenkgetriebe von Kraftfahrzeugen darstellt:In any case the invention will be described with reference to the following description on the schematic drawing more understandable the example of an embodiment this pusher unit for rack and pinion steering gear represents of motor vehicles:

Die einzige Figur der Zeichnung ist eine Schnittansicht, die durch die Mittelachse der Drückereinheit verläuft, die allgemein mit der Bezugszahl 1 bezeichnet ist.The sole figure of the drawing is a sectional view passing through the central axis of the pusher unit, indicated generally by the reference numeral 1 is designated.

Die in dieser Figur dargestellte Drückereinheit 1 ist (in montierter Position) in einem rohrförmigen Teil 2 des Lenkungsgehäuses untergebracht, und ihre Aufgabe besteht darin, eine gesteuerte Kraft auf die Rückseite der Zahnstange 3 auszuüben, die entlang ihrer eigenen Längsachse B gleitbeweglich ist. Die Drückereinheit ist entlang einer Achse A angebracht, die im Wesentlichen senkrecht zur Achse B der Zahnstange 3 ist, wobei die Achse A auch diejenige des rohrförmigen Teils des Lenkungsgehäuses ist.The pusher unit shown in this figure 1 is (in mounted position) in a tubular part 2 housed the steering housing, and their task is a controlled force on the back of the rack 3 exercise, which is slidable along its own longitudinal axis B. The pusher unit is mounted along an axis A which is substantially perpendicular to the axis B of the rack 3 is, wherein the axis A is also that of the tubular part of the steering housing.

Diese Drückereinheit 1 setzt sich hauptsächlich aus dem eigentlichen Drücker 4, einer Spiralfeder 5 und einer Einstellschraube 6 zusammen.This pusher unit 1 mainly consists of the actual pusher 4 , a spiral spring 5 and an adjusting screw 6 together.

Der Drücker 4 mit einer allgemein zylindrischen Form ist dazu vorgesehen, dass er entlang der Achse A des rohrförmigen Teils 2 des Lenkungsgehäuses gleitet. Ein Endteil des Drückers 4 ist der Rückseite der Zahnstange 3 angepasst, d.h. das Endteil weist eine der Zahnstange 3 zugewandte Konkavität auf. In dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel nimmt dieses Endteil eine eingesetzte Gleitbacke 7 auf, mittels derer sie sich an die Rückseite der Zahnstange 3 anlegt.The pusher 4 with a generally cylindrical shape is provided to be along the axis A of the tubular part 2 of the steering housing slides. An end part of the pusher 4 is the back of the rack 3 adapted, ie the end part has one of the rack 3 facing concavity. In the example shown in the drawing, this end part takes an inserted sliding jaw 7 by means of which they attach themselves to the back of the rack 3 invests.

Seinem konkaven Endteil entgegengesetzt umfasst der Drücker 4 einen zentralen Vorsprung 8, der nach der Achse A ausgerichtet ist. Die Spiralfeder 9 besitzt ein erstes Ende 9, welches durch Aufspannen um den zentralen Vorsprung 8 des Drückers 4 herum angebracht ist.Opposite its concave end portion is the pusher 4 a central lead 8th , which is aligned with axis A. The spiral spring 9 has a first end 9 which by clamping around the central projection 8th of the pusher 4 is attached around.

Die Einstellschraube 6 besitzt an ihrer dem Drücker 4 zugewandten Endseite ein innen kegelstumpfförmiges Teil, das mit nach außen gerichteten Rastansätzen 11 versehen ist. Eine Spannscheibe 12 aus Kunststoff ist am kegelstumpfförmigen Teil 10 in Eingriff und wird durch Einrasten an den Ansätzen 11 gehalten.The adjusting screw 6 owns at her the pusher 4 facing an inside frusto-conical part, with outwardly directed locking lugs 11 is provided. A clamping disc 12 Plastic is on the frustoconical part 10 engaged and is by snapping on the lugs 11 held.

Das zweite Ende 13 der Spiralfeder 5 ist durch Aufspannen an der Spannscheibe 12 angebracht.The second end 13 the spiral spring 5 is by clamping on the clamping disc 12 appropriate.

Die Einstellschraube 6 besitzt auch noch eine Zentralöffnung 14, die durch einen abnehmbaren Verschluss 15 verschlossen ist, dessen Abnehmen die Messung des Abstands zwischen der Einstellschraube 6 und dem Drücker 4 ermöglicht.The adjusting screw 6 also has a central opening 14 , which by a removable lock 15 is closed, the removal of which is the measurement of the distance between the adjusting screw 6 and the pusher 4 allows.

Schließlich umfasst die Einstellschraube 6 an ihrem Umfang noch eine ringförmige Schulter, die einen O-Ring 16 aufnimmt, der auch konfektioniert sein kann.Finally, the adjusting screw includes 6 at its circumference still an annular shoulder, which has an O-ring 16 which can also be made up.

