DE102007000950B4 - Rack and method of manufacture - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Zahnstange (5) für eine Zahnstangenlenkung für Kraftfahrzeuge mit folgenden Schritten:
- ein Rohling für das Verzahnungselement (7) der Zahnstange (5) hat eine rotationssymmetrische oder eine vorgeprägte, und dadurch von einem Kreiszylinder abweichende Form;
- die Größe und Form des Querschnitts des vorgeprägten Rohlings des Verzahnungselementes (7) werden derart gewählt, dass die Kontur der fertigen Zahnstange (5) im Verzahnungsbereich nicht über einen durch die Abmessungen benachbarter Teile der Zahnstangenlenkung vorgegebenen Hüllkreis hinausragt.;
- ein Rohling für das Lagerelement (8) der Zahnstange (5) hat eine rotationssymmetrische Form;
- an den Rohlingen des Verzahnungselementes (7) und des Lagerelementes (8) wird jeweils an der Fügefläche eine Verbindungsgeometrie hergestellt.
- die Rohlinge des Verzahnungselementes (7) und des Lagerelementes (8) werden zusammengeführt;
- die Zahnstange (5) wird durch Taumelschmieden aus den Rohlingen umgeformt;
- während des Taumelschmiedens werden die beiden Rohlinge fest miteinander verbunden;
- nach dem Abschluss des Taumelschmiedens weist die Zahnstange (5) in ihrem Verzahnungsbereich außerhalb der Verzahnung ein konvexes oder konkaves Längsprofil auf, das während des Taumelschmiedens zum Anstützen der Taumelmomente dient.

Figure DE102007000950B4_0000
Method for producing a rack (5) for a rack-and-pinion steering system for motor vehicles, comprising the following steps:
- A blank for the toothed element (7) of the rack (5) has a rotationally symmetric or a pre-stamped, and thereby deviating from a circular cylinder shape;
- The size and shape of the cross section of the pre-embossed blank of the toothed element (7) are chosen such that the contour of the finished rack (5) in the toothed area does not protrude over a predetermined by the dimensions of adjacent parts of the rack and pinion steering enveloping;
- A blank for the bearing element (8) of the rack (5) has a rotationally symmetrical shape;
- At the blanks of the toothed element (7) and the bearing element (8), a connecting geometry is produced in each case at the joining surface.
- The blanks of the toothed element (7) and the bearing element (8) are brought together;
- The rack (5) is transformed by swash forging from the blanks;
- During the tumble forging, the two blanks are firmly connected;
- After the completion of the swash forging, the rack (5) in its toothed region outside the toothing on a convex or concave longitudinal profile, which serves to support the tumbling moments during the Taumelschmiedens.
Figure DE102007000950B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Zahnstange für Zahnstangenlenkungen für Kraftfahrzeuge und eine Zahnstange, die nach einem solchen Verfahren hergestellt ist.The invention relates to a method for producing a rack for rack and pinion steering for motor vehicles and a rack, which is produced by such a method.

Aus der DE 197 26 697 A1 ist ein solches Verfahren bekannt. Dabei wird zunächst für den Rohling eine vom Kreiszylinder abweichende Querschnittsform ausgewählt, damit die Kontur der fertigen Zahnstange im Verzahnungsbereich nicht über einen bestimmten Hüllkreis hinausragt. Anschließend wird die Zahnstange durch ein Taumelschmiedeverfahren umgeformt, so dass ein Verzahnungsbereich sowie ein Lagerbereich für die Zahnstange entstehen. Zwar wäre im Verzahnungsbereich eine geringere Kernfestigkeit für eine hohe Umformleistung und im Lagerbereich eine höhere Kernfestigkeit für eine bessere Härtbarkeit günstig, dennoch muss hier bei der Auswahl des Werkstoffes ein Kompromiss gefunden werden.From the DE 197 26 697 A1 Such a method is known. In this case, a cross-sectional shape deviating from the circular cylinder is first selected for the blank, so that the contour of the finished rack in the toothed region does not protrude beyond a certain enveloping circle. Subsequently, the rack is deformed by a Taumelschmiedeverfahren so that a toothed area and a storage area for the rack arise. Although in the toothing area a lower core strength would be favorable for a high forming capacity and in the bearing area a higher core strength for a better hardenability, nevertheless a compromise has to be found here in the selection of the material.

