DE102017206972B4

DE102017206972B4 - Steering gear unit for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102017206972B4
Application number: DE102017206972.4A
Authority: DE
Inventors: Ralf Fritzsche
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-06-01
Filing date: 2017-04-26
Publication date: 2023-10-12
Anticipated expiration: 2037-04-27
Also published as: CN107444477A; DE102017206972A1

Abstract

Lenkgetriebeeinheit (1) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend ein Getriebegehäuse (2) zur Aufnahme einer Zahnstange (3) sowie einer hiermit zusammenwirkenden, entlang einer Mittelachse (A) axial verlaufenden Lenkspindel (4), sowie eine Abschlusskappe (7), die in eingebautem Zustand die Lenkspindel (4) umgibt und luftdicht einerseits am Getriebegehäuse (2) und andererseits an der Lenkspindel (4) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlusskappe (7) einen Mantelabschnitt (7.2) aufweist, der sich in axialer Richtung umlaufend um die Mittelachse (A) erstreckt, wobei von dem Mantelabschnitt (7.2) einerseits ein radial nach außen abgehender Anschlussflansch (7.3) und andererseits ein sich radial nach innen erstreckender Flanschabschnitt (7.1) abgeht, von dem ein Anlageabschnitt (7.6) ausgeht mit dem die Abschlusskappe (7) luftdicht an der Lenkspindel (4) anliegt, wobei im Abstand zur Lenkspindel (4) ein von einer Innenseite (8) zu einer Außenseite (9) durchgehender Luftkanal (10) in dem Flanschabschnitt (7.1) vorgesehen ist, welcher Luftkanal (10) bezüglich einer tangentialen Richtung in einem Bereich (7.4) angeordnet ist, der in eingebautem Zustand höher angeordnet ist als die Mittelachse (A).Steering gear unit (1) for a motor vehicle, comprising a gear housing (2) for receiving a rack (3) and a steering spindle (4) which interacts therewith and runs axially along a central axis (A), and an end cap (7), which in the installed state surrounds the steering spindle (4) and rests airtight on the one hand on the gear housing (2) and on the other hand on the steering spindle (4), characterized in that the end cap (7) has a jacket section (7.2) which extends in the axial direction around the central axis ( A), whereby from the jacket section (7.2) on the one hand a radially outwardly extending connecting flange (7.3) and on the other hand a radially inwardly extending flange section (7.1) extends, from which a contact section (7.6) extends with which the end cap (7) lies airtight on the steering spindle (4), with an air duct (10) running from an inside (8) to an outside (9) being provided in the flange section (7.1) at a distance from the steering spindle (4), which air duct (10) with respect to is arranged in a tangential direction in an area (7.4) which, when installed, is arranged higher than the central axis (A).

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkgetriebeeinheit für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, aufweisend ein Getriebegehäuse zur Aufnahme einer Zahnstange sowie einer hiermit zusammenwirkenden, axial verlaufenden Lenkspindel, sowie eine Abschlusskappe, die in eingebautem Zustand die Lenkspindel umgibt und luftdicht einerseits am Getriebegehäuse und andererseits an der Lenkspindel anliegt.The invention relates to a steering gear unit for a motor vehicle with the features of the preamble of claim 1, comprising a gear housing for receiving a rack and an axially extending steering spindle that interacts with it, as well as an end cap which surrounds the steering spindle when installed and is airtight on the gear housing on the one hand and on the other hand rests on the steering spindle.