Die vorstehend beschriebenen Bestandteile stellen, wenn sie erst einmal zusammengebaut sind, eine vormontierte Drückereinheit dar, die leicht so im rohrförmigen Teil 2 des Lenkungsgehäuses eingebaut werden kann, dass die Gleitbacke 7 des Drückers 4 in Anlage an der Rückseite der Zahnstange 3 gebracht werden kann. Die eingestellte axiale Position der Schraube 6 stellt eine mehr oder weniger starke Kompression der Feder 5 sicher, die somit eine gesteuerte Axialkraft F auf den Drücker 4 überträgt. Der O-Ring 16 gewährleistet die Dichtigkeit zwischen der Einstellschraube 6 und dem rohrförmigen Teil des Lenkungsgehäuses.The components described above, once assembled, constitute a preassembled pusher unit which is easily so in the tubular part 2 the steering housing can be installed, that the sliding block 7 of the pusher 4 in contact with the back of the rack 3 can be brought. The set axial position of the screw 6 represents a more or less strong compression of the spring 5 sure, the thus a controlled axial force F on the pusher 4 transfers. The O-ring 16 ensures the tightness between the adjusting screw 6 and the tubular part of the steering housing.

Die an der Einstellschraube 6 eingerastete Spannscheibe 12 ermöglicht bei der Montage ein vorübergehendes Trennen des Drückers 4 und dieser Einstellschraube 6.The at the adjusting screw 6 locked clamping disc 12 allows for temporary disconnection of the pusher during assembly 4 and this adjustment screw 6 ,

Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die einzige Ausführungsform dieser Drückereinheit für Zahnstangenlenkgetriebe, die vorstehend beispielhaft beschrieben wurde; vielmehr umfasst sie alle Ausführungs- und Anwendungsvarianten, die demselben Prinzip gehorchen. Somit würde man insbesondere dann den Rahmen der Erfindung nicht verlassen, wenn:

– die Formen der Bestandteile der Drückereinheit, insbesondere des Drückers und der Einstellschraube im Einzelnen abgeändert würden, wobei aber gleichzeitig das Prinzip einer Vormontage dieser Bestandteile beibehalten würde;
– der Drücker und die Einstellschraube aus allen möglichen geeigneten Materialien hergestellt wäre;
– auf alle gleichwertigen Einrichtungen zurückgegriffen würde, insbesondere die Einstellschraube durch irgendein anderes Einstellorgan ersetzt würde;
– die Erfindung für Zahnstangenlenkgetriebe jeglichen Typs bestimmt wäre, insbesondere für manuelle oder Servolenkungen.

Of course, the invention is not limited to the single embodiment of this rack and pinion steering unit pusher unit described above by way of example; Rather, it includes all embodiments and application variants that obey the same principle. Thus, one would not leave the scope of the invention, in particular, if:

- The forms of the components of the pusher unit, in particular the pusher and the adjusting screw would be modified in detail, but at the same time the principle of pre-assembly of these components would be maintained;
- The pusher and the adjusting screw would be made of any suitable materials;
- would resort to all equivalent facilities, in particular the adjusting screw would be replaced by any other adjustment;
- The invention for rack and pinion steering gear of any type would be determined, especially for manual or power steering.

BEZUGSZEICHENLISTE

LIST OF REFERENCE NUMBERS

Claims

Pusher unit for a rack and pinion steering gear of a motor vehicle, wherein the unit consists of a actual pusher ( 4 ) with an end part ( 7 ) with a form designed for contact with the toothed rack, which in a tubular part ( 2 ) of the steering housing is slidably mounted, spring devices ( 5 ), an axial force (F) on the pusher ( 4 ), and an actuator, in particular an adjusting screw ( 6 ), which over their thread with the tubular part ( 2 ) is connected to the housing, said actuator a controlled compression of the spring means ( 5 ), characterized in that the spring devices ( 5 ) on the one hand the actual pusher ( 4 ) and on the other hand on the actuator such as the adjusting screw ( 6 ) are preassembled in such a way that they are a preassembled pusher unit ( 1 ) form.

Pusher unit according to claim 1, characterized in that the spring means from a between the actual pusher ( 4 ) and the actuator such as the adjusting screw ( 6 ) arranged spiral spring ( 5 ) and that one end ( 9 ) of the spiral spring ( 5 ) on the actual pusher ( 4 ) by mounting by clamping around a central projection ( 8th ) of the pusher ( 4 ) is preassembled around.

Pusher unit according to claim 2, characterized in that the other end ( 13 ) of the spiral spring ( 5 ) on the actuator such as the adjusting screw ( 6 ) by attaching by clamping on a clamping disc ( 12 ) is pre-assembled, which in turn by latching with the actuator ( 6 ) connected is.

Printer unit according to claim 3, characterized in that the clamping disk ( 12 ) is a disc made of plastic, on a with latching lugs ( 11 provided with a frusto-conical part ( 10 ) of the actuator as the adjusting screw ( 6 ) intervenes.