In der WO 2006/047825 wird eine kombinierte Zahnstange beschrieben. Bei dieser zweiteiligen Zahnstange werden ein Zahnstangenelement und ein Schaftelement mit Hilfe eines Zentrierstückes zusammengesteckt und anschließend verschweißt. Das Verfahren umfasst aber zusätzliche Arbeitsgänge, weil das Herstellen der Verzahnung und das Verbinden der beiden Elemente getrennt durchgeführt werden. Zudem erfordert die Paarung sehr enge Toleranzen.In the WO 2006/047825 a combined rack is described. In this two-part rack, a rack member and a shaft member are assembled by means of a centering piece and then welded. However, the method involves additional operations, because the preparation of the teeth and the joining of the two elements are performed separately. In addition, the pairing requires very tight tolerances.

Die DE 40 06 038 A1 zeigt eine Zahnstange, bei der auf der Außenwand des Grundkörpers ein Zahnabschnitt angeordnet ist.The DE 40 06 038 A1 shows a rack, in which a tooth portion is arranged on the outer wall of the base body.

Die DE 102 52 056 A1 offenbart ein Herstellungsverfahren für eine Zahnstange, bei der ein Rohling partiell, z.B. durch ein Taumelverfahren, umgeformt wird.The DE 102 52 056 A1 discloses a method of manufacturing a rack in which a blank is partially reshaped, for example by a tumbling process.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zweiteilige Zahnstange und ein Herstellverfahren für eine solche Zahnstange anzugeben, mit dem das Herstellen der Verzahnung und das Verbinden der zwei Elemente in einem Arbeitsgang durchgeführt werden. Dadurch wird ein Beitrag zur Erfüllung der Forderungen nach geringeren Kosten und Verwendung unterschiedlicher Werkstoffe geleistet.The invention has for its object to provide a two-piece rack and a manufacturing method for such a rack, with the manufacture of the teeth and the joining of the two elements are performed in one operation. This will help to meet the demands for lower cost and use of different materials.

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 offenbarte Verfahren und durch die in Anspruch 8 gekennzeichnete Zahnstange gelöst.This object is solved by the method disclosed in claim 1 and by the rack characterized in claim 8.

Das Verfahren zum Herstellen einer solchen zweiteiligen Zahnstange beginnt mit der Auswahl eines Rohlings für das Verzahnungselement. Der Rohling kann sowohl eine rotationssymmetrische als auch eine vorgeprägte Querschnittsform aufweisen.The method for producing such a two-part rack starts with the selection of a blank for the toothed element. The blank may have both a rotationally symmetrical and a pre-embossed cross-sectional shape.

Die vorgeprägte Form besitzt eine vom Kreiszylinder abweichende Form. Die Größe und Form des Querschnitts des vorgeprägten Rohlings können derart gewählt werden, dass die Kontur des fertigen Verzahnungselementes nicht über einen durch die Abmessungen benachbarter Teile der Zahnstangenlenkung vorgegebenen Hüllkreis hinausragt.The pre-stamped shape has a different shape from the circular cylinder. The size and shape of the cross section of the pre-embossed blank can be selected such that the contour of the finished toothed element does not protrude beyond an enveloping circle predetermined by the dimensions of adjacent parts of the rack-and-pinion steering.

Der Querschnitt des Rohlings des Lagerelementes ist immer rotationssymmetrisch.The cross section of the blank of the bearing element is always rotationally symmetrical.