Bei einem Kraftfahrzeug wie bspw. einem Pkw oder Lkw wird die fahrerseitig am Lenkrad vorgegebene Lenkbewegung über ein Lenkgetriebe auf die Räder der lenkbaren Achse übertragen. Die Drehbewegung der eigentlichen Lenkwelle, auf der das Lenkrad aufsitzt, wird normalerweise über wenigstens ein Kardangelenk und/oder einen Torsionsstab auf eine Lenkspindel übertragen, die ein Ritzel trägt, das mit einer Zahnstange des Lenkgetriebes zusammenwirkt. Die Zahnstange, die in Querrichtung des Fahrzeugs verläuft, ist endseitig über Kugelgelenke mit Spurstangen verbunden, die auf die Radträger der lenkbaren Achse wirken. Bei einigen Bauformen von hydraulischen Servolenkungen kann die Zahnstange auch in Reihe mit einer Kolbenstange angeordnet sein, so dass eine Spurstange mit der Zahnstange und die andere Spurstange mit der Kolbenstange verbunden ist.In a motor vehicle such as a car or truck, the steering movement specified by the driver on the steering wheel is transmitted to the wheels of the steerable axle via a steering gear. The rotational movement of the actual steering shaft on which the steering wheel sits is normally transmitted via at least one cardan joint and/or a torsion bar to a steering spindle which carries a pinion which interacts with a rack of the steering gear. The rack, which runs in the transverse direction of the vehicle, is connected at the ends via ball joints to tie rods, which act on the wheel carriers of the steerable axle. In some designs of hydraulic power steering systems, the rack can also be arranged in series with a piston rod, so that one tie rod is connected to the rack and the other tie rod is connected to the piston rod.

Zum Schutz vor Verschmutzung sind die Zahnstange sowie wenigstens ein Teil der Lenkspindel in einem Getriebegehäuse aufgenommen. Im Bereich der Lenkspindel ist hierbei normalerweise eine aus Kunststoff bestehende Abschlusskappe vorgesehen, die einen luftdichten Anschluss zum Getriebegehäuse sowie zur Lenkspindel gewährleistet. Die Abschlusskappe weist eine Öffnung auf, durch welche die Lenkspindel luftdicht geführt ist. Die endseitige Abdichtung des Gehäuses erfolgt über Faltenbälge bzw. Schutzmanschetten, die luftdicht einerseits am Gehäuse und andererseits an den Spurstangen befestigt sind. Bei einer Lenkbewegung bewegen sich die Spurstangen zusammen mit der Zahnstange gegenüber dem Gehäuse, wobei die Faltenbälge auseinandergezogen bzw. zusammengedrückt werden. Falls zwischen den Faltenbälgen kein oder kein ausreichender Luftaustausch möglich ist, kann die Volumenänderung zu einer erheblichen Belastung der Faltenbälge führen. Daher wird im Stand der Technik oftmals eine Luftaustauschleitung eingesetzt, die typischerweise außen am Getriebegehäuse entlang geführt ist und die endseitigen Bereiche desselben miteinander verbindet.To protect against contamination, the rack and at least part of the steering spindle are housed in a gear housing. In the area of the steering spindle, an end cap made of plastic is usually provided, which ensures an airtight connection to the gearbox housing and the steering spindle. The end cap has an opening through which the steering spindle is guided in an airtight manner. The end of the housing is sealed using bellows or protective sleeves, which are airtightly attached to the housing on the one hand and to the tie rods on the other. During a steering movement, the tie rods move together with the rack relative to the housing, with the bellows being pulled apart or compressed. If no or insufficient air exchange is possible between the bellows, the change in volume can lead to considerable strain on the bellows. Therefore, in the prior art, an air exchange line is often used, which is typically guided along the outside of the gearbox housing and connects the end regions of the same with one another.

Allerdings ändert sich selbst dann, wenn zwischen den Faltenbälgen Luft ausgetauscht werden kann, das insgesamt innerhalb des Getriebegehäuses einschließlich der Faltenbälge eingeschlossene Luftvolumen je nach Lenkbewegung. Dies kann zu deutlichen und unter Umständen plötzlichen Druckänderungen führen, die auf lange Sicht zu einer dauerhaften Verformung und/oder Beschädigung der Faltenbälge führen können. So kann es bspw. bei einer plastischen Verformung der Faltenbälge dazu kommen, dass diese in Kontakt mit umgebenden Bauteilen der Radaufhängung kommen. Bei der Bewegung des Faltenbalgs kommt es zu einem Abrieb. Schließlich kann ein Faltenbalg hierdurch undicht werden, was zum Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit das Getriebegehäuse und schließlich zum Versagen des Getriebes führt.However, even if air can be exchanged between the bellows, the total air volume enclosed within the transmission housing including the bellows changes depending on the steering movement. This can lead to significant and sometimes sudden changes in pressure, which in the long term can lead to permanent deformation and/or damage to the bellows. For example, if the bellows are plastically deformed, they may come into contact with surrounding components of the wheel suspension. When the bellows moves, abrasion occurs. Ultimately, this can cause a bellows to leak, leading to dirt and moisture entering the gearbox housing and ultimately causing the gearbox to fail.

