DE102012016293B4

DE102012016293B4 - Device for pressing a first element onto a second element of a steering system of a motor vehicle and method for producing such a device

Info

Publication number: DE102012016293B4
Application number: DE102012016293.6A
Authority: DE
Inventors: Volker Pichmann; Jens Rogall
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2012-08-16
Filing date: 2012-08-16
Publication date: 2020-07-30
Anticipated expiration: 2032-08-17
Also published as: DE102012016293A1

Abstract

Vorrichtung (10) zum Andrücken eines ersten Elements einer Lenkung an ein zweites Element einer Lenkung eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein Druckstück (16), das eine Kontaktfläche (26) zu dem ersten Element aufweist und in einem Lenkungsgehäuse (18) so angeordnet ist, dass mit ihm eine Druckkraft gegen das erste Element ausübbar ist, um das erste Element gegen das zweite Element drücken zu können, wobei die Kontaktfläche (26) des Druckstücks (16) oder eine an das Lenkungsgehäuse (18) angrenzende Fläche des Druckstücks (16) zumindest teilweise mit einer Oberflächenbeschichtung (34) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung (34) eine Dicke von weniger als 100 µm aufweist und Kohlenstoff enthält, wobei die Oberflächenbeschichtung (34) zusätzlich zu einer ersten, Kohlenstoff enthaltenden Schicht (32) mindestens eine außenseitig angeordnete zweite Schicht (36) umfasst, wobei die zweite Schicht (36) ein Schwermetall enthält.Device (10) for pressing a first element of a steering system onto a second element of a steering system of a motor vehicle, comprising a pressure piece (16) which has a contact surface (26) with the first element and is arranged in a steering housing (18) in such a way that it can be used to exert a compressive force against the first element in order to be able to press the first element against the second element, the contact surface (26) of the pressure piece (16) or a surface of the pressure piece (16) adjoining the steering housing (18) at least is partially provided with a surface coating (34), characterized in that the surface coating (34) has a thickness of less than 100 µm and contains carbon, the surface coating (34) in addition to a first, carbon-containing layer (32) at least one comprises a second layer (36) arranged on the outside, the second layer (36) containing a heavy metal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Andrücken eines ersten Elements an ein zweites Element einer Lenkung eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Zahnstangenlenkung gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 7 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Andrücken einer Zahnstange an ein Ritzel einer Zahnstangenlenkung.The invention relates to a device for pressing a first element onto a second element of a steering system of a motor vehicle according to the preamble of claim 1, a rack and pinion steering according to the preamble of claim 7 and a method for producing such a device according to the preamble of claim 8 the invention a device for pressing a rack to a pinion of a rack and pinion steering.

Aus DE 100 14 336 A1 ist eine Zahnstangenlenkung mit einem Druckstück zum Andrücken einer Zahnstange an ein mit der Zahnstange in Eingriff stehendes Ritzel bekannt, das mit einer Kunststoffbeschichtung versehen ist.Out DE 100 14 336 A1 is known a rack and pinion steering with a pressure piece for pressing a rack onto a pinion meshing with the rack, which is provided with a plastic coating.

Aus der gattungsbildenden DE 103 09 303 B4 ist eine Zahnstangenlenkung mit einem Druckstück zum Andrücken einer Zahnstange an ein mit der Zahnstange in Eingriff stehendes Ritzel bekannt, bei welcher zwischen dem Druckstück und der Zahnstange eine dünnwandige Gleithülse angeordnet ist.From the generic DE 103 09 303 B4 is known a rack and pinion steering with a pressure piece for pressing a rack onto a pinion meshing with the rack, in which a thin-walled sliding sleeve is arranged between the pressure piece and the rack.

Aus DE 10 2006 043 578 A1 ist eine Vorrichtung mit einem Druckstück zum Andrücken einer Zahnstange an ein mit der Zahnstange in Eingriff stehendes Ritzel bekannt, das mit einer drehbar gelagerten Welle versehen ist, auf welcher ein drehbar gelagertes Führungselement abwälzt. Das Drückstück kann ferner mit einer Gleitfolie versehen sein.Out DE 10 2006 043 578 A1 is known a device with a pressure piece for pressing a rack onto a pinion meshing with the rack, which is provided with a rotatably mounted shaft on which a rotatably mounted guide element rolls. The pressure piece can also be provided with a slide film.

Aus DE 10 2008 059 159 A1 ist eine Gleitplatte für eine Zahnstangengetriebelenkvorrichtung bekannt, die als separates Bauteil auf einem Druckstück zum Andrücken der Zahnstange an ein Ritzel angeordnet ist und die Fixierelemente aufweist, die eine Verbindung der Gleitplatte mit dem Druckstück erleichtern. Die Oberfläche der Gleitplatte, die in Kontakt mit der Zahnstange steht, kann mit einem Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten, wie zum Beispiel Polytetrafluorethylen (PTFE), beschichtet sein.Out DE 10 2008 059 159 A1 a sliding plate for a rack and pinion steering device is known, which is arranged as a separate component on a pressure piece for pressing the toothed rack against a pinion and has fixing elements which facilitate connection of the sliding plate to the pressure piece. The surface of the slide plate that is in contact with the rack can be coated with a material with a low coefficient of friction, such as polytetrafluoroethylene (PTFE).

Aus DE 20 2010 011 990 U1 ist ein Druckstücksystem zur einstellbaren seitlichen Unterstützung einer Zahnstange einer Zahnstangenlenkung bekannt, deren Druckstück vorzugsweise als Kunststoffspritzgussteil, insbesondere aus Polyamid (PA), gefertigt sein soll.Out DE 20 2010 011 990 U1 a pressure piece system for adjustable lateral support of a rack and pinion steering is known, the pressure piece of which is preferably to be made as a plastic injection molded part, in particular from polyamide (PA).

Aus EP 1 086 880 A2 ist ein Kraftfahrzeuglenkgetriebe mit einem als Lagerkörper bezeichneten Druckstück zum Andrücken der Zahnstange an ein mit der Zahnstange in Eingriff stehendes Ritzel bekannt. Das Druckstück ist im Bereich seiner Anlage an einem Rücken der Zahnstange mit einer reibungsvermindernden Beschichtung oder einem reibungsvermindernden Werkstoff versehen. Auf die Beschichtung bzw. den Werkstoff wird in EP 1 086 880 A2 nicht näher Bezug genommen.Out EP 1 086 880 A2 is known a motor vehicle steering gear with a pressure piece referred to as a bearing body for pressing the rack onto a pinion meshing with the rack. The pressure piece is provided in the area of its contact with a back of the rack with a friction-reducing coating or a friction-reducing material. On the coating or the material is in EP 1 086 880 A2 not referred to.