An dem Verzahnungselement und dem Lagerelement wird jeweils an der Fügefläche eine Verbindungsgeometrie hergestellt. Diese Verbindungsgeometrie dient zur Zentrierung und stellt ein einfaches Zusammenführen der beiden Elemente sicher.At the toothing element and the bearing element, a connection geometry is produced in each case at the joining surface. This connection geometry is used for centering and ensures easy merging of the two elements.

Danach wird die Zahnstange durch ein Taumelschmiedeverfahren aus dem Rohling umgeformt. Während des Taumelschmiedens werden gleichzeitig die beiden Elemente der Zahnstange durch Fließpressvorgänge miteinander verbunden.Thereafter, the rack is formed by a Taumelschmiedeverfahren from the blank. During the tumble forging, the two elements of the rack are simultaneously connected by extrusion processes.

Wenn für den Rohling des Verzahnungselementes ein rotationssymmetrischer Querschnitt gewählt wurde, entsteht nach dem Taumeln ein Grat, der abschließend durch ein zerspanendes Verfahren entfernt werden muss.If a rotationally symmetrical cross section was selected for the blank of the toothed element, a burr is produced after tumbling, which must be finally removed by a machining process.

Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 angegeben.Advantageous and advantageous developments of the method are given in the dependent claims 2 to 7.

Das Längsprofil, das während des Taumelschmiedens zum Abstützen der Taumelmomente und bei der fertigen Zahnstange durch eine genaue Führung und Anstützung an einem Druckstück der Zahnstangenlenkung als Funktionsverbesserung dient, kann während des Taumelschmiedens in den Rohling des Verzahnungselementes eingearbeitet werden. Dadurch ist es möglich, einen Rohling mit einer relativ einfachen Außenkontur zu verwenden. Besteht jedoch die Möglichkeit, dieses Längsprofil bereits vor dem Taumelschmieden, beispielsweise durch ein Präge-, Zieh- oder Walzverfahren, in den Rohling einzuarbeiten, so kann das Taumelschmieden auf die eigentliche Umformung des Rohlings des Verzahnungselementes der Zahnstange sowie der Verbindung beider Bauteile beschränkt werden.The longitudinal profile, which serves as a functional improvement during the Taumelschmiedens for supporting the tumbling moments and in the finished rack by an accurate guide and support on a pressure piece of the rack and pinion steering can be incorporated during the tumble forging in the blank of the toothing element. This makes it possible to use a blank with a relatively simple outer contour. However, if there is the possibility of incorporating this longitudinal profile into the blank prior to wobble forging, for example by means of a stamping, drawing or rolling process, wobble forging can be limited to the actual forming of the blank of the toothed element of the rack and of the connection between the two components.

Die Forderung, dass die Kontur der fertigen Zahnstange im Verzahnungsbereich nicht über einen bestimmten Hüllkreis hinausragen soll, kann dadurch erfüllt werden, dass der Rohling des Verzahnungselementes wenigstens zwei zueinander geneigte Abflachungen oder zwei im wesentlichen symmetrisch zueinander angeordnete Einschnürungen des Querschnittes aufweist.The requirement that the contour of the finished rack in the toothing region should not protrude beyond a certain enveloping circle, can be fulfilled in that the blank of the toothed element at least two mutually inclined flats or two substantially symmetrical having constrictions of the cross section arranged one another.

Zur weiteren Gewichtseinsparung kann in den Rohlingen wenigstens ein Hohlraum vorgesehen sein, der sich in Längsrichtung der Zahnstange erstreckt.To further reduce weight can be provided in the blanks at least one cavity extending in the longitudinal direction of the rack.

Die mit einem vorgeprägten Rohling hergestellte Zahnstange weist eine Kontur auf, die im Verzahnungsbereich nicht über einen durch die Abmessungen benachbarter Teile der Zahnstangenlenkung vorgegebenen Hüllkreis hinausragt. Der Durchmesser des Hüllkreises wird bei einer Zahnstangen-Hilfskraftlenkung beispielsweise durch den Innendurchmesser einer in dem Lagerbereich der Zahnstange angeordneten Dichtung vorgegeben.The toothed rack produced with a pre-stamped blank has a contour which does not protrude in the toothed area over an enveloping circle predetermined by the dimensions of adjacent parts of the rack-and-pinion steering. The diameter of the enveloping circle is specified in a rack-and-pinion power steering system, for example, by the inner diameter of a seal arranged in the bearing area of the rack.