Die gattungsgemäße DE 103 92 577 T5 beschäftigt sich mit einer Lenkgetriebeeinheit für ein Kraftfahrzeug. Dabei ist mindestens eine den Luftdurchtritt zulassende Verbindung an einer Stelle des Lenkgetriebegehäuses oder eines Gehäuseteils vorgesehen, der bis zur Fahrgastzelle reicht, um eine Luftzirkulation zwischen dem Inneren der Lenkung und der Fahrgastzelle zuzulassen. Der bis zur Fahrgastzelle reichende Gehäuseteil ist an Wand dieser Fahrgastzelle mit einer dazwischengesetzten Dichtung angebracht. Um die Lenkung vor Spritzwasser zu schützen, welches in die Fahrgastzelle eindringt, oder vor aus der Fahrgastzelle eindringenden Staub zu schützen kann in die Bohrung jeweils ein Verschlusselement mit unterschiedlichen Eigenschaften eingebracht werden. Die Lenkung soll so „atmend“ sein, d. h. eine Luftzirkulation zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Lenkung ist über die Bohrung und durch Ausnutzung der bereits für gewöhnlich bestehenden Verbindung zwischen den beiden Bälgen möglich gemacht. Allerdings bleibt diese Lenkung Wasser und gegebenen falls Staub oder anderen Festkörpern gegenüber nur aufgrund des Verschlusselements dicht.The generic one DE 103 92 577 T5 deals with a steering gear unit for a motor vehicle. At least one connection allowing the passage of air is provided at a point on the steering gear housing or a housing part that extends to the passenger compartment in order to allow air circulation between the interior of the steering and the passenger compartment. The housing part that extends to the passenger cell is attached to the wall of this passenger cell with a seal placed in between. In order to protect the steering from splash water that penetrates into the passenger compartment, or to protect against dust penetrating from the passenger compartment, a closure element with different properties can be inserted into the hole. The steering should be “breathing”, ie air circulation between the inside and outside of the steering is made possible via the bore and by using the connection that usually already exists between the two bellows. However, this steering system remains sealed against water and, if necessary, dust or other solid objects only because of the closure element.

Die EP 0 642 969 A1 offenbart eine Zahnstangenlenkung für Kraftfahrzeuge. Diese umfasst ein Kugelgelenk mit einem Kugelzapfen, der das Endstück einer Spurstange bildet, und einem Kugelgelenkgehäuse, in dem eine Lagerschale zur Lagerung des Kugelzapfens dient, ein Lenkgehäuse, eine in dem Lenkgehäuse geführte, wenigstens teilweise hohlzylindrische Zahnstange, die an dem Kugelgelenkgehäuse befestigt ist, sowie einen Faltenbalg, der einerseits am Lenkgehäuse und andererseits am Kugelzapfen dichtend anliegt. Hierbei erfolgt die Anbindung der Zahnstange an das Kugelgelenkgehäuse über einen axialen Anschlusszapfen, der über Entlüftungsnuten verfügt, die einen Gasaustausch zwischen dem Inneren des Faltenbalgs und dem Inneren der Zahnstange ermöglichen. Somit ist auch ein Druckausgleich zwischen den beiden Faltenbälgen möglich.The EP 0 642 969 A1 discloses a rack and pinion steering system for motor vehicles. This includes a ball joint with a ball pin, which forms the end piece of a tie rod, and a ball joint housing in which a bearing shell is used to support the ball pin, a steering housing, an at least partially hollow cylindrical rack guided in the steering housing and attached to the ball joint housing, as well as a bellows, which seals against the steering housing on the one hand and the ball pin on the other. The rack is connected to the ball joint housing via an axial connecting pin that has ventilation grooves that enable gas exchange between the inside of the bellows and the inside of the rack. This also makes it possible to equalize the pressure between the two bellows.