Aus EP 1 724 180 A1 ist eine Zahnstangenlenkung mit einem als Zahnstangenführungskörper bezeichneten Druckstück bekannt, das auf der zur Zahnstange weisenden Seite eine konkave Fläche aufweist und aus einem metallischen Werkstoff oder einem Kunstharz gefertigt ist. Zur Reduzierung der Reibung zwischen Druckstück und Zahnstange sind in dem Druckstück Nuten vorgesehen, über welche Schmiermittel zuführbar sind.Out EP 1 724 180 A1 is known a rack and pinion steering with a pressure rod guide body, which has a concave surface on the side facing the rack and is made of a metallic material or a synthetic resin. To reduce the friction between the pressure piece and the rack, grooves are provided in the pressure piece, via which lubricants can be supplied.

Aus JP 2001 - 278 076 A ist eine Zahnstangenlenkung bekannt, wobei eine Zahnstange mit einer Oberflächenbeschichtung aus einem Harz versehen ist.Out JP 2001 - 278 076 A rack and pinion steering is known, wherein a rack is provided with a surface coating of a resin.

Aus der nachveröffentlichten DE 10 2012 104 583 A1 ist ein Druckstück einer Kraftfahrzeuglenkung bekannt. Auf das Druckstück soll mittels eines thermischen und/oder chemischen Verfahrens eine Beschichtung aufbringbar sein, wobei die Beschichtung als Legierungselement Kohlenstoff enthält und/oder eine sp³-Hybridisierung aufweist. Als weitere Legierungselemente können Bor, Stickstoff, Sauerstoff, Aluminium, Silizium und/oder ein Element der vierten Hauptgruppe des Periodensystems in die Beschichtung eingebracht sein. Ferner kann die Beschichtung ein Übergitter aus einer Abfolge von sich periodisch wiederholenden Schichten aufweisen.From the post-published DE 10 2012 104 583 A1 a pressure piece of a motor vehicle steering system is known. A coating should be able to be applied to the pressure piece by means of a thermal and / or chemical process, the coating containing carbon as the alloying element and / or having an sp ³ hybridization. Boron, nitrogen, oxygen, aluminum, silicon and / or an element of the fourth main group of the periodic table can be introduced into the coating as further alloying elements. Furthermore, the coating can have a superlattice made up of a sequence of periodically repeating layers.

Bei den in den vorstehend genannten Dokumenten beschriebenen reibungsvermindernden Zusatzelementen handelt es sich üblicherweise um Kunststoffplatten oder mit Kunststoffen beschichtete Metallplättchen, wobei als Kunststoffe regelmäßig Torion, PTFE oder PEEC zum Einsatz kommen. Teilweise werden die Kunststoffe zusätzlich mit Füllstoffen, wie z.B. Glasfasern, versehen. Bei kleineren Fahrzeugen kommen auch Druckstücke zum Einsatz, die einstückig aus abriebfestem Kunststoff hergestellt sind. Die Verwendung von Kunststoffgleitplatten hat den Nachteil, dass es während der Lebensdauer der Vorrichtung zu Setzungserscheinungen kommt, was häufig zum ungewünschten Stick-Slip-Effekt führt.The friction-reducing additional elements described in the abovementioned documents are usually plastic plates or metal plates coated with plastics, with Torion, PTFE or PEEC being used regularly as plastics. In some cases, the plastics are additionally filled with fillers, e.g. Glass fibers. For smaller vehicles, thrust pieces are used, which are made in one piece from abrasion-resistant plastic. The use of plastic sliding plates has the disadvantage that there are signs of settlement during the life of the device, which often leads to the undesired stick-slip effect.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Andrücken eines ersten Elements an ein zweites Element einer Lenkung eines Kraftfahrzeuges sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die kostengünstig herstellbar bzw. durchführbar sind und welche die Haltbarkeit und Funktionsfähigkeit der Vorrichtung verbessern.The invention is based on the object of providing a device for pressing a first element onto a second element of a steering system of a motor vehicle and a method for producing such a device which can be manufactured or carried out at low cost and which have the durability and functionality of the device improve.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1, 7 und 8. The object is achieved according to the invention with the features of independent claims 1, 7 and 8.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Andrücken eines ersten Elements an ein zweites Element einer Lenkung eines Kraftfahrzeuges umfasst ein Druckstück, das eine Kontaktfläche zu dem ersten Element aufweist und in einem Lenkungsgehäuse so angeordnet ist, dass mit ihm eine Druckkraft gegen das erste Element ausübbar ist, um das erste Element gegen das zweite Element drücken zu können. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Vorrichtungen zum Andrücken einer Zahnstange an ein Ritzel einer Zahnstangenlenkung eines Kraftfahrzeuges, deren Druckstück in einem Lenkungsgehäuse so angeordnet ist, dass mit ihm eine Druckkraft gegen eine Zahnstange ausübbar ist, um die Zahnstange gegen ein Ritzel der Zahnstangenlenkung drücken zu können. Dabei ist die Kontaktfläche des Druckstücks oder eine an das Lenkungsgehäuse angrenzende Fläche des Druckstücks zumindest teilweise mit einer Oberflächenbeschichtung versehen, die eine Dicke von weniger als 100 µm aufweist und Kohlenstoff enthält. Die Oberflächenbeschichtung umfasst zusätzlich zu einer ersten, Kohlenstoff enthaltenden Schicht mindestens eine außenseitig angeordnete zweite Schicht, wobei die zweite Schicht ein Schwermetall enthält. Eine derartige Vorrichtung hat den Vorteil, dass das Druckstück als einstückiges Bauteil herstellbar und die Reibung zwischen der Kontaktfläche und dem ersten Element (z.B. einer Zahnstange) bzw. zwischen den Seitenflächen des Druckstücks und einem angrenzenden Lenkungsgehäuse reduziert ist. Dadurch reduziert sich auch der Reibungsverschleiß an dem Druckstück, und die Haltbarkeit und Funktionsfähigkeit der Vorrichtung wird verbessert. Auch der Stick-Slip-Effekt und von Kunststoffen bekannte Setzungserscheinungen können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wirksam vermieden werden.A device according to the invention for pressing a first element onto a second element of a steering system of a motor vehicle comprises a pressure piece which has a contact surface with the first element and is arranged in a steering housing in such a way that it can exert a pressure force against the first element in order to to be able to press the first element against the second element. In particular, the invention relates to devices for pressing a rack onto a pinion of a rack and pinion steering system of a motor vehicle, the pressure piece of which is arranged in a steering housing in such a way that it can exert a compressive force against a rack in order to be able to press the rack against a pinion of the rack and pinion steering . The contact surface of the pressure piece or a surface of the pressure piece adjoining the steering housing is at least partially provided with a surface coating which has a thickness of less than 100 μm and contains carbon. In addition to a first layer containing carbon, the surface coating comprises at least one second layer arranged on the outside, the second layer containing a heavy metal. Such a device has the advantage that the pressure piece can be produced as a one-piece component and the friction between the contact surface and the first element (e.g. a toothed rack) or between the side surfaces of the pressure piece and an adjacent steering housing is reduced. This also reduces frictional wear on the pressure piece and improves the durability and functionality of the device. The stick-slip effect and settlement phenomena known from plastics can also be effectively avoided with the device according to the invention.