Das konvexe oder konkave Längsprofil im Verzahnungsbereich der Zahnstange wird zweckmäßigerweise durch eine Längsnut gebildet, die an der Außenumfangsfläche der Zahnstange an der der Verzahnung gegenüberliegenden Seite der Zahnstange liegt.The convex or concave longitudinal profile in the toothed region of the toothed rack is expediently formed by a longitudinal groove which lies on the outer circumferential surface of the toothed rack on the side of the toothed rack opposite the toothing.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail with reference to several embodiments shown in the drawing.

Es zeigen:

  • 1 einen Teil-Längsschnitt durch eine Zahnstangen-Hilfskraftlenkung nach dem Stand der Technik;
  • 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in 1;
  • 3 die erfindungsgemäße zweiteilige Zahnstange nach dem Zusammenfügen
  • 4 bis 7 verschiedene Querschnittsformen eines Rohlings für die Zahnstange nach dem Stand der Technik.
Show it:
  • 1 a partial longitudinal section through a rack power steering system according to the prior art;
  • 2 a cross section along the line II-II in 1 ;
  • 3 the two-part rack according to the invention after assembly
  • 4 to 7 various cross-sectional shapes of a blank for the rack according to the prior art.

In einem Lenkgehäuse 1 ist ein Ritzel 2 in zwei Lagern 3 und 4 drehbar gelagert. Das Ritzel 2 steht über seine Verzahnung in Eingriff mit der Zahnstange 5, die in dem Lenkgehäuse 1 axial verschiebbar geführt ist. Die Zahnstange 5 wird mit Hilfe eines federbelasteten Druckstückes 6 gegen die Verzahnung des Ritzels 2 gedrückt.In a steering box 1 is a pinion 2 in two camps 3 and 4 rotatably mounted. The pinion 2 is about his teeth in engagement with the rack 5 in the steering box 1 is guided axially displaceable. The rack 5 is using a spring-loaded pressure piece 6 against the teeth of the pinion 2 pressed.

Die Zahnstange 5 weist einen Verzahnungsbereich 7 und wenigstens einen Lagerbereich 8 auf. Der Lagerbereich 8 ist in dem Ausführungsbeispiel der 1, in dem eine Zahnstangen-Hilfskraftlenkung dargestellt ist, gleichzeitig die Kolbenstange eines Servomotors 9. Der Servomotor 9 enthält in seinem Zylinder 10 zwei Zylinderräume 11 und 12, die durch einen Kolben 13 voneinander getrennt sind. Die Zylinderräume 11 und 12 sind nach außen gegenüber dem Lagerbereich 8 der Zahnstange 5 durch Dichtungen 14 und 15 abgedichtet.The rack 5 has a gearing area 7 and at least one storage area 8th on. The storage area 8th is in the embodiment of 1 in which a rack power steering is shown, at the same time the piston rod of a servomotor 9 , The servomotor 9 contains in his cylinder 10 two cylinder chambers 11 and 12 passing through a piston 13 are separated from each other. The cylinder chambers 11 and 12 are outward facing the storage area 8th the rack 5 through seals 14 and 15 sealed.

Das Lagerelement 8 besitzt einen Zapfen 23, der in die Zentrierbohrung 22 des Verzahnungselementes 7 eingeführt ist.The bearing element 8th owns a pin 23 in the center hole 22 of the toothed element 7 is introduced.