Die CN 203172712 U zeigt einen Ventilationsverschluss für ein elektrisches Servo-Lenksystem. Es ist vorgesehen, dass der Verschluss an einem Getriebegehäuse angeordnet wird, um einerseits das Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz in das Gehäuse zu verhindern und andererseits einen Druckausgleich mit der Umgebung zu ermöglichen. Der Verschluss umfasst einen Verschlusskörper, eine Abdeckung, die eine gasdurchlässige Membran schützt, sowie einen elastischen O-Ring, der zur Abdichtung zwischen dem Verschlusskörper und dem Getriebegehäuse angeordnet ist. Über die gasdurchlässige Membran ist ein Gasaustausch zwischen dem Inneren des Getriebegehäuses und der Umgebung möglich.The CN 203172712 U shows a ventilation closure for an electric power steering system tem. It is envisaged that the closure is arranged on a gearbox housing, on the one hand to prevent the penetration of moisture and dirt into the housing and on the other hand to enable pressure equalization with the environment. The closure includes a closure body, a cover that protects a gas-permeable membrane, and an elastic O-ring that is arranged for sealing between the closure body and the gear housing. Gas exchange between the interior of the gearbox housing and the environment is possible via the gas-permeable membrane.

Die CN 203902642 U zeigt ein Lenkgetriebe für eine hydraulische Servolenkung, bei dem eine Lenkstange innerhalb eines Getriebegehäuses angeordnet ist, wobei endseitig Faltenbälge einen dichten Abschluss zu dort vorgesehenen Spurstangen bilden. Um einen Druckausgleich zwischen den Faltenbälgen zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass den jeweiligen Faltenbälgen benachbarte Bereiche des Gehäuses außenseitige Öffnungen aufweisen, die über eine Austauschleitung in Verbindung stehen.The CN 203902642 U shows a steering gear for a hydraulic power steering, in which a handlebar is arranged within a gear housing, with bellows at the end forming a tight seal to the tie rods provided there. In order to enable pressure equalization between the bellows, it is provided that areas of the housing adjacent to the respective bellows have openings on the outside, which are connected via an exchange line.

Die DE 101 51 930 B4 offenbart eine Entlüftungsvorrichtung für eine hydraulische Hilfskraftlenkung. Eine Zahnstange eines Lenkgetriebes ist innerhalb eines Getriebegehäuses angeordnet, welches endseitig über Faltenbälge abgedichtet ist. Um eine Beschädigung der Manschetten zu verhindern, ist vorgesehen, dass ein Innenbereich des Lenkgetriebes mit einem überwiegend geschlossenen, aber mit der Atmosphäre kommunizierenden Behälter verbunden ist.The DE 101 51 930 B4 discloses a venting device for a hydraulic power steering system. A rack of a steering gear is arranged within a gear housing, which is sealed at the end by bellows. In order to prevent damage to the cuffs, it is provided that an interior area of the steering gear is connected to a predominantly closed container that communicates with the atmosphere.