Erfindungsgemäß umfasst die Oberflächenbeschichtung zusätzlich zu einer ersten, Kohlenstoff enthaltenden Schicht mindestens eine zweite Schicht. In diesem Fall gelten die vorstehend genannten bevorzugten Dicken für jede der Schichten. Zusatzschichten können insbesondere den Kontakt der Oberflächenbeschichtung zu dem Hauptwerkstoff des Druckstücks verbessern. According to the invention, the surface coating comprises at least a second layer in addition to a first layer containing carbon. In this case, the preferred thicknesses mentioned above apply to each of the layers. Additional layers can in particular improve the contact of the surface coating with the main material of the pressure piece.

In diesem Fall ist die zweite Schicht zwischen der ersten Schicht und dem Hauptwerkstoff angeordnet. Erfindungsgemäß ist eine Zusatzschicht oberhalb der ersten Schicht, d.h. außenseitig am Druckstück als „Einlaufschicht“ angeordnet. Mit Hilfe einer solchen „Einlaufschicht“ kann die Einlaufzeit eines Druckstücks reduziert werden, wenn diese Schicht so dimensioniert ist, dass diese nach einer relativ kurzen Einlaufzeit zumindest teilweise abgetragen wird und sich ggf. in die darunter befindliche erste Schicht einfügt, wenn kleinere Vertiefungen in der Oberfläche der ersten Schicht geglättet werden müssen.In this case, the second layer is arranged between the first layer and the main material. According to the invention, an additional layer is above the first layer, i.e. arranged on the outside of the pressure piece as a "running-in layer". With the help of such a "running-in layer", the running-in time of a pressure piece can be reduced if this layer is dimensioned in such a way that after a relatively short running-in period it is at least partially removed and, if necessary, fits into the first layer underneath if smaller depressions in the Surface of the first layer must be smoothed.

In der Praxis hat sich gezeigt, dass die zweite, außenseitig angeordnete Schicht, als solche und in Verbindung mit der ersten Schicht besonders gute Eigenschaften aufweist, wenn die zweite Schicht ein Metall enthält. Erfindungsgemäße zweite Schichten weisen Schwermetalle auf, die eine Dichte von mehr als 5 g/cm³ aufweisen, besonders bevorzugt mit einer Dichte zwischen 5 g/cm³ und 10 g/cm³. Schwermetalle können besonders gut in Materialkombinationen mit Stickstoff integriert werden.It has been shown in practice that the second layer arranged on the outside, as such and in connection with the first layer, has particularly good properties if the second layer contains a metal. Second layers according to the invention have heavy metals which have a density of more than 5 g / cm ³ , particularly preferably with a density between 5 g / cm ³ and 10 g / cm ³ . Heavy metals can be integrated particularly well in material combinations with nitrogen.

Bei der Oberflächenbeschichtung handelt es sich vorzugsweise um eine sogenannte „Diamond-like carbon Schicht“, nachfolgend DLC-Schicht genannt. Hierbei handelt es sich um amorph aufgebaute Kohlenstoffschichten, die im Wesentlichen Eigenschaften wie Graphit bzw. Diamanten haben. Derartige Schichten werden in einem unter Vakuum stehenden Reaktor hergestellt. Durch „Unterfütterung“ einer DLC-Schicht mit nanodispergierten, 6 bis 8 µm dicken Chrommatrix / Chromcarbidschichten, kann die Tragfähigkeit und das Korrosionsschutzverhalten weiter verbessert werden.The surface coating is preferably a so-called “diamond-like carbon layer”, hereinafter referred to as DLC layer. These are amorphous carbon layers that essentially have properties such as graphite or diamonds. Such layers are produced in a reactor under vacuum. By "relining" a DLC layer with nano-dispersed, 6 to 8 µm thick chrome matrix / chrome carbide layers, the load-bearing capacity and the corrosion protection behavior can be further improved.

In einer praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Oberflächenbeschichtung durch mindestens eines der folgenden Verfahren auf das Druckstück aufgebracht:

a) CVD-Verfahren (chemical vapor deposition),
b) PVD-Verfahren (physical vapor deposition),
c) Lasertechnologie.

In a practical embodiment of the device according to the invention, the surface coating is applied to the pressure piece by at least one of the following methods:

a) CVD (chemical vapor deposition) process,
b) PVD (physical vapor deposition) process,
c) Laser technology.