Die Zahnstange 5 weist in ihrem Verzahnungsbereich an der Außenumfangsfläche an der Seite, die der Verzahnung gegenüberliegt, eine Längsnut 16 auf. Die Längsnut 16 arbeitet mit einer an dem Druckstück 6 angeformten Längsnase 17 zusammen. Durch das Zusammenwirken der Längsnut 16 und der Längsnase 17 wird ein Kippen der Zahnstange 5 im Betrieb verhindert. Mit gleicher Wirkung können diese beiden Elemente vertauscht werden, so dass die Längsnase an der Zahnstange 5 und die Längsnut an dem Druckstück 6 angeordnet sind.The rack 5 has in its toothing region on the outer peripheral surface on the side opposite to the toothing, a longitudinal groove 16 on. The longitudinal groove 16 works with one on the pressure piece 6 molded longitudinal nose 17 together. Through the interaction of the longitudinal groove 16 and the longitudinal nose 17 becomes a tilting of the rack 5 prevented during operation. With equal effect, these two elements can be reversed, so that the longitudinal nose on the rack 5 and the longitudinal groove on the pressure piece 6 are arranged.

Im folgenden wird das Verfahren zum Herstellen einer solchen Zahnstange beschrieben. Zunächst wird ein Rohling für das Verzahnungselement 7 ausgewählt. Dieser kann eine rotationssymmetrische oder eine vorgeprägte Form haben. Die vorgeprägte Form weist eine von einem Kreiszylinder abweichende Form auf. Einige Möglichkeiten für den Querschnitt eines solchen Rohlings für das Verzahnungselement 7 sind in den 4 bis 7 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Dabei soll seine Größe und Form derart gewählt werden, dass die Kontur der fertigen Zahnstange in ihrem Verzahnungsbereich nicht über einen durch die Abmessungen benachbarter Teile der Zahnstangenlenkung vorgegebenen Hüllkreis hinausragt. Bei einer Zahnstange, die für eine Zahnstangen-Hilfskraftlenkung beispielsweise nach 1 vorgesehen ist, ist der Durchmesser des Hüllkreises durch den Innendurchmesser der Dichtung 15 vorgegeben, die den Zylinderraum 12 am Lagerelement 8 der Zahnstange 5 abdichtet.The following describes the method of manufacturing such a rack. First, a blank for the toothed element 7 selected. This can have a rotationally symmetric or a pre-stamped shape. The pre-embossed shape has a shape deviating from a circular cylinder. Some possibilities for the cross section of such a blank for the toothed element 7 are in the 4 to 7 shown on an enlarged scale. In this case, its size and shape should be chosen such that the contour of the finished rack does not protrude beyond a predetermined by the dimensions of adjacent parts of the rack and pinion steering in their toothing. For a rack, for example, for a rack and pinion power steering 1 is provided, the diameter of the enveloping circle through the inner diameter of the seal 15 given the cylinder space 12 on the bearing element 8th the rack 5 seals.

Bei der Ausführung nach 4 weist der Rohling für das Verzahnungselementes der Zahnstange zwei zueinander geneigte Anflachungen 18 auf. Diese Anflachungen 18 sind zweckmäßigerweise symmetrisch zueinander angeordnet. Der Querschnitt des Rohlings des Lagerelementes ist immer rotationssymmetrisch.In the execution after 4 For example, the blank for the toothed element of the toothed rack has two mutually inclined flattenings 18 on. These flattenings 18 are expediently arranged symmetrically to each other. The cross section of the blank of the bearing element is always rotationally symmetrical.

An dem Verzahnungselement 7 und dem Lagerelement 8 wird jeweils an der Fügefläche eine Verbindungsgeometrie hergestellt. In dem Ausführungsbeispiel nach 3 weist das Verzahnungselement beispielsweise auf einer Seite eine Zentrierbohrung 22 in axialer Richtung auf. Das Lagerelement besitzt einen Zapfen 23, der beim Zusammenführen der beiden Teile in die Zentrierbohrung geführt wird.At the toothed element 7 and the bearing element 8th In each case, a connection geometry is produced at the joint surface. In the embodiment according to 3 For example, the toothing element has a centering bore on one side 22 in the axial direction. The bearing element has a pin 23 , which is guided during the merging of the two parts in the center hole.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Zahnstange durch Taumelschmieden aus den beiden Rohlingen umgeformt.In a further method step, the rack is formed by tumbling forging of the two blanks.