In der US 2014/0041466 A1 ist ein Lenkgetriebe gezeigt, bei dem eine Zahnradwelle mit einer Zahnstange zusammenwirkt, deren Enden über Spurstangen auf Radträger wirken. Die Zahnstange ist in einem Gehäuse angeordnet, an dem endseitig Faltenbälge angeordnet sind. Um für einen Druckausgleich innerhalb des Gehäuses und somit innerhalb der Faltenbälge zu sorgen, ist vorgesehen, dass in einer Öffnung, durch die die Zahnradwelle in das Gehäuse geführt ist, ein Abschlussteil mit einem darin aufgenommenen ringförmigen Dichtungselement angeordnet ist, wobei das Dichtungselement außenseitig an der Zahnradwelle anliegt. Hierbei weist das Dichtungselement einen Lüftungskanal auf, der einerseits in Verbindung mit dem Inneren des Gehäuses und andererseits mit der Umgebung steht. Alternativ kann der Lüftungskanal auch als Nut an einer Innenseite des Dichtungselements ausgebildet sein.In the US 2014/0041466 A1 A steering gear is shown in which a gear shaft interacts with a rack, the ends of which act on wheel carriers via tie rods. The rack is arranged in a housing on which bellows are arranged at the ends. In order to ensure pressure equalization within the housing and thus within the bellows, it is provided that an end part with an annular sealing element accommodated therein is arranged in an opening through which the gear shaft is guided into the housing, the sealing element being on the outside on the Gear shaft rests. Here, the sealing element has a ventilation channel, which is connected to the interior of the housing on the one hand and to the environment on the other hand. Alternatively, the ventilation channel can also be designed as a groove on an inside of the sealing element.

Die US 6,435,300 B1 zeigt ein Servo-Lenksystem mit einer Lenkstange, die in einem Gehäuse angeordnet und endseitig mit Spurstangen verbunden ist. Faltenbälge sind einerseits am Gehäuse und andererseits an den Spurstangen befestigt. Um insbesondere bei schnellen Lenkbewegungen einen Druckausgleich innerhalb der Faltenbälge durchführen zu können, ist vorgesehen, dass diese über eine gasdurchlässige Membran mit der Umgebung in Verbindung stehen. Die Membran kann einerseits in einer Öffnung des Gehäuses angeordnet sein oder andererseits einen dünnwandiges Ausdehnungselement in der Wandung eines Faltenbalgs bilden.The US 6,435,300 B1 shows a power steering system with a handlebar that is arranged in a housing and is connected at the end to tie rods. Bellows are attached to the housing on the one hand and to the tie rods on the other. In order to be able to equalize pressure within the bellows, particularly during rapid steering movements, it is provided that they are connected to the environment via a gas-permeable membrane. On the one hand, the membrane can be arranged in an opening of the housing or, on the other hand, it can form a thin-walled expansion element in the wall of a bellows.

Die DE 197 15 808 A1 offenbart eine Zahnstangen-Hydro-Lenkung mit einer in einem Lenkgetriebe-Gehäuse angeordneten Stellstange, die aus einer mit einer Lenkspindel in Eingriff stehenden Zahnstange sowie einer Kolbenstange besteht. Zwei Hydraulikräume, über die die Kolbenstange beaufschlagbar ist, stehen über Hydraulikleitungen mit einer im Bereich der Lenkspindel vorgesehenen Lenkventileinheit in Verbindung. Um die Hydraulikleitungen vor Beschädigungen zu schützen, ist vorgesehen, dass diese in die Wandung des Gehäuses eingegossen oder hineingebohrt sind. Gleiches kann für eine Druckausgleichsleitung gelten, die sich entlang des Gehäuses erstreckt und für einen Druckausgleich zwischen zwei endseitig des Gehäuses angeordneten Faltenbälgen sorgt.The DE 197 15 808 A1 discloses a rack-and-pinion hydro-steering system with an adjusting rod arranged in a steering gear housing, which consists of a rack engaging a steering spindle and a piston rod. Two hydraulic chambers, via which the piston rod can be acted upon, are connected via hydraulic lines to a steering valve unit provided in the area of the steering spindle. In order to protect the hydraulic lines from damage, it is intended that they be cast or drilled into the wall of the housing. The same can apply to a pressure compensation line that extends along the housing and ensures pressure compensation between two bellows arranged at the end of the housing.

In der EP 0 507 164 A2 ist ein Lenkgetriebe offenbart, bei dem eine Zahnstange innerhalb eines Getriebegehäuses angeordnet und gegenüber diesem durch Lagermanschetten gelagert ist. Um einerseits einen Luftaustausch entlang der Lagermanschetten zu ermöglichen und andererseits die Steifigkeit derselben nicht unnötig zu beeinträchtigen, ist vorgesehen, dass die Außenseite der jeweiligen Manschette kontaktierende und nicht-kontaktierende Bereiche aufweist, wobei die kontaktierenden Bereiche durch eine Reihe von tangential beabstandeten Vorsprüngen gebildet sein können, und in jedem nicht-kontaktierenden Bereich ein Säulenelement vorgesehen ist, das sich von innen am Gehäuse abstützt.In the EP 0 507 164 A2 A steering gear is disclosed in which a rack is arranged within a gear housing and is mounted relative to it by bearing collars. In order, on the one hand, to enable an exchange of air along the bearing sleeves and, on the other hand, not to unnecessarily impair the rigidity of the same, it is provided that the outside of the respective sleeve has contacting and non-contacting areas, wherein the contacting areas can be formed by a series of tangentially spaced projections , and a column element is provided in each non-contacting area, which is supported on the housing from the inside.

Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet der Schutz eines Lenkgetriebes vor Druckänderungen noch Raum für Verbesserungen. Dies gilt insbesondere für den Schutz von endseitig angeordneten Faltenbälgen vor Beschädigung durch plötzlich auftretenden Über- oder Unterdruck.In view of the state of the art shown, the protection of a steering gear against pressure changes still offers room for improvement. This applies in particular to protecting end-mounted bellows from damage caused by sudden excess or negative pressure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schutz eines Lenkgetriebes vor Veränderungen des Innendrucks zu verbessern.The invention is based on the object of improving the protection of a steering gear against changes in the internal pressure.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Lenkgetriebeeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Abschlusskappe einen Mantelabschnitt aufweist, der sich in axialer Richtung umlaufend um die Mittelachse erstreckt, wobei von dem Mantelabschnitt einerseits ein radial nach außen abgehender Anschlussflansch und andererseits ein sich radial nach innen erstreckender Flanschabschnitt abgeht, von dem ein Anlageabschnitt ausgeht mit dem die Abschlusskappe luftdicht an der Lenkspindel anliegt, wobei im Abstand zur Lenkspindel ein von einer Innenseite zu einer Außenseite durchgehender Luftkanal in dem Flanschabschnitt vorgesehen ist, welcher Luftkanal bezüglich einer tangentialen Richtung in einem Bereich angeordnet ist, der in eingebautem Zustand höher angeordnet ist als die Mittelachse. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.According to the invention, the object is achieved by a steering gear unit with the features of claim 1, wherein the end cap has a jacket section which extends in the axial direction circumferentially around the central axis, wherein from the jacket section on the one hand there is a radially outwardly extending connecting flange and on the other hand a radially inwardly extending flange section, from which a contact section extends with which the end cap rests airtight on the steering spindle, with a continuous one from an inside to an outside at a distance from the steering spindle Air duct is provided in the flange section, which air duct is arranged with respect to a tangential direction in an area which, when installed, is arranged higher than the central axis. The subclaims relate to advantageous embodiments of the invention.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.It should be noted that the features and measures listed individually in the following description can be combined with one another in any technically sensible manner and show further refinements of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention, particularly in connection with the figures.

Durch die Erfindung wird eine Lenkgetriebeeinheit für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt. Als Kraftfahrzeuge kommen insbesondere Pkw und Lkw infrage. Namentlich kann es sich um eine Lenkgetriebeeinheit für eine Servolenkung handeln. Die Lenkgetriebeeinheit weist ein Getriebegehäuse zur Aufnahme einer Zahnstange sowie einer hiermit zusammenwirkenden, entlang einer Mittelachse axial verlaufenden Lenkspindel auf, sowie eine Abschlusskappe, die in eingebautem Zustand die Lenkspindel umgibt und luftdicht einerseits am Getriebegehäuse und andererseits an der Lenkspindