DE102012101147A1

DE102012101147A1 - Support bearing with spring element

Info

Publication number: DE102012101147A1
Application number: DE102012101147A
Authority: DE
Inventors: Alexander Kogan; Sven Kirschbaum; Jens-Hauke Müller
Original assignee: Tedrive Steering Systems GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Steering Systems GmbH
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2013-08-14
Also published as: WO2013120969A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stützlager (1) für die Lagerung einer Lenkstange (13) in einem Lenkgehäuse (14) aufweisend: einen Stützlagerkörper (2, der einen zentralen, eine Innenwandung (5) definierenden Durchbruch (6) zur Aufnahme der Lenkstange (13), um die Lenkstange (13) relativ zum Lenkgehäuse (14) mittels eines Lenkgetriebes (12) zu verschieben, und eine Außenwandung (4) zum Anliegen am Lenkgehäuse (14) aufweist; wenigstens ein zwischen Innenwandung (5) und Außenwandung (4) angeordnetes Federelement (3, 3‘) zur elastisch rückstellenden Abstützung der Lenkstange (13) in wenigstens einer zur Innenwandung (5) senkrechten Hauptfederrichtung.The invention relates to a support bearing (1) for the mounting of a handlebar (13) in a steering housing (14) comprising: a support bearing body (2) having a central aperture (6) defining an inner wall (5) for receiving the handlebar (13) for displacing the handlebar (13) relative to the steering housing (14) by means of a steering gear (12) and an outer wall (4) for abutment with the steering housing (14), at least one between inner wall (5) and outer wall (4) Spring element (3, 3 ') for elastically restoring support of the handlebar (13) in at least one main spring direction perpendicular to the inner wall (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Stützlager für eine Lenkung eines Kraftfahrzeugs sowie ein zugehöriges Lenkgetriebe. Lenkgetriebe weisen ein im Wesentlichen rohrförmiges Lenkgehäuse, eine in dem Lenkgehäuse mittels wenigstens zweier Stützlager verschiebbar geführte Lenkstange sowie ein Getriebe, um über dessen Getriebeeingriff eine rotierende Lenkbewegung in eine axiale Bewegung der Lenkstange zu bewirken, auf. Lenkgetriebe werden bei Kraftfahrzeugen eingesetzt, um die über das Lenkrad aufgebrachte drehende Lenkbewegung in eine geradlinige Bewegung zum Verschwenken der zu lenkenden Fahrzeugräder umzuwandeln. Zur Lenkkraftunterstützung kann hierbei ein Servoantrieb zum Einsatz kommen, der an geeigneten Stellen innerhalb des Lenkkraftflusses angeordnet werden kann.The invention relates to a support bearing for a steering of a motor vehicle and an associated steering gear. Steering gearboxes have a substantially tubular steering housing, a steering rod displaceably guided in the steering housing by means of at least two support bearings, and a transmission in order to effect a rotating steering movement into an axial movement of the steering rod via its gear engagement. Steering gears are used in motor vehicles to convert the applied over the steering wheel rotating steering movement in a rectilinear movement for pivoting the vehicle wheels to be steered. To assist steering this case, a servo drive can be used, which can be arranged at suitable locations within the steering power flow.

Übliche Lenkgetriebe sind als sogenannte Zahnstangenlenkung ausgelegt. Bei der Zahnstangenlenkung ist das Ende der Lenksäule mit einem Ritzel verbunden, welches in die Verzahnung der Lenkstange, die dann auch Zahnstange genannt wird, eingreift und diese beim Drehen der Lenkung seitlich verschiebt. An beiden Enden der Zahnstange ist jeweils eine Spurstange über ein Kugelgelenk angeschlossen. Der einfache Aufbau hat für die große Verbreitung der Zahnstangenlenkung gesorgt. Zahnstangenlenkungen haben eine gute Rückmeldung und ein sehr gutes Rückstellvermögen. Es ist bekannt, ein Druckstück vorzusehen, um den Eingriff der Getriebekomponenten mit Vorspannung zu beaufschlagen, so dass verschleißbedingtes Spiel zwischen diesen Komponenten verhindert wird. Beispielsweise wird das Druckstück unter Federkraft in einen zylindrischen Druckstücksitz des Lenkgehäuses eingeschraubt und es wirkt in Einbaulage unter Federspannung mit seiner vorderen Kontaktfläche auf die äußere Mantelfläche der Lenkstange so ein, dass die Lenkstange mit ihrer Verzahnung gegen das Ritzel gedrückt wird. Derartige Druckstücke erhöhen den konstruktiven Aufwand des Lenkgetriebes, erhöhen den Aufwand bei der Montage des Lenkgetriebes, erhöhen das Gewicht sowie das Bauvolumen und können nachteilig Ursache für eine nicht gewünschte Geräuschentstehung beim Lenken sein. Es besteht daher Bedarf nach einem Lenkgetriebe, bei denen der Getriebeeingriff, beispielsweise der Eingriff zwischen Ritzel und Verzahnung der Lenkstange, vergleichsweise konstruktiv einfach unter Vorspannung gesetzt werden kann und insbesondere eingestellt werden kann, insbesondere bei gleichzeitig vorteilhaftem Wegfall eines Druckstücks oder Dergleichen.Conventional steering gear are designed as so-called rack and pinion steering. In the rack and pinion steering, the end of the steering column is connected to a pinion, which engages in the teeth of the handlebar, which is also called rack, and this moves laterally when turning the steering. At each end of the rack, a tie rod is connected via a ball joint. The simple construction has ensured the widespread use of rack and pinion steering. Rack and pinion steering has good feedback and very good resilience. It is known to provide a thrust piece to bias the engagement of the transmission components so that wear-related play between these components is prevented. For example, the pressure piece is screwed by spring force in a cylindrical pressure piece seat of the steering housing and it acts in the installed position under spring tension with its front contact surface on the outer surface of the handlebar so that the handlebar is pressed with its teeth against the pinion. Such plungers increase the design complexity of the steering gear, increase the effort in the assembly of the steering gear, increase the weight and the overall volume and can be disadvantageous cause of undesirable noise during steering. There is therefore a need for a steering gear in which the gear engagement, for example, the engagement between the pinion and teeth of the handlebar, comparatively structurally simple biased and can be set in particular, especially at the same time advantageous removal of a pressure piece or the like.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, den Montageaufwand, die Kosten, das Bauvolumen und auch das Gewicht für ein Lenkgetriebe zu reduzieren und dabei trotzdem einen vorgespannten Eingriff der zugehörigen Getriebekomponenten zu bewirken und insbesondere diesen einstellen zu können, insbesondere unter Wegfall eines Druckstücks, auch Gleitstein, genannt. Diese Aufgabe wird durch ein Stützlager gemäß Anspruch 1 gelöst. Ein entsprechend vorteilhaftes Lenkgetriebe sowie dessen Verwendung in einem Kraftfahrzeug sind jeweils Gegenstand der nebengeordneten Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich. The object of the present invention is therefore to be able to reduce the assembly costs, the costs, the overall volume and also the weight for a steering gear while still causing a preloaded engagement of the associated transmission components and in particular to be able to adjust these, in particular by omission of a pressure piece, also called sliding block. This object is achieved by a support bearing according to claim 1. A correspondingly advantageous steering gear and its use in a motor vehicle are each subject of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims. It should be noted that the features listed individually in the claims can be combined with each other in any technologically meaningful manner and show further embodiments of the invention. The description, in particular in connection with the figures, additionally characterizes and specifies the invention.

Das erfindungsgemäße Stützlager ist für die Lagerung einer Lenkstange in einem Lenkgehäuse vorgesehen. Das Stützlager umfasst einen Stützlagerkörper mit einem eine Innenwandung definierenden Durchbruch zur Aufnahme der Lenkstange. Der Durchbruch ist beispielsweise so angeordnet, dass er wenigstens den geometrischen Mittelpunkt des Stützlagers durchdringt. Der Stützlagerkörper kann verschiedene Ausgestaltungen der Innenwandung aufweisen. Beispielsweise ist die Querschnittform des durch die Innenwandung definierten Durchbruchs an den Querschnitt der Lenkstange angepasst, beispielsweise weisen beide einen kreisförmigen Querschnitt auf. In einer anderen Ausgestaltung ist der die Innenwandung definierende Querschnitt tropfenförmig, d.h. teilweise v-förmig bei teilkreisförmigem Übergang zwischen den Schenkeln des V. Der Durchbruch ist vorgesehen, um die Lenkstange relativ zum Lenkgehäuse mittels eines Lenkgetriebes verschieben zu können. Die Außenwandung des Stützlagerkörpers liegt im Allgemeinen formschlüssig am Lenkgehäuse an, um die Lenkstange über das Stützlager am Lenkgehäuse abzustützen. Das erfindungsgemäße Stützlager zeichnet sich dadurch auf, dass es zwischen Innenwandung und Außenwandung wenigstens ein Federelement zur elastisch rückstellenden Abstützung der Lenkstange in wenigstens einer zur Innenwandung senkrechten, bevorzugt radial gerichteten, Hauptfederrichtung aufweist. „Federelement“ im Sinne der Erfindung ist weit auszulegen, und umfasst somit ein separates in das Stützlagermaterial eingesetztes Federelement sowie ein durch eine spezielle Formgebung des Stützlagers aus dem Material des Stützlagers bereitgestelltes Federelement. Bevorzugt ist das Federelement in das Volumen des Stützlagerkörpers zwischen Innenwandung und Außenwandung integriert, wodurch sich eine Begrenzung des Federhubs des Federelements ergibt. Ferner können Mittel zur Begrenzung des Federwegs, wie Sicken oder Dergleichen vorgesehen sein. The support bearing according to the invention is provided for the storage of a handlebar in a steering housing. The support bearing comprises a support bearing body with an opening defining an inner wall for receiving the handlebar. For example, the aperture is arranged to penetrate at least the geometric center of the support bearing. The support bearing body may have various configurations of the inner wall. For example, the cross-sectional shape of the aperture defined by the inner wall is adapted to the cross section of the handlebar, for example, both have a circular cross section. In another embodiment, the cross section defining the inner wall is drop-shaped, i. partially V-shaped with a part-circular transition between the legs of the V. The breakthrough is provided in order to move the handlebar relative to the steering housing by means of a steering gear can. The outer wall of the support bearing body is generally positively against the steering housing to support the handlebar via the support bearing on the steering housing. The support bearing according to the invention is characterized in that it has between the inner wall and outer wall at least one spring element for elastically restoring support of the handlebar in at least one perpendicular to the inner wall, preferably radially directed, main spring direction. "Spring element" in the context of the invention is to be interpreted broadly, and thus comprises a separate inserted into the support bearing material spring element and a provided by a special shape of the support bearing of the material of the support bearing spring element. Preferably, the spring element is integrated into the volume of the support bearing body between the inner wall and outer wall, resulting in a limitation of the spring stroke of the spring element. Furthermore, means for limiting the travel, such as beads or the like can be provided.

Das separate Federelement ist beispielsweise aus Elastomer, Kautschuk, wie synthetischem oder natürlichem Kautschuk, insbesondere vulkanisiertem Kautschuk, hergestellt. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Federelement aus einem Federstahl hergestellt ist. The separate spring element is for example made of elastomer, rubber, such as synthetic or natural rubber, in particular vulcanized rubber. According to a preferred embodiment, the spring element is made of a spring steel.

Aufgrund der federnden Eigenschaften des Federelements können die während des Betriebes des Lenkgetriebes auftretenden Bewegungsschwankungen zwischen Ritzel und Lenkstange (dynamische Toleranzen), die im Wesentlichen durch fertigungsbedingte Toleranzen verursacht werden, ausgeglichen werden, so dass Schlaggeräusche, die nach dem Abheben der Lenkstange von dem Ritzel durch späteres Wiederanschlagen verursacht werden, wenn nicht gar vermieden so zumindest gemindert werden. Due to the resilient properties of the spring element occurring during operation of the steering gear motion fluctuations between the pinion and handlebar (dynamic tolerances), which are caused mainly by manufacturing tolerances can be compensated, so that whipping noise after lifting the handlebar of the pinion through will be caused later, if not avoided so at least be mitigated.

Bevorzugt ist das wenigstens eine Federelement so angeordnet, dass die elastisch rückstellende Abstützung eine Vorzugsrichtung bezogen auf die Radialrichtungen des Stützlagers hat, weil beispielsweise sich das Federelement nicht vollumfänglich um die Innenwandung erstreckt. Aufgrund der Vorzugsrichtung kann durch Verdrehen des Stützlagers die Richtung der elastischen Abstützung voreingestellt bzw. nachgestellt werden. Preferably, the at least one spring element is arranged so that the elastically restoring support has a preferred direction with respect to the radial directions of the support bearing, for example, because the spring element does not extend fully around the inner wall. Due to the preferred direction, the direction of the elastic support can be preset or adjusted by turning the support bearing.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Innenwandung exzentrisch zur Außenwandung angeordnet. Damit ist beispielsweise gemeint, dass der geometrische Mittelpunkt des Innenwandungsquerschnitts nicht mit dem geometrischen Mittelpunkt des Außenwandungsquerschnitts zusammenfällt. Durch die Exzentrizität wird eine Verlagerungsmöglichkeit der Lenkstange bezüglich des Lenkgehäuses durch Verdrehen des Stützlagers ermöglicht, um den Eingriff des Getriebes durch das Verdrehen des Stützlagers und gegebenenfalls die Anpresskraft mittels des Federelements einstellen zu können. Mittels eines exzentrischen Durchbruchs ist es möglich, Fertigungstoleranzen, Maßtoleranzen durch die unterschiedlichen Komponenten und die damit notwendige Einstellbarkeit für die Montage in einem Lenkgetriebe zu gewährleisten, insbesondere bei gleichzeitigem Wegfall eines Druckstücks bzw. Gleitsteins und dessen Montagemittel. According to a preferred embodiment, the inner wall is arranged eccentrically to the outer wall. This means, for example, that the geometric center of the inner wall cross-section does not coincide with the geometric center of the Außenwandungsquerschnitts. Due to the eccentricity a displacement possibility of the handlebar with respect to the steering housing by turning the support bearing is made possible to adjust the engagement of the transmission by the rotation of the support bearing and optionally the contact pressure by means of the spring element. By means of an eccentric breakthrough, it is possible to ensure manufacturing tolerances, dimensional tolerances by the different components and thus adjustability required for mounting in a steering gear, especially at the same time omitting a pressure piece or sliding block and its mounting means.

Die Anordnung des Federelements in Umfangsrichtung ist nicht zwingend festgelegt, beispielsweise ist es so angeordnet, dass dessen Hauptfederrichtung auf der Verbindungslinie der beiden geometrischen Mittelpunkte also auf der Richtung der Exzentrizität liegt. Das Federelement ist gemäß einer weiteren Variante ca. 90° zur Exzentrizität in Umfangsrichtung versetzt angeordnet. The arrangement of the spring element in the circumferential direction is not necessarily fixed, for example, it is arranged so that its main spring direction is on the line connecting the two geometric centers so on the direction of eccentricity. The spring element is arranged offset according to a further variant about 90 ° to the eccentricity in the circumferential direction.

Die Anordnung der Federelemente in Umfangsrichtung bezogen auf die Exzentrizität wird gemäß einer bevorzugten Variante so gewählt sein, dass sich eine optimale Variierung des Anpressdruckes basierend auf einer statistisch zu ermittelnden mittleren Drehstellung des Stützlagers, die über mehrere Montage- und Justiervorgänge ermittelt wird, ergibt. The arrangement of the spring elements in the circumferential direction with respect to the eccentricity will be chosen according to a preferred variant, that results in an optimal variation of the contact pressure based on a statistically to be determined average rotational position of the support bearing, which is determined over several assembly and adjustment processes.

Der Einfachheit halber wird als mittlere Drehstellung die mittlere Stellung zwischen maximalem und minimalem Eingriff zwischen Lenkstange und Ritzel angesehen. Bei Verwendung von zwei Federelementen, sind diese so angeordnet, dass deren Hauptfederrichtung die durch die Verbindungslinie der beiden Mittelpunkte definierte Achse (Exzentrizitätsrichtung) in einem Winkel im Bereich von 45° bis 90 ° schneidet.For simplicity, the average position between maximum and minimum engagement between the handlebar and pinion is considered as the average rotational position. When using two spring elements, these are arranged so that their main spring direction intersects the defined by the line connecting the two centers axis (Exzentrizitätsrichtung) at an angle in the range of 45 ° to 90 °.

Das Federelement definiert gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wenigstens teilweise die Innenwandung. D.h. das Federelement ist damit angrenzend an den Außenumfang der Lenkstange angeordnet. The spring element defined according to a preferred embodiment, at least partially the inner wall. That the spring element is thus arranged adjacent to the outer periphery of the handlebar.

Bevorzugt ist zwischen Federelement und Außenwandung ein Hohlraum im Stützlagerkörper angeordnet, um ein kontrolliertes, definiertes Nachgeben des Federelements sicherzustellen. Preferably, a cavity in the support bearing body is arranged between the spring element and outer wall to ensure a controlled, defined yielding of the spring element.

Zur Verringerung der Gleitreibung ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung in den Stützlagerkörper ein die Innenwandung des Durchbruchs wenigstens teilweise definierender Gleiteinsatz, beispielsweise aus Kunststoff, eingesetzt.To reduce the sliding friction is in accordance with a further advantageous embodiment in the support bearing body, an inner wall of the opening at least partially defining sliding insert, for example made of plastic, used.

Des Weiteren ist zur Verringerung der Herstellungskosten der Stützlagerkörper wenigstens teilweise aus Kunststoff hergestellt ist.Furthermore, to reduce the manufacturing cost of the support bearing body is at least partially made of plastic.

Das Federelement ist beispielweise als Blattfeder, Wellringfeder oder Tellerfeder ausgebildet. Das Federelement kann als separates, in den Stützlagerkörper einsetzbares Bauteil ausgebildet sein. Bevorzugt sind das Federelement und der Stützlagerkörper jedoch einstückig ausgebildet.The spring element is designed for example as a leaf spring, corrugated spring or plate spring. The spring element may be formed as a separate component which can be inserted into the support bearing body. Preferably, however, the spring element and the support bearing body are integrally formed.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Stützlager wenigstens zwei in Umfangsrichtung versetzte Federelemente. Dadurch kann durch Verdrehen des Stützlagers im Lenkgehäuse die Federwirkung eingestellt werden. Bevorzugt schneiden sich deren Hauptfederrichtung in einem Winkel von 90°.According to a further preferred embodiment, the support bearing comprises at least two circumferentially offset spring elements. As a result, by adjusting the support bearing in the steering housing, the spring action can be adjusted. Preferably, the main spring direction intersect at an angle of 90 °.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Stützlagers ist nicht auf die Abstützfunktion der Zahnstange beschränkt, sondern kann auch der Beanschlagung (Lockstop) der Verschiebebewegung der Zahnstange dienen. Bevorzugt dient das wenigstens eine Federelemente zusätzlich der elastischen Beanschlagung der Verschiebebewegung der Zahnstange. The function of the support bearing according to the invention is not limited to the support function of the rack, but can also serve the impact (lock stop) of the sliding movement of the rack. Preferably, the at least one spring elements additionally serves the elastic Attacking the sliding movement of the rack.

Die Erfindung betrifft ferner eine Lenkgetriebe, welches ein im Wesentlichen rohrförmiges Lenkgehäuse, eine in dem Lenkgehäuse verschiebbar geführte Lenkstange sowie ein Getriebe, um über dessen Getriebeeingriff eine rotierende Lenkbewegung in eine axiale Bewegung der Lenkstange zu bewirken, aufweist. The invention further relates to a steering gear, which has a substantially tubular steering housing, a steering rod displaceably guided in the steering rod and a transmission in order to effect via its gear engagement a rotating steering movement in an axial movement of the handlebar.

Das erfindungsgemäße Lenkgetriebe zeichnet sich durch wenigstens ein, beispielsweise ein oder zwei, Stützlager für die Lagerung der Lenkstange in dem Lenkgehäuse in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten aus. Bevorzugt umfasst das Getriebe eine lenkstangenseitige Verzahnung sowie ein damit in Eingriff stehendes Ritzel.The steering gear according to the invention is characterized by at least one, for example one or two, support bearing for the mounting of the handlebar in the steering housing in one of the previously described embodiments. Preferably, the transmission comprises a handlebar side toothing and a pinion meshing therewith.

Das erfindungsgemäße Lenkgetriebe ist hinsichtlich der technischen Auslegung und der Art des Getriebes nicht eingeschränkt, bevorzugt umfasst das Getriebe ein im sogenannten Ritzelturm des Lenkgehäuses angeordnetes Ritzel und eine lenkstangenseitige angeordnete Verzahnung. Das Lenkgetriebe kann erfindungsgemäß keine als auch eine, beispielsweise eine elektromechanische, Servounterstützung aufweisen. Beispielsweise ist eine hydraulische Servounterstützumg vorgesehen. Lenkgetriebe mit einer hydraulischen Unterstützung weisen einen mechanischen Bereich und einen hydraulischen Bereich des Lenkgehäuses auf. Der mechanische Bereich ist derjenige Bereich, in dem sich der Bereich der Zahnstange bewegt, der mit Zähnen versehen ist und der mit dem Ritzel in Eingriff kommt. Der Ritzeleingriffsbereich befindet sich also im mechanischen Bereich des Lenkgehäuses. Der hydraulische Bereich dagegen ist derjenige Bereich, in dem die Zahnstange ebenfalls hineinreicht aber üblicherweise keine Verzahnung aufweist. Innerhalb des hydraulischen Bereichs ist die Zahnstange mit einem verschieblich gelagerten Kolbenelement verbunden, an dessen Stirnseiten je eine Zylinderkammer ausgebildet ist. Bei Verdrehung des Lenkrads des Fahrzeugs wird ein Steuerventil betätigt, so dass Drucköl in jeweils eine der Zylinderkammern einströmt, wodurch der Kolben und somit die Zahnstange im Zylinder eine Kraft erfährt, die die Zahnstange unterstützend verschiebt. Die Verschiebung des Kolbens aufgrund des Drucköls dient als Kraftverstärkung für die Zahnstangenbewegung. Zu diesem Zweck sind das Steuerventil und das Zahnstangengehäuse über Hydraulikleitungen miteinander verbunden, so dass je nach Drehrichtung des Lenkrads die eine oder andere Zylinderkammer mit Drucköl beaufschlagt werden kann. The steering gear according to the invention is not limited in terms of the technical design and the nature of the transmission, preferably the transmission comprises a pinion arranged in the so-called pinion tower of the steering housing and a toothing arranged on the handlebar side. According to the invention, the steering gear can have no as well as one, for example an electromechanical, power assistance. For example, a hydraulic power assisting gear is provided. Steering gears with a hydraulic support have a mechanical range and a hydraulic range of the steering box. The mechanical area is the area in which the area of the rack moves, which is provided with teeth and which engages with the pinion. The pinion engagement area is thus located in the mechanical area of the steering housing. By contrast, the hydraulic region is the region in which the toothed rack also extends but usually has no toothing. Within the hydraulic range, the rack is connected to a displaceably mounted piston element, on the end faces of which a cylinder chamber is formed in each case. Upon rotation of the steering wheel of the vehicle, a control valve is actuated so that pressure oil flows into each one of the cylinder chambers, whereby the piston and thus the rack in the cylinder experiences a force that displaces the rack supportive. The displacement of the piston due to the pressure oil serves as a force reinforcement for the rack movement. For this purpose, the control valve and the rack housing are connected to each other via hydraulic lines, so that depending on the direction of rotation of the steering wheel one or the other cylinder chamber can be acted upon with pressure oil.

Die Erfindung betrifft ferner eine aus den zuvor genannten Gründen vorteilhafte Verwendung des Lenkgetriebes in einem Kraftfahrzeug.The invention further relates to an advantageous for the aforementioned reasons use of the steering gear in a motor vehicle.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Die Figuren sind dabei nur beispielhaft zu verstehen und stellen lediglich bevorzugte Ausführungsvarianten dar. Die jeweiligen Bezugszeichen der Ausführungsformen wurden bei funktionaler Identität der betreffenden Komponente beibehalten. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the following figures. The figures are to be understood as exemplary only and represent only preferred embodiments. The respective reference numerals of the embodiments have been retained in functional identity of the relevant component. Show it:

1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützlagers; 1 a sectional view of a first embodiment of the support bearing according to the invention;

2 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützlagers; 2 a side view of a second embodiment of the support bearing according to the invention;

3 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützlagers; 3 a side view of a third embodiment of the support bearing according to the invention;

4 eine Schnittansicht eines Lenkgetriebes (10) mit der dritten Ausführungsform des Stützlagers aus 3; 4 a sectional view of a steering gear ( 10 ) With the third embodiment of the support bearing 3 ;

5 eine perspektivische Ansicht der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützlagers aus 3; 5 a perspective view of the third embodiment of the support bearing according to the invention 3 ;

6a eine Seitenansicht eines in den Durchbruch 9 des Stützlagers 1 gemäß der 1 bis 5 einsetzbaren, zusätzlichen Federelements 3‘; 6a a side view of a breakthrough 9 of the support bearing 1 according to the 1 to 5 usable, additional spring element 3 ';

6b eine Aufsicht des zusätzlichen Federelements 3‘ der 6a; 6b a view of the additional spring element 3 ' of the 6a ;

7 eine Seitenansicht einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützlagers; 7 a side view of a fourth embodiment of the support bearing according to the invention;

8 eine perspektivische Ansicht der vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützlagers aus 7; 8th a perspective view of the fourth embodiment of the support bearing according to the invention from 7 ;

9 eine Seitenansicht einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützlagers; 9 a side view of a fifth embodiment of the support bearing according to the invention;

10 einen Kurvenverlauf der drehstellungsabhängigen Anpresskraft zwischen Lenkstange und Ritzel. 10 a curve of the rotational position-dependent contact force between the handlebar and pinion.

1 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützlagers 1. Diese weist einen Stützlagerkörper 2 mit einem zentralen Durchbruch 6 auf. Der Stützlagerkörper 2 wird in einem nicht dargestellten Lenkgehäuse formschlüssig aufgenommen, wobei dessen Außenumfang 4 zur Anlage an die Innenwandung des Lenkgehäuses kommt. In den Durchbruch 6 des Stützlagerkörpers ist ein Gleiteinsatz 7, beispielsweise aus einem Kunststoff, zur Reibungsminderung eingesetzt. Der durch den Gleiteinsatz 7 des Stützlagerkörpers definierte Durchbruch 6 dient der Aufnahme einer nicht dargestellten Lenkstange, wobei diese verschiebbar im nicht dargestellten Lenkgehäuse aufgenommen ist. Der Außenumfang 4 des Stützlagerkörpers 2 ist der Formgebung des Innenquerschnitts des Lenkgehäuses angepasst, beispielsweise ist der Stützlagerkörper 2 elliptischoder kreisringförmig. Die Innenwandung 5 ist gemäß der 1 unter horizontalem exzentrischen Versatz zur Außenwandung 4 versetzt angeordnet, wobei der exzentrische Versatz sich auf die geometrischen Mittelpunkte der Außenwandung 4 bzw. der Innenwandung 5 bezieht. Seitlich zu dieser Exzentrizitätsrichtung ist ein Federelement 3 in Form einer Blattfeder aus Federstahl angeordnet, dessen Hauptfederrichtung senkrecht in 1 verläuft. Durch Drehen des Stützlagerkörpers im Lenkgehäuse, beispielsweise zur Justierung nach der Montage und vor der Festlegung des Stützlagers im Lenkgehäuse, lässt sich durch die exzentrische Anordnung der Lenkstange im Stützlagerkörper die Lenkstange auf das Ritzel schwenken und gleichzeitig durch Aufbau einer Anpresskraft mittels des Federelements 3 aufgrund dessen elastisch abstützender Wirkung vorspannen. 1 shows a first embodiment of the support bearing according to the invention 1 , This has a support bearing body 2 with a central breakthrough 6 on. The support bearing body 2 is positively received in a steering housing, not shown, with its outer circumference 4 comes to rest against the inner wall of the steering housing. In the breakthrough 6 the support bearing body is a sliding insert 7 , For example, made of a plastic, used to reduce friction. The through the sliding insert 7 the support bearing body defined breakthrough 6 serves to receive a handlebar, not shown, which is slidably received in the steering housing, not shown. Of the outer periphery 4 the support bearing body 2 is adapted to the shape of the inner cross section of the steering housing, for example, is the support bearing body 2 elliptical or circular. The inner wall 5 is according to the 1 under horizontal eccentric offset to the outer wall 4 offset, wherein the eccentric offset is on the geometric centers of the outer wall 4 or the inner wall 5 refers. Laterally to this direction of eccentricity is a spring element 3 arranged in the form of a leaf spring made of spring steel, the main spring direction perpendicular to 1 runs. By turning the support bearing body in the steering housing, for example, after adjustment of the support bearing in the steering housing, can be pivoted by the eccentric arrangement of the handlebar in the support bearing body, the handlebar on the pinion and simultaneously by building a contact pressure by means of the spring element 3 bias due to its elastic supporting effect.

Die 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützlagers 1, wobei der Stützlagerkörper 2 kreisringförmig ist und einen bezüglich der Außenwandung 4 exzentrisch versetzten Durchbruch 6 aufweist. Bezüglich der in 2 senkrecht verlaufenden Exzentrizität mit dem Exzentrizitätsmaß X ist das Federelement 3 seitlich dazu, also in Umfangsrichtung etwa um 90° versetzt angeordnet. Das blattfederförmige Federelement 3 ist einstückig mit dem Stützlagerkörper 2 ausgebildet und ergibt sich als innerer Steg, der durch den zwischen Außenwandung 4 und Innenwandung 5 vorgesehenen Durchbruch 9 definiert wird. Auch hier wird durch die Verdrehung des Stützlagers 1 im nicht dargestellten Lenkgehäuse der Eingriff des Lenkgetriebes aber aufgrund des Federelements 3 auch die Vorspannung eingestellt. Um das Ansetzen eines Werkzeugs für das Verdrehen zu ermöglichen, sind zugehörige Ausnehmungen 8 am Stützlagerkörper 2 vorgesehen. In den Durchbruch 9 des Stützlagerkörpers 2 kann ein weiteres separates Federelement 3‘ eingesetzt werden, wie es beispielsweise in den 6a und 6b gezeigt ist. The 2 shows a second embodiment of the support bearing according to the invention 1 , wherein the support bearing body 2 is annular and one with respect to the outer wall 4 eccentrically offset breakthrough 6 having. Regarding the in 2 vertical eccentricity with the eccentricity X is the spring element 3 laterally thereto, that is offset in the circumferential direction by about 90 °. The leaf spring-shaped spring element 3 is integral with the support bearing body 2 formed and results as an inner web, by the between outer wall 4 and inner wall 5 intended breakthrough 9 is defined. Again, by the rotation of the support bearing 1 in the steering housing, not shown, the engagement of the steering gear but due to the spring element 3 also set the bias. In order to enable the attachment of a tool for twisting, are associated recesses 8th on the support bearing body 2 intended. In the breakthrough 9 the support bearing body 2 can be another separate spring element 3 ' be used, as for example in the 6a and 6b is shown.

Die 3 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützlagers 1, die sich im Wesentlichen nur dadurch von der zuvor beschriebenen, zweiten Ausführungsform unterscheidet, dass das blattfederförmige Federelement 3 durch zwei, einseitig mit dem Stützlagerkörper einstückig verbundene, ein freies Ende aufweisende Blattfedern ersetzt wurde. Auch hier kann in den Durchbruch 9 ein weiteres, separates Federelement, wie beispielsweise in den 6a und 6b gezeigt, bedarfsweise eingesetzt werden. Im Folgenden wird auf eine weitere Beschreibung funktionell identisch wirkender Komponenten verzichtet und hiermit auf die zuvor erfolgte Beschreibung diesbezüglich verwiesen.The 3 shows a third embodiment of the support bearing according to the invention 1 which differs substantially only from the second embodiment described above in that the leaf spring-shaped spring element 3 was replaced by two, on one side with the support bearing body integrally connected, a free end having leaf springs. Again, in the breakthrough 9 another, separate spring element, such as in the 6a and 6b shown to be used as needed. In the following, a further description of functionally identically acting components is dispensed with and reference is hereby made to the above description in this regard.

Die 4 zeigt das erfindungsgemäße Lenkgetriebe 10 mit einem Stützlager in der erfindungsgemäßen dritten Ausführungsform, wie aus 3 bekannt. Der Stützlagerkörper 2 wird in dem Lenkgehäuse 14 formschlüssig aufgenommen, wobei dessen Außenumfang 4 zur Anlage an die Innenwandung des Lenkgehäuses 14 kommt. Der vom Stützlagerkörper 2 definierte Durchbruch 6 dient der Aufnahme einer Lenkstange 13, wobei diese über den Stützlagerkörper 2 verschiebbar im Lenkgehäuse 14 aufgenommen ist. Der Außenumfang 4 des Stützlagerkörpers 2 ist der Formgebung des Innenquerschnitts des Lenkgehäuses 14 angepasst. Die Innenwandung 5 ist gemäß der 4 mit horizontaler exzentrischer Versetzung gegenüber der Außenwandung 4 versetzt, wobei die exzentrische Versetzung sich auf die geometrischen Mittelpunkte der Außenwandung 4 bzw. der Innenwandung 5 bezieht. Seitlich zu dieser Exzentrizitätsrichtung sind zwei Federelement 3 in Form zweier Blattfedern ausgebildet, deren Hauptfederrichtung horizontal in 1 verlaufen. Das Lenkgehäuse 14 weist einen Ritzelturm 11. In dem Ritzelturm 11 ist das von der Lenksäule drehend angetriebene Ritzel 12 angeordnet, das in Getriebeeingriff mit der in 4 nicht dargestellten Verzahnung der Lenkstange 13 steht. Durch Verdrehen des Stützlagerkörpers 2 gegenüber dem Lenkgehäuse 13 lässt sich durch die exzentrische Anordnung der Lenkstange 13 im Stützlagerkörper 2 die Lenkstange 13 auf das Ritzel 12 schwenken und gleichzeitig durch Aufbau einer Anpresskraft mittels der Federelemente 3 aufgrund deren elastisch abstützender Wirkung vorspannen. The 4 shows the steering gear according to the invention 10 with a support bearing in the third embodiment of the invention, as shown in FIG 3 known. The support bearing body 2 is in the steering housing 14 positively received, with its outer circumference 4 for engagement with the inner wall of the steering housing 14 comes. The from the support bearing body 2 defined breakthrough 6 serves to accommodate a handlebar 13 , this on the support bearing body 2 slidable in the steering box 14 is included. The outer circumference 4 the support bearing body 2 is the shape of the inner cross section of the steering housing 14 customized. The inner wall 5 is according to the 4 with horizontal eccentric offset relative to the outer wall 4 offset, wherein the eccentric offset is on the geometric centers of the outer wall 4 or the inner wall 5 refers. Laterally to this direction of eccentricity are two spring element 3 formed in the form of two leaf springs whose main spring direction horizontally in 1 run. The steering housing 14 has a pinion tower 11 , In the pinion tower 11 is the pinion rotatably driven by the steering column 12 arranged in gear engagement with the in 4 not shown toothing of the handlebar 13 stands. By turning the support bearing body 2 opposite the steering housing 13 can be due to the eccentric arrangement of the handlebar 13 in the support bearing body 2 the handlebar 13 on the pinion 12 pivot and at the same time by building up a contact force by means of the spring elements 3 due to their elastic supporting effect bias.

Die 5 zeigt die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützlagers 1 in perspektivischer Darstellung. In dieser Ansicht ist der durch eine Querschnittsaufweitung der Außenumfangsfläche definierte Wulst 18 zu erkennen, der für eine Lagefixierung in axialer Richtung des Stützlagers 1 in dem nicht dargestellten Lenkgehäuse sorgt. The 5 shows the third embodiment of the support bearing according to the invention 1 in perspective view. In this view, the bead defined by a cross-sectional expansion of the outer peripheral surface is 18 to recognize, for a positional fixation in the axial direction of the support bearing 1 ensures in the steering housing, not shown.

In 7 ist eine weitere, vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützlagers 1 gezeigt, dass sich von der in 2 gezeigten Ausführungsform dahingehend unterscheidet, dass mehrere, um etwa 90° versetzt zueinander angeordnete Federelemente 3 vorgesehen sind, deren Hauptfederrichtungen sich im Winkel von 90° schneiden. Die Durchbrüche 9 zwischen den Federelementen 3 und der Außenwandung 4 kann wiederum bedarfsweise mit zusätzlichen, separaten, in 7 nicht gezeigten Federelementen, wie sie beispielsweise in den 6a und 6b gezeigt sind, bestückt sein. Die 8 zeigt die vierte Ausführungsform in zugehöriger perspektivischer Darstellung.In 7 is a further, fourth embodiment of the support bearing according to the invention 1 shown that from the in 2 shown embodiment differs in that a plurality of offset by about 90 ° to each other spring elements 3 are provided, whose main spring directions intersect at an angle of 90 °. The breakthroughs 9 between the spring elements 3 and the outer wall 4 can turn, if necessary, with additional, separate, in 7 Not shown spring elements, as for example in the 6a and 6b shown to be stocked. The 8th shows the fourth embodiment in associated perspective view.

Eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützlagers 1 ist in 9 gezeigt. Diese basiert auf der vierten Ausführungsform und greift die spezifische Ausgestaltung der Federelemente aus den 3 bis 5 auf. Die fünfte Ausgestaltung umfasst somit zwei Federelementpaare 3, wobei jedes Paar, zwei einstückig mit dem Stützlagerkörper 2 ausgebildete, jeweils ein freies Ende aufweisende Blattfedern umfasst. Die Paare sind etwa um 90 ° versetzt zueinander angeordnet, wobei deren Hauptfederrichtung die durch die Exzentrizität definierte Richtung unter einem Winkel von 45° schneiden.A fifth embodiment of the support bearing according to the invention 1 is in 9 shown. This is based on the fourth embodiment and takes the specific embodiment of the spring elements from the 3 to 5 on. The fifth embodiment thus comprises two spring element pairs 3 wherein each pair, two integral with the support bearing body 2 trained, each having a free end leaf springs comprises. The pairs are arranged offset by about 90 ° to each other, wherein the main spring direction intersect the direction defined by the eccentricity at an angle of 45 °.

In 10 ist der Verlauf der Anpresskraft, genauer dessen Normalkomponente, der Lenkstange in Richtung Ritzel in Abhängigkeit der Drehstellung des Stützlagers aufgetragen. Die gepunktete Linie entspricht dem Kraftverlauf der dritten Ausführungsform, wobei die 0-Grad Darstellung der mittleren Stellung zwischen maximalem und minimalem Eingriff aufgrund der exzentrischen Lagerung der Zahnstange entspricht. Durch Verdrehen des Stützlagers in die positive Richtung auf 5°, 10°, 15° .... wird aufgrund der Exzentrizität der Eingriff erhöht bzw. das Eingriffspiel verringert, bei Verdrehen in die andere Richtung wird der Eingriff verringert bzw. gelöst. Gleichzeitig erhöht das um 90° zur Exzentrizität versetzt angeordnete Federelement die Anpresskraft. Ein Maximum der Normalkompenente der Anpresskraft wird bei ca. 20° erreicht. Danach fällt die Anpresskraft der Zahnstange an das Ritzel wieder ab, obwohl der Abstand zwischen Ritzel und Lenkstange aufgrund der Exzentrizität weiter reduziert wird.In 10 is the course of the contact pressure, more precisely its normal component, the handlebar in the direction of pinion in dependence on the rotational position of the support bearing applied. The dotted line corresponds to the force curve of the third embodiment, wherein the 0-degree representation corresponds to the middle position between maximum and minimum engagement due to the eccentric mounting of the rack. By rotating the support bearing in the positive direction to 5 °, 10 °, 15 ° .... due to the eccentricity of the engagement is increased or reduced the engagement clearance, upon rotation in the other direction, the engagement is reduced or solved. At the same time, the offset by 90 ° to the eccentricity arranged spring element increases the contact pressure. A maximum of the normal component of the contact force is reached at about 20 °. Thereafter, the contact force of the rack falls back on the pinion, although the distance between the pinion and handlebar due to the eccentricity is further reduced.

Die gestrichelte Linie zeigt hierzu im Vergleich den Verlauf der Anpresskraft, genauer dessen Normalkomponente (bezogen auf den Eingriff zwischen Lenkstange und Ritzel), der Lenkstange in Richtung Ritzel in Abhängigkeit der Drehstellung der fünften Ausführungsform des Stützlagers. Aufgrund der zwei um 90° versetzten Federelemente ergibt sich gegenüber dem gepunkteten Graphen ein insgesamt flacherer Verlauf mit einem zum höheren Drehwinkel verschobenen Maximum. Durch die Verwendung der zwei in Umfangsrichtung versetzten Federelemente ergibt sich somit ein breiterer Einstellbereich für die Anpresskraft bei nahezu gleichbleibender Maximalkraft. Durch die Aufteilung der Krafteinwirkung in zwei Richtungen, kann diese so eingestellt werden, dass die Normalkompenente verringert ist, umso die Reibkräfte bei der Gleitbewegung der Lenkstange im Stützlager gegenüber einem federelementlosen Stützlager zu verringern. Eine bezogen auf den Eingriff zwischen Lenkstange und Ritzel schräge Krafteinwirkung hat zudem den Vorteil, dass bei einer externen Impulseinwirkung auf die Lenkstange sich diese nicht mehr in Normalrichtung aus dem Eingriff mit dem Ritzel entfernt, sondern entlang der resultierenden Kraftrichtung, also schräg. Ein Teil der einwirkenden Kraft wird also durch die andere, zur Normalrichtung vertikale Kraftkomponente aufgenommen und reduziert somit das zurückschlagende Moment und damit auch das Schlaggeräusch bei Wiederaufeinandertreffen der Komponenten Zahnstange und Ritzel.The dashed line shows this in comparison the course of the contact pressure, more precisely its normal component (based on the engagement between the handlebar and pinion), the handlebar in the direction of pinion in dependence of the rotational position of the fifth embodiment of the support bearing. Due to the two offset by 90 ° spring elements results in relation to the dotted graphs an overall flatter course with a higher angle of rotation shifted maximum. By using the two circumferentially offset spring elements thus results in a wider range of adjustment for the contact force with almost constant maximum force. By dividing the force in two directions, this can be adjusted so that the Normalkompenente is reduced, so as to reduce the frictional forces during the sliding movement of the handlebar in the support bearing over a spring elementless support bearing. An oblique force acting on the engagement between the handlebar and the pinion also has the advantage that when external impulse action on the handlebar this no longer removed in the normal direction from the engagement with the pinion, but along the resulting direction of force, ie obliquely. Part of the acting force is thus absorbed by the other, normal to the vertical direction of force component and thus reduces the back-breaking moment and thus the impact noise at reunion of the components rack and pinion.

Claims

Support bearing ( 1 ) for the mounting of a handlebar ( 13 ) in a steering housing ( 14 ) comprising: a support bearing body ( 2 which has an inner wall ( 5 ) defining breakthrough ( 6 ) for receiving the handlebar ( 13 ) to the handlebar ( 13 ) relative to the steering housing ( 14 ) by means of a steering gear ( 12 ), and an outer wall ( 4 ) to rest on the steering housing ( 14 ) having; at least one between inner wall ( 5 ) and outer wall ( 4 ) arranged spring element ( 3 . 3 ' ) for elastically restoring support of the handlebar ( 13 ) in at least one of the inner wall ( 5 ) vertical main spring direction.

Support bearing ( 1 ) according to the preceding claim, wherein the at least one spring element ( 3 . 3 ' ) is arranged so that the elastically restoring support has a preferred direction with respect to the radial directions of the support bearing.

Support bearing ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the inner wall ( 5 ) eccentric to the outer wall ( 4 ) is arranged.

Support bearing ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the spring element ( 3 ) at least partially defines the inner wall.

Support bearing ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein between spring element ( 3 ) and outer wall ( 4 ) in the support bearing body ( 2 ) a cavity ( 9 ) is arranged.

Support bearing ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the spring element ( 3 ' ) is made of a spring steel.

Support bearing ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the support bearing body ( 2 ) an inner wall ( 5 ) of the breakthrough ( 6 ) at least partially defining sliding insert ( 7 ), for example made of plastic.

Support bearing ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the support bearing body ( 2 ) is at least partially made of plastic.

Support bearing ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the spring element as a leaf spring ( 3 . 3 ' ), Corrugated spring or disc spring is formed.

Support bearing ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the spring element ( 3 ) and the support bearing body ( 2 ) are integrally formed.

Support bearing ( 1 ) according to one of the preceding claims with at least two circumferentially offset spring elements ( 3 ).

Support bearing ( 1 ) according to the preceding claim, wherein the main spring directions of the offset spring elements ( 3 ) form an angle of 90 °.

Steering gear ( 10 ) comprising: a substantially tubular steering housing ( 14 ), one in the steering housing ( 14 ) sliding guided handlebar ( 13 ), a transmission ( 12 ), via the gear engagement a rotating steering movement in an axial movement of the handlebar ( 13 ) in the steering housing ( 14 ) and at least one support bearing ( 1 ) for the bearing of the handlebar ( 13 ) in the steering housing ( 14 ) according to one of the preceding claims.

Steering gear according to the preceding claim, wherein the transmission comprises a handlebar-side toothing and a pinion meshing therewith.

Use of the steering gear ( 10 ) according to one of the two preceding claims in a motor vehicle.