Um den Rohling des Verzahnungselementes 7 während des Taumelschmiedens gegenüber den Taumelmomenten abzustützen, wird zu Beginn des Taumelschmiedens ein konkaves Längsprofil in der Form der späteren Längsnut 16 in den Rohling des Verzahnungselementes 7 und damit in die Zahnstange 5 eingearbeitet. Eine solche Längsnut 19 kann unabhängig von der sonstigen Ausgestaltung des Rohlings 7 auch in den anderen Ausführungsformen des Rohlings enthalten sein.To the blank of the toothed element 7 during the tumble forge against the tumbling moments support, at the beginning of the tumble forging a concave longitudinal profile in the shape of the later longitudinal groove 16 in the blank of the toothed element 7 and with it in the rack 5 incorporated. Such a longitudinal groove 19 can be independent of the other embodiment of the blank 7 also be included in the other embodiments of the blank.

In den Ausführungsbeispielen nach 5 bis 7 weist der vorgeprägte Rohling 7 jeweils wenigstens einen Hohlraum 20 auf, der sich in Längsrichtung des Rohlings wenigstens im Verzahnungsbereich der Zahnstange erstreckt. In 6 ist der Hohlraum 20 auf zwei Hohlräume aufgeteilt, in 7 hat er eine ovale Form.In the embodiments according to 5 to 7 has the pre-embossed blank 7 in each case at least one cavity 20 on, which extends in the longitudinal direction of the blank at least in the toothed region of the rack. In 6 is the cavity 20 divided into two cavities, in 7 he has an oval shape.

Anstelle der beiden zueinander geneigten Anflachungen 18 besitzt der Rohling 7 in dem Ausführungsbeispiel nach 7 zwei im Wesentlichen symmetrisch zueinander angeordnete Einschnürungen 21, so dass sich in etwa ein birnenförmiger Querschnitt ergibt.Instead of the two mutually inclined flattenings 18 owns the blank 7 in the embodiment according to 7 two constrictions arranged substantially symmetrically to each other 21 , so that results in about a pear-shaped cross-section.

Anstelle der einen Längsnut 19 kann der Rohling auch zwei oder mehr entsprechend kleinere Längsnuten aufweisen.Instead of a longitudinal groove 19 The blank may also have two or more correspondingly smaller longitudinal grooves.

Ebenso ist es möglich, zwei oder mehr derartige Längsnuten während des Taumelschmiedens einzuarbeiten. Wie bereits oben bei der Beschreibung der Zahnstange erwähnt, können die Längsnuten 19 auch als konvexe Längsprofile an dem Rohling vorhanden sein bzw. ausgearbeitet werden.It is also possible to incorporate two or more such longitudinal grooves during the tumble forging. As mentioned above in the description of the rack, the longitudinal grooves 19 Also be present as a convex longitudinal profiles on the blank or elaborated.

Während des Taumelschmiedens werden gleichzeitig die beiden Elemente der Zahnstange durch Fließpressvorgänge miteinander verbunden.During the tumble forging, the two elements of the rack are simultaneously connected by extrusion processes.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Lenkgehäusesteering housing
22
Ritzelpinion
33
Lagercamp
44
Lagercamp
55
Zahnstangerack
66
DruckstückPressure piece
77
Verzahnungselementtoothed element
88th
Lagerelementbearing element
99
Servomotorservomotor
1010
Zylindercylinder
1111
Zylinderraumcylinder space
1212
Zylinderraumcylinder space
1313
Kolbenpiston
1414
Dichtungpoetry
1515
Dichtungpoetry
1616
Längsnutlongitudinal groove
1717
Längsnaselongitudinal nose
1818
Anflachungflattening
1919
Längsnutlongitudinal groove
2020
Hohlraumcavity
2121
Einschnürungconstriction
2222
Zentrierbohrungcentering
2323
Zapfenspigot

Claims (13)

Verfahren zum Herstellen einer Zahnstange (5) für eine Zahnstangenlenkung für Kraftfahrzeuge mit folgenden Schritten: - ein Rohling für das Verzahnungselement (7) der Zahnstange (5) hat eine rotationssymmetrische oder eine vorgeprägte, und dadurch von einem Kreiszylinder abweichende Form; - die Größe und Form des Querschnitts des vorgeprägten Rohlings des Verzahnungselementes (7) werden derart gewählt, dass die Kontur der fertigen Zahnstange (5) im Verzahnungsbereich nicht über einen durch die Abmessungen benachbarter Teile der Zahnstangenlenkung vorgegebenen Hüllkreis hinausragt.; - ein Rohling für das Lagerelement (8) der Zahnstange (5) hat eine rotationssymmetrische Form; - an den Rohlingen des Verzahnungselementes (7) und des Lagerelementes (8) wird jeweils an der Fügefläche eine Verbindungsgeometrie hergestellt. - die Rohlinge des Verzahnungselementes (7) und des Lagerelementes (8) werden zusammengeführt; - die Zahnstange (5) wird durch Taumelschmieden aus den Rohlingen umgeformt; - während des Taumelschmiedens werden die beiden Rohlinge fest miteinander verbunden; - nach dem Abschluss des Taumelschmiedens weist die Zahnstange (5) in ihrem Verzahnungsbereich außerhalb der Verzahnung ein konvexes oder konkaves Längsprofil auf, das während des Taumelschmiedens zum Anstützen der Taumelmomente dient.Method for producing a rack (5) for a rack-and-pinion steering system for motor vehicles, comprising the following steps: - A blank for the toothed element (7) of the rack (5) has a rotationally symmetric or a pre-stamped, and thereby deviating from a circular cylinder shape; - The size and shape of the cross section of the pre-embossed blank of the toothed element (7) are chosen such that the contour of the finished rack (5) in the toothed area does not protrude over a predetermined by the dimensions of adjacent parts of the rack and pinion steering enveloping; - A blank for the bearing element (8) of the rack (5) has a rotationally symmetrical shape; - At the blanks of the toothed element (7) and the bearing element (8), a connecting geometry is produced in each case at the joining surface. - The blanks of the toothed element (7) and the bearing element (8) are brought together; - The rack (5) is transformed by swash forging from the blanks; - During the tumble forging, the two blanks are firmly connected; - After the completion of the swash-forging, the rack (5) in its toothed region outside the toothing on a convex or concave longitudinal profile, which serves to support the tumbling moments during the Taumelschmiedens. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsprofil in der Zahnstange (5) während des Taumelschmiedens in den Rohling des Verzahnungselementes (7) eingearbeitet wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the longitudinal profile in the rack (5) is incorporated during the Taumelschmiedens in the blank of the toothed element (7). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsprofil in der Zahnstange (5) bereits vor dem Taumelschmieden in dem Rohling des Verzahnungselementes (7) vorhanden ist.Method according to Claim 1 , characterized in that the longitudinal profile in the rack (5) already before the tumble forging in the blank of the toothed element (7) is present. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Rohlings des Verzahnungselementes (7) wenigstens zwei zueinander geneigte Anflachungen (18) aufweist. Method according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the cross section of the blank of the toothed element (7) has at least two mutually inclined flats (18). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Rohlings des Verzahnungselementes (7) wenigstens zwei im wesentlichen symmetrisch zueinander angeordnete Einschnürungen (21) des Querschnittes aufweist.Method according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the cross section of the blank of the toothed element (7) has at least two substantially symmetrically arranged constrictions (21) of the cross section. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Rohlings des Verzahnungselementes (7) einen rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist.Method according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the cross section of the blank of the toothed element (7) has a rotationally symmetrical cross section. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling des Verzahnungselementes (7) wenigstens einen sich in Längsrichtung der Zahnstange erstreckenden Hohlraum (20) aufweist.Method according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the blank of the toothed element (7) has at least one extending in the longitudinal direction of the rack cavity (20). Zahnstange für Zahnstangenlenkungen für Kraftfahrzeuge, mit einem Verzahnungselement (7) und wenigstens einem Lagerelement (8), dadurch gekennzeichnet, dass sie durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt istRack for rack and pinion steering for motor vehicles, comprising a toothed element (7) and at least one bearing element (8), characterized in that it is produced by a method according to one of the Claims 1 to 7 is made Zahnstange nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Auswahl eines vorgeprägten Rohlings die Kontur des Verzahnungselementes (7) nicht über einen durch die Abmessungen benachbarter Teile der Zahnstangenlenkung vorgegebenen Hüllkreis hinausragt.Rack behind Claim 8 , characterized in that when selecting a pre-embossed blank, the contour of the toothed element (7) does not protrude beyond a predetermined by the dimensions of adjacent parts of the rack and pinion steering enveloping circle. Zahnstange nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines rotationssymmetrischen Rohlings das Verzahnungselement (7) ein Grat aufweist.Rack behind Claim 8 , characterized in that when using a rotationally symmetrical blank, the toothing element (7) has a burr. Zahnstange nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Hüllkreises bei einer Zahnstange (5) für eine Zahnstangen-Hilfskraftlenkung durch den Innendurchmesser einer in dem Lagerelement (8) der Zahnstange (5) angeordneten Dichtung (15) vorgegeben ist.Rack behind Claim 9 , characterized in that the diameter of the enveloping circle in a rack (5) for a rack power steering system by the inner diameter of a in the bearing element (8) of the rack (5) arranged seal (15) is predetermined. Zahnstange nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (5) in ihrem Verzahnungselement (7) außerhalb der Verzahnung ein konvexes oder konkaves Längsprofil aufweist.Rack to one of the Claims 9 or 10 , characterized in that the rack (5) in its toothed element (7) outside the toothing has a convex or concave longitudinal profile. Zahnstange nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsprofil durch wenigstens eine an der Außenumfangsfläche der Zahnstange (5) und der Verzahnung gegenüber liegende Längsnut (16) gebildet ist.Rack behind Claim 12 , characterized in that the longitudinal profile by at least one on the outer peripheral surface of the rack (5) and the toothing opposite longitudinal groove (16) is formed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102012107438A1 (en) 2012-08-14 2014-03-27 Dematic Accounting Services Gmbh Method for manufacturing rack gear used in telescopic arm of shuttle for e.g. inserting containers into storage compartment in high rack warehouse, involves shaping tooth blanks into teeth by action in direction perpendicular to sheet plane
CN105537479B (en) * 2016-02-26 2018-05-01 武汉理工大学 A kind of rack cold drawn section accurate forming method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4006038A1 (en) 1990-02-26 1991-08-29 Schneider Gesenkschmiede Rack for road vehicle steering gear - has hollow basic body with toothed section on part of outer wall
DE19726697A1 (en) 1997-06-24 1999-01-07 Zahnradfabrik Friedrichshafen Method of manufacturing a rack
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4006038A1 (en) 1990-02-26 1991-08-29 Schneider Gesenkschmiede Rack for road vehicle steering gear - has hollow basic body with toothed section on part of outer wall
DE19726697A1 (en) 1997-06-24 1999-01-07 Zahnradfabrik Friedrichshafen Method of manufacturing a rack
DE10252056A1 (en) 2002-11-08 2004-05-27 Trw Fahrwerksysteme Gmbh & Co Kg Fabrication method for steering rack esp. for motor vehicle steering system uses warm/cold process for partial forming of blank, to create toothing, ventilation recess, and axial bore
WO2006047825A1 (en) 2004-11-04 2006-05-11 Bishop Innovation Limited Composite steering rack

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