Mit diesen Verfahren kann eine entsprechende Oberflächenbeschichtung unmittelbar bei der Herstellung des Druckstücks erfolgen. Zusätzliche Elemente, wie Kunststoffplatten oder mit Kunststoffen beschichtete Metallplättchen sind in diesem Fall nicht erforderlich. Als vorteilhafte Spezialformen des CVD-Verfahrens eignen sich für die Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung insbesondere das CVA-Verfahren (chemical vapor aluminizing) und das PACVD-Verfahren (plasma-enhanced chemical vapour deposition); Als vorteilhafte Spezialform des PVD-Verfahrens eignet sich das sogenannte Tetrabond-Verfahren.With this method, a corresponding surface coating can be carried out directly during the production of the pressure piece. Additional elements, such as plastic plates or metal plates coated with plastics, are not required in this case. Advantageous special forms of the CVD process are, in particular, the CVA process (chemical vapor aluminizing) and the PACVD process (plasma-enhanced chemical vapor deposition) for the manufacture of the device according to the invention; The so-called Tetrabond process is suitable as an advantageous special form of the PVD process.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das Druckstück einen kreisförmigen Querschnitt auf. Besonders geeignet sind Druckstücke mit einem zylindrischen Grundkörper, der ggf. spezielle geometrische Gestaltungen für weitere Elemente aufweist, insbesondere mindestens eine umlaufende Nut zum Einsetzen eines Dichtungsringes (z.B. eines sogenannten O-Ringes) sowie eine kreisringförmige Ausnehmung an einer der Stirnseiten zur Aufnahme einer Druckfeder als Mittel zur Ausübung einer Druckkraft gegen die Zahnstange. Alternativ zu einer Druckfeder kann auch ein anderes Federelement eingesetzt werden, beispielsweise eine Wellfeder. Die Geometrie der das Federelement umgebenden Elemente muss in diesem Fall ggf. angepasst werden.In a further practical embodiment of the device according to the invention, the pressure piece has a circular cross section. Pressure pieces with a cylindrical base body, which may have special geometrical designs for further elements, in particular at least one circumferential groove for inserting a sealing ring (for example a so-called O-ring) and a circular ring are particularly suitable Recess on one of the end faces for receiving a compression spring as a means of exerting a compressive force against the rack. As an alternative to a compression spring, another spring element can also be used, for example a corrugated spring. In this case, the geometry of the elements surrounding the spring element may have to be adapted.

Das Druckstück kann alternativ auch eine andere Grundform aufweisen und beispielsweise als Quader, Kegel etc. ausgebildet sein.Alternatively, the pressure piece can also have a different basic shape and can be designed, for example, as a cuboid, cone, etc.

Aus Kosten-Nutzenaspekten besonders geeignet sind Oberflächenbeschichtungen mit einer Dicke von maximal 20 µm, insbesondere, wenn diese mit einem der vorstehend genannten Verfahren aufgebracht werden. Bevorzugt ist die Dicke der Oberflächenbeschichtung maximal 15 µm, besonders bevorzugt im Bereich von 2 µm bis 10 µm oder von 2,5 µm - 5 µm.Surface coatings with a maximum thickness of 20 μm are particularly suitable from a cost-benefit point of view, in particular if they are applied using one of the methods mentioned above. The thickness of the surface coating is preferably at most 15 μm, particularly preferably in the range from 2 μm to 10 μm or from 2.5 μm to 5 μm.

Als Material für die Oberflächenbeschichtung besonders geeignet sind wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschichten (a-C:H), bevorzugt mit einem Kohlenstoffanteil von mindestens 50 Prozent. Solche Oberflächenbeschichtungen lassen sich gut mit bekannten Werkstoffen für Druckstücke, insbesondere mit Aluminium und Aluminium-Legierungen, verbinden und sind besonders verschleißfest. Die Erfindung lässt sich auch mit Druckstücken aus nahezu jedem Grundwerkstoff realisieren, insbesondere mit Druckstücken aus anderen metallischen Werkstoffen, oder aus Kunststoff bzw. mit synthetisch oder halbsynthetisch aus monomeren organischen Molekülen gefertigten Druckkörpern.Particularly suitable as material for the surface coating are hydrogen-containing amorphous carbon layers (a-C: H), preferably with a carbon content of at least 50 percent. Such surface coatings can be easily combined with known materials for pressure pieces, in particular with aluminum and aluminum alloys, and are particularly wear-resistant. The invention can also be implemented with pressure pieces made of almost any base material, in particular with pressure pieces made of other metallic materials, or made of plastic or with pressure bodies made synthetically or semi-synthetically from monomeric organic molecules.

Die Erfindung betrifft auch eine Zahnstangenlenkung mit einer wie vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bevorzugt werden der Werkstoff der Oberflächenbeschichtung, insbesondere der Werkstoff der ersten Schicht, und der Werkstoff der Zahnstange und/oder der Werkstoff des angrenzenden Lenkungsgehäuses so gewählt, dass der Reibwert µ geringer als 0,2 ist. Konkrete Vorschläge für entsprechende Materialkombinationen folgen in der Figurenbeschreibung. In einer besonders reibungs- und verschleißarmen Ausführungsform sind die Zahnstange und/oder das Lenkungsgehäuse ebenfalls mit mindestens einer wie vorstehend beschriebenen Oberflächenbeschichtung versehen.The invention also relates to a rack and pinion steering with a device according to the invention as described above. The material of the surface coating, in particular the material of the first layer, and the material of the rack and / or the material of the adjacent steering housing are preferably selected such that the coefficient of friction μ is less than 0.2. Specific suggestions for appropriate material combinations follow in the description of the figures. In a particularly low-friction and low-wear embodiment, the rack and / or the steering housing are also provided with at least one surface coating as described above.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Druckstücks für eine Zahnstangenlenkung, gemäß welchem in einem ersten Schritt ein Grundkörper des Druckstücks aus einem Grundwerkstoff hergestellt wird und anschließend in einem zweiten Schritt auf eine Oberfläche, die im in die Zahnstangenlenkung eingesetzten Zustand an die Zahnstange oder das Lenkungsgehäuse angrenzt, zumindest teilweise eine kohlenstoffhaltige Schicht aufgebracht wird, die eine Dicke von weniger als 100 µm aufweist. Im dritten Schritt wird eine zweite Schicht aufgebracht, wobei die zweite Schicht ein Schwermetall enthält. Das Aufbringen der Oberflächenschichten erfolgt vorzugsweise durch Bedampfen des Grundwerkstoffs mit einem kohlenstoffhaltigen Werkstoff, insbesondere im Vakuum. Dies erfolgt in einer besonders praktischen Ausführungsform mit Hilfe des CVD-Verfahrens (chemical vapor deposition), des PVD-Verfahrens (physical vapor deposition) oder einer Lasertechnologie. Auf die entsprechend geltenden Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und der erfindungsgemäßen Zahnstangenlenkung beschrieben wurden, wird hiermit noch einmal verwiesen.The invention also relates to a method for producing a pressure piece for a rack and pinion steering, according to which, in a first step, a base body of the pressure piece is produced from a base material and then in a second step onto a surface which, when inserted in the rack and pinion steering, onto the rack or the steering housing adjoins, at least partially a carbon-containing layer is applied, which has a thickness of less than 100 microns. In the third step, a second layer is applied, the second layer containing a heavy metal. The surface layers are preferably applied by vapor deposition of the base material with a carbon-containing material, in particular in a vacuum. In a particularly practical embodiment, this is done using the CVD (chemical vapor deposition) process, the PVD (physical vapor deposition) process or laser technology. Reference is once again made to the correspondingly applicable advantages, which have already been described in connection with the device according to the invention and the rack and pinion steering according to the invention.

Neben den vorstehend genannten Vorteilen können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren auch folgende positive Effekte erzielt werden:

• Reduzierung der Bauteilezahl gegenüber Druckstücken mit zusätzlichen Gleitelementen,
• Reduzierung des Materialgewichts des Druckstücks,
• Verbesserung des Verschleißbildes zwischen Druckstück und Lenkungsgehäuse sowie zwischen Druckstück und Zahnstange,
• Realisierung einer höheren Vorspannkraft aufgrund verringerter Reibung,
• Reduzierung der Zunahme des Druckstückspiels d über die Lebensdauer durch geringeren Reibverschleiß,
• Option, die Toleranz für das Druckstückspiel d bei Herstellung einer Vorrichtung größer zu wählen und dadurch die Herstellungskosten zu senken (die Schichtdicke stellt den Maximalverschleiß dar und ist mit maximal 10 µm, 20 µm oder 100 µm deutlich kleiner als aus dem Stand der Technik bekannte Werte von 0,15 mm bis 0,35 mm),
• Verbesserung des Komfortverhaltens über die Lebensdauer, insbesondere durch das Materialverhalten der einen bzw. mehreren Oberflächenbeschichtung(en),
• verbesserte Verschleißfestigkeit des Druckstücks,
• Optimierung der Anlagefläche und der Einlaufzeit, insbesondere wenn eine zweite Oberflächenschicht vorgesehen ist und diese zur Nutzung eines „Nachglättungseffekts“ während der Einlaufphase nutzbar ist,
• verbesserte Haltbarkeit durch Vermeidung Tribokorrosion, Passungsrost und/oder Tribooxidation
• Vermeidung teurer Finishing-Prozesse, die bei Verwendung von Kunststoffelementen erforderlich sind, um eine ausreichend glatte Oberfläche zu erzielen.
• Reduzierung der Kippneigung des Druckstücks (wird im Zusammenhang mit 1 noch detailliert beschrieben) und
• verbessertes Gleitverhalten des Druckstücks durch reduzierte Reibung.

In addition to the advantages mentioned above, the following positive effects can also be achieved with the device and the method according to the invention:

• Reduction of the number of components compared to pressure pieces with additional sliding elements,
Reduction of the material weight of the pressure piece,
Improvement of the wear pattern between the pressure piece and the steering housing and between the pressure piece and the rack,
Realization of a higher preload force due to reduced friction
Reduction of the increase in the pressure piece play d over the service life due to less frictional wear,
• Option to choose a larger tolerance for the pressure piece clearance d when manufacturing a device and thereby reduce the manufacturing costs (the layer thickness represents the maximum wear and is significantly smaller than the known from the prior art with a maximum of 10 µm, 20 µm or 100 µm Values from 0.15 mm to 0.35 mm),
Improvement of the comfort behavior over the service life, in particular through the material behavior of the one or more surface coating (s),
Improved wear resistance of the pressure piece,
Optimization of the contact surface and the running-in time, in particular if a second surface layer is provided and this can be used to use a “smoothing effect” during the running-in phase,
• Improved durability by avoiding tribo-corrosion, fretting corrosion and / or tribo-oxidation
• Avoid expensive finishing processes that are necessary when using plastic elements to achieve a sufficiently smooth surface.
• Reduction of the tendency of the pressure piece to tilt (is associated with 1 described in detail below) and
• Improved sliding behavior of the pressure piece due to reduced friction.

Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine Vorrichtung zum Andrücken einer Zahnstange gemäß dem Stand der Technik,
2 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
3 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
4 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
5 eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
6 eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Further practical embodiments and advantages of the invention are described below in connection with the drawings. Show it:

1 a device for pressing a rack according to the prior art,
2nd a first embodiment of a device according to the invention,
3rd a second embodiment of a device according to the invention,
4th a third embodiment of a device according to the invention,
5 a fourth embodiment of a device according to the invention and
6 a fifth embodiment of a device according to the invention.

1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum Andrücken einer Zahnstange 12 an ein Ritzel 14 einer Zahnstangenlenkung eines Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt). Auf der dem Ritzel 14 gegenüberliegenden Seite der Zahnstange 12 ist ein zylindrisches Druckstück 16 in einer Ausnehmung (hier: Bohrung) des Lenkungsgehäuses 18 im Wesentlichen linear in Richtung des Pfeiles 28 verschiebbar gelagert. Das Druckstück 16 und das Ritzel 14 dienen der Lagerung der Zahnstange 12 im Raum. Das Druckstück 16 wird mit Hilfe einer vorgespannten Druckfeder 20 gegen die Zahnstange 12 gedrückt. Die Zahnstange 12 steht im Eingriff mit dem Ritzel 14, das gleichzeitig den Antrieb für die Zahnstange 12 darstellt. In der gezeigten Ausführungsform sind Zahnstange 12 und Ritzel 14 schrägverzahnt. Durch Drehen des Ritzels14 kann die Zahnstange 12 senkrecht zur Blattebene linear verfahren werden. 1 shows a device 10th for pressing a rack 12th on a pinion 14 a rack and pinion steering of a motor vehicle (not shown). On the pinion 14 opposite side of the rack 12th is a cylindrical thrust piece 16 in a recess (here: hole) of the steering housing 18th essentially linear in the direction of the arrow 28 slidably mounted. The pressure piece 16 and the pinion 14 serve to support the rack 12th in the room. The pressure piece 16 is with the help of a preloaded compression spring 20 against the rack 12th pressed. The rack 12th is in engagement with the pinion 14 , which also drives the rack 12th represents. In the embodiment shown are racks 12th and pinion 14 helical teeth. By turning the pinion 14 can the rack 12th linearly perpendicular to the sheet plane.

Das in 1 dargestellte Druckstück 16 weist an der zur Zahnstange 12 weisenden Seite eine Kunststoffgleitplatte 22 auf. Diese ist an einer ersten Seite im Bereich der Mittelachse des zylindrischen Druckstücks 16 stabartig ausgebildet und ragt in eine Öffnung 24 hinein. An einer zweiten Seite weist die Kunststoffgleitplatte 22 die Form eines Segments eines Zylinders auf. Die innere Oberfläche der zweiten Seite dient als Kontaktflächen 26 für die Zahnstange 12.This in 1 illustrated pressure piece 16 points to the rack 12th facing side a plastic sliding plate 22 on. This is on a first side in the area of the central axis of the cylindrical pressure piece 16 rod-shaped and protrudes into an opening 24th inside. The plastic sliding plate has on a second side 22 the shape of a segment of a cylinder. The inner surface of the second side serves as contact areas 26 for the rack 12th .

Der Radial- und Axialfreigang der Zahnstange 12 (Richtungen sind bezogen auf das Druckstück 16) wird durch das Druckstückspiel d und das Profil von Druckstück 16 und Zahnstange 12 bestimmt, z.B. ein Y-, V- oder Rundrückenprofil. In der gezeigten Ausführungsform sind das Druckstück 16 und insbesondere dessen Kontaktflächen 26 als Rundrückenprofil ausgebildet. Die Erfindung kann jedoch mit beliebigen anderen Profilen realisiert werden.The radial and axial clearance of the rack 12th (Directions are related to the thrust piece 16 ) is by the pressure piece game d and the profile of pressure piece 16 and rack 12th determined, e.g. a Y, V or rounded back profile. In the embodiment shown, the pressure piece 16 and especially its contact areas 26 designed as a round back profile. However, the invention can be implemented with any other profiles.

Wie in 1 gezeigt, befindet sich in „Neutralstellung“ der Zahnstange 12, d.h. bei ruhendem System und ohne Einwirkung von äußeren Zusatzkräften, ein Spalt zwischen dem Druckstück 16 und einer rechts davon angeordneten Stellschraube 30. Dieser Spalt wird als Druckstückspiel d bezeichnet. Es dient dazu, die Anpresskraft zwischen den Kontaktflächen 26 und der Zahnstange 12 und somit die resultierende Reibkraft zwischen diesen Elementen möglichst gering zu halten, wenn eine Korrektur der relativen Ausrichtung dieser Elemente nicht erforderlich ist. Durch Ein- bzw. Ausdrehen der Stellschraube 30 kann das Druckstückspiel d eingestellt werden. Das Druckstückspiel d stellt den Zahneingriff zwischen Zahnstange 12 und Ritzel 14 sicher und ist deshalb sicherheitsrelevant.As in 1 shown, is in the "neutral position" of the rack 12th , ie with the system at rest and without the action of external additional forces, a gap between the pressure piece 16 and a set screw to the right of it 30th . This gap is called the pressure piece clearance d. It serves the contact pressure between the contact surfaces 26 and the rack 12th and thus to keep the resulting frictional force between these elements as low as possible when it is not necessary to correct the relative alignment of these elements. By turning the adjusting screw in or out 30th the thrust piece clearance d can be adjusted. The pressure piece play d represents the tooth engagement between the rack 12th and pinion 14 safe and is therefore safety-relevant.

Da die Zahnstange 12 und die Kontaktflächen 26 permanenten Relativbewegungen unterliegen, ist eine Reibung zwischen den Kontaktflächen 26 und der Zahnstange 12 sowie zwischen dem Druckstück 16 und dem dieses umgebenden Lenkungsgehäuse 18 (hier: der Mantelfläche) unvermeidbar. Die auftretende Reibung wirkt nachteilig auf das Druckstückspiel d, das sich durch Abrieb an einem Reibpartner über die Lebensdauer erhöht. Die Zunahme des Druckstückspiels d wirkt sich wiederum negativ auf Fahrkomfort, Geräuschemissionen und Kundenzufriedenheit aus. Das Druckstückspiel d untersteht daher dem Zielkonflikt zwischen Sicherstellung des Zahneingriffs zwischen Ritzel 14 und Zahnstange 12 und dem Lenkungskomfort infolge des Reibungsverschleißes. Das Druckstückspiel d darf insbesondere während der Lebensdauer eines Kraftfahrzeuges einen vorgegebenen Maximalwert nicht unterschreiten, um die Funktionalität und den Komfort der Lenkung sicherzustellen.Because the rack 12th and the contact areas 26 subject to permanent relative movements is a friction between the contact surfaces 26 and the rack 12th as well as between the pressure piece 16 and the steering housing surrounding it 18th (here: the outer surface) unavoidable. The friction that occurs adversely affects the pressure piece play d , which increases due to abrasion on a friction partner over the service life. The increase in the pressure piece play d in turn has a negative impact on driving comfort, noise emissions and customer satisfaction. The thrust piece play d is therefore subject to the conflict of objectives between ensuring the meshing between the pinions 14 and rack 12th and the steering comfort due to the frictional wear. The pressure piece play d must not fall below a predetermined maximum value, in particular during the life of a motor vehicle, in order to ensure the functionality and comfort of the steering.

Ist das Druckstückspiel d klein gewählt, ist auch die Relativbewegung zwischen der zylindrischen Mantelfläche des Druckstücks 16 und dem Lenkungsgehäuse 18 relativ gering. Bei geringen Amplitudenanregungen während des Lenkvorgangs, wie z.B. bei Autobahnfahrt, tritt in diesem Fall Reaktionsverschleiß zwischen Druckstück 16 und Lenkungsgehäuse 18 auf (z.B. Tribokorrosion, Passungsrost, Tribooxidation).If the pressure piece clearance d is selected to be small, the relative movement between the cylindrical outer surface of the pressure piece is also 16 and the steering box 18th relatively low. In the case of low amplitude excitations during the steering process, such as when driving on a motorway, reaction wear occurs between the pressure piece in this case 16 and steering housing 18th on (e.g. tribocorrosion, fretting corrosion, tribooxidation).

Der reibungsbedingte Verschleiß an den Kontaktflächen 26 begünstigt neben einer Spielzunahme auch eine unerwünschte Zunahme der Kippneigung des Druckstücks 16 in dem Lenkungsgehäuse 18. Durch das Kippen des Druckstücks 16 entsteht eine partiell erhöhte Reibung zwischen dem Druckstück 16 und dem Lenkungsgehäuse 18. Eine Reduzierung des vorstehend beschriebenen Effekts kann beispielsweise durch eine größere Länge des Druckstücks 16 oder durch ein kunststoffbeschichtetes Druckstück 16 erreicht werden. Eine Optimierung ist üblicherweise durch Vorgaben hinsichtlich des Package und hinsichtlich Werkstoffkennwerten nur begrenzt möglich. Die vorstehend beschriebene Zunahme des Druckstückspiels d und der Kippneigung trägt nachhaltig zu einer Verschlechterung der Funktionalität der Vorrichtung 10 bei.The frictional wear on the contact surfaces 26 favors next to one Increase in play also an undesirable increase in the tendency of the pressure piece to tip over 16 in the steering box 18th . By tilting the pressure piece 16 there is a partially increased friction between the pressure piece 16 and the steering box 18th . The effect described above can be reduced, for example, by a longer length of the pressure piece 16 or by a plastic-coated pressure piece 16 can be achieved. Optimization is usually only possible to a limited extent due to specifications regarding the package and material parameters. The above-described increase in the pressure piece play d and the tendency to tip contribute to a deterioration in the functionality of the device 10th at.

Die 2 bis 6 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. Identische oder funktionsgleiche Elemente sind in diesen Figuren zur Erleichterung des Verständnisses mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie die in 1 dargestellte Vorrichtung 10.The 2nd to 6 show different embodiments of the invention. In these figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols as those in FIGS 1 shown device 10th .

Von den in den 2 bis 6 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtungen 10 sind nur das Druckstück 16 und die Zahnstange 12 (hier: in schematischer Darstellung als Kreis) dargestellt.Of those in the 2nd to 6 shown devices according to the invention 10th are just the thrust piece 16 and the rack 12th (here: in a schematic representation as a circle).

In der in 2 dargestellten Ausführungsform ist die Kontaktfläche 26 als erste Schicht 32 einer mit dem Druckstück 16 verbundenen Oberflächenbeschichtung 34 ausgebildet. Im Übrigen stimmt die Geometrie des Druckstücks 16 mit dem Druckstück aus 1 überein.In the in 2nd embodiment shown is the contact surface 26 as the first layer 32 one with the pressure piece 16 associated surface coating 34 educated. Otherwise, the geometry of the pressure piece is correct 16 with the pressure piece 1 match.

In der in 3 dargestellten Ausführungsform ist die Mantelfläche des zylindrischen Druckstücks 16 mit einer Oberflächenbeschichtung 34 versehen, die eine erste (zusätzliche) Schicht 32 darstellt.In the in 3rd The embodiment shown is the outer surface of the cylindrical pressure piece 16 with a surface coating 34 provided a first (additional) layer 32 represents.

Die in 4 dargestellte Ausführungsform ergibt sich aus der Kombination der Ausführungsformen aus den 2 und 3. In dieser Ausführungsform sind sowohl die Kontaktfläche 26 des Druckstücks 16 als auch die Mantelfläche des Druckstücks 16 mit einer Oberflächenbeschichtung 34 versehen, die eine erste (zusätzliche) Schicht 32 darstellt.In the 4th illustrated embodiment results from the combination of the embodiments from the 2nd and 3rd . In this embodiment, both are the contact area 26 of the pressure piece 16 as well as the outer surface of the pressure piece 16 with a surface coating 34 provided a first (additional) layer 32 represents.

In der in 5 gezeigten Ausführungsform ist eine Oberflächenbeschichtung 34 umlaufend vorgesehen, so dass auch der Bereich des Druckstücks 16, welcher an die Stellschraube 30 grenzt sowie der Bereich zwischen Mantelfläche und Kontaktfläche 26 mit einer Oberflächenbeschichtung 34 versehen, die eine erste (zusätzliche) Schicht 32 darstellt.In the in 5 The embodiment shown is a surface coating 34 provided all around, so that the area of the pressure piece 16 which to the set screw 30th borders and the area between the outer surface and the contact surface 26 with a surface coating 34 provided a first (additional) layer 32 represents.

Die in 6 dargestellte Ausführungsform basiert auf der in 5 gezeigten Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform ist allerdings als Kontaktfläche 26 eine zweite Schicht 36 als Oberflächenbeschichtung 34 vorgesehen. Diese ist als „Einlaufschicht“ derart gestaltet, dass sie sich innerhalb einer „Einlaufzeit“ (eine vordefinierte Zahl von Bewegungsspielen des Druckstücks, z.B. 1.000, 2.000, 3.000, 5.000, 10.000) überwiegend oder vollständig abnutzt. Vorzugsweise wird als Material für die Einlaufschicht ein Werkstoff verwendet, der dazu geeignet ist, „Materiallücken“ in der darunter befindlichen ersten Schicht 32 „aufzufüllen“ und diese erste Schicht 32 somit zu „glätten“.In the 6 illustrated embodiment is based on the in 5 shown embodiment. In this embodiment, however, is a contact surface 26 a second layer 36 as a surface coating 34 intended. This is designed as a "running-in layer" in such a way that it predominantly or completely wears out within a "running-in period" (a predefined number of movement cycles of the pressure piece, eg 1,000, 2,000, 3,000, 5,000, 10,000). A material that is suitable for “material gaps” in the first layer underneath is preferably used as the material for the running-in layer 32 "Fill up" and this first layer 32 thus to "smooth".

In der Praxis hat sich eine Multilayer-Beschichtung Cr / CrN / a-C:H mit folgender Zusammensetzung besonders bewährt: CrN composition: 50 - 60 at% Chromium 40 - 50 at% Nitrogen a-C:H composition 80 - 85 at% Carbon 15 - 18 at% Hydrogen In practice, a multilayer coating Cr / CrN / aC: H with the following composition has proven particularly useful: CrN composition: 50-60 at% chromium 40 - 50 at% nitrogen aC: H composition 80-85 at% carbon 15 - 18 at% hydrogen

Die Materialschicht wird vorzugsweise mit einer Dicke von 2,5 bis 5 µm ausgebildet.The material layer is preferably formed with a thickness of 2.5 to 5 microns.

Besonders bewährt hat sich die Zusammensetzung Cr / CrN / a-C:H, da mit „geringem“ Wasserstoffgehalt und hohem C-Anteil wasserstoffhaltige DLC (a-C:H)-Schichten herausragende tribologische Eigenschaften besitzen. Durch die amorphen Kohlenstoffschichten wird eine Festkörperschmierung erreicht, indem im Reibkontakt bei hohen Kontaktdrücken und damit überlagernden hohen Kontakttemperaturen eine graphitartige Transferschicht erzeugt wird. Die graphitartige Schicht lässt sich bereits durch geringe Kräfte scheren und senkt dadurch die Reibungskraft signifikant. Wasserstoffhaltige Schichten haben oftmals, vermutlich infolge der Wasserstoffpassivierung (keine chemische Bindung zwischen den Reibpartnern), bessere Reibungseigenschaften.The composition Cr / CrN / a-C: H has proven particularly useful, since with “low” hydrogen content and high C content, hydrogen-containing DLC (a-C: H) layers have outstanding tribological properties. Solid-state lubrication is achieved by the amorphous carbon layers, in that a graphite-like transfer layer is generated in the frictional contact at high contact pressures and thus superimposed high contact temperatures. The graphite-like layer can already be sheared by low forces and thereby significantly reduces the frictional force. Hydrogen-containing layers often have better friction properties, presumably as a result of the hydrogen passivation (no chemical bond between the friction partners).

Der Grundkörper (ohne Oberflächenbeschichtung) der in den 2 bis 5 gezeigten Druckstücke 16 ist vorzugsweise als Aluminium-Druckgussteil gefertigt. Er kann aber auch aus anderen Materialien und mit anderen Herstellungsverfahren produziert werden.The basic body (without surface coating) of the 2nd to 5 shown pressure pieces 16 is preferably made as an aluminum die-cast part. However, it can also be produced from other materials and with other manufacturing processes.

Weitere Zusammensetzungen, die für erfindungsgemäße Vorrichtungen und Zahnstangenlenkungen geeignet sind, sind folgende:

• a-C:H:W + a-C:H
• WC/C (a-C:H:W)
• CrN + a-C:H
• a-C:H
• TiAIN + WC/C (a-C:H:W)

Further compositions which are suitable for devices and rack and pinion steering systems according to the invention are as follows:

AC: H: W + aC: H
• WC / C (aC: H: W)
• CrN + aC: H
• aC: H
• TiAIN + WC / C (aC: H: W)

Es obliegt dem Fachmann, geeignete Werte für diese Zusammensetzungen auszuwählen. Da Härte und Verschleißfestigkeit mit zunehmendem H-Anteil abnehmen, sind im Allgemeinen Verbindung bevorzugt, bei denen der C-Anteil - wie in dem oben angegebenen Beispiel - größer ist als der H-Anteil. Besonders bevorzugt sind Verbindungen, bei denen der C-Anteil ein Vielfaches des H-Anteils beträgt, d.h. beispielsweise das 2-10fache (bezogen auf at%).It is up to the person skilled in the art to select suitable values for these compositions. Since the hardness and wear resistance decrease with increasing H content, compounds are generally preferred in which the C content - as in the example given above - is greater than the H content. Compounds in which the C content is a multiple of the H content are particularly preferred, i.e. for example 2-10 times (based on at%).

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden. Insbesondere können Einlaufschichten auch mit den Ausführungsformen der 2, 3 und 4 kombiniert werden. Ferner können als zweite Schichten 36 Oberflächenbeschichtungen 34 auch zwischen der die Kontaktfläche 26 bildenden Schicht und dem Grundwerkstoff eines Druckstücks 16 angeordnet werden, beispielsweise, um die Haftung der Oberflächenbeschichtung(en) 34 an dem Druckstück 16 zu verbessern.The invention is not limited to the embodiments described above. It can be varied within the scope of the claims and taking into account the knowledge of the responsible specialist. In particular, run-in layers can also be constructed using the embodiments of 2nd , 3rd and 4th be combined. Furthermore, as second layers 36 Surface coatings 34 also between the the contact area 26 forming layer and the base material of a pressure piece 16 be arranged, for example, to ensure the adhesion of the surface coating (s) 34 on the pressure piece 16 to improve.

BezugszeichenlisteReference list

1010th: Vorrichtung zum Andrücken einer ZahnstangeDevice for pressing a rack
1212th: ZahnstangeRack
1414: Ritzelpinion
1616: DruckstückPressure piece
1818th: LenkungsgehäuseSteering housing
2020: Federfeather
2222: KunststoffgleitplattePlastic sliding plate
2424th: Öffnungopening
2626: KontaktflächeContact area
2828: Pfeil (Haupt-Bewegungsrichtung des Druckstücks)Arrow (main direction of movement of the pressure piece)
3030th: StellschraubeSet screw
3232: erste Schichtfirst layer
3434: OberflächenbeschichtungSurface coating
3636: zweite Schichtsecond layer
dd: DruckstückspielPressure play

Claims

Device (10) for pressing a first element of a steering system onto a second element of a steering system of a motor vehicle, comprising a pressure piece (16) which has a contact surface (26) with the first element and is arranged in a steering housing (18) in such a way that it can be used to exert a compressive force against the first element in order to be able to press the first element against the second element, the contact surface (26) of the pressure piece (16) or a surface of the pressure piece (16) adjoining the steering housing (18) at least is partially provided with a surface coating (34), characterized in that the surface coating (34) has a thickness of less than 100 µm and contains carbon, the surface coating (34) in addition to a first, carbon-containing layer (32) at least one comprises a second layer (36) arranged on the outside, the second layer (36) containing a heavy metal.

Device (10) according to the preceding claim, characterized in that the surface coating (34) is a so-called "diamond-like carbon layer".

Device (10) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the surface coating (34) is applied to the pressure piece (16) by at least one of the following methods: a) CVD method (chemical vapor deposition), b) PVD -Procedure (physical vapor deposition), c) laser technology.

Device (10) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pressure piece (16) has a circular cross section.

Device (10) according to the preceding claim, characterized in that the surface coating (34) has a maximum thickness of 20 µm.

Device (10) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the surface coating (34) is a hydrogen-containing amorphous carbon layer (aC: H).

Rack and pinion steering with a device (10) for pressing a first element of a steering against a second element of a steering of a motor vehicle, comprising a pressure piece (16) which has a contact surface (26) to the first element and is thus arranged in a steering housing (18) is that it can be used to exert a compressive force against the first element in order to be able to press the first element against the second element, the contact surface (26) of the pressure piece (16) or a surface of the pressure piece (16) adjoining the steering housing (18). 16) is at least partially provided with a surface coating (34), characterized in that the surface coating (34) has a thickness of less than 100 µm and contains carbon, the rack (12) and / or the steering housing (18) is also provided with at least one surface coating (34) as described above.

Method for producing a pressure piece (16) for a rack and pinion steering, characterized in that in a first step a base body of the pressure piece (16) is produced from a base material and then in a second step on a surface which, when inserted in the rack and pinion steering the rack (12) or the steering housing (18) adjoins, at least partially a first carbon-containing layer (32) is applied, which has a thickness of less than 100 microns and in the third step a second layer (36) is applied, the second Layer (36) contains a heavy metal.

Method according to the preceding claim, characterized in that the layers (32, 36) are applied by using a CVD method (chemical vapor deposition), a PVD method (physical vapor deposition) or a laser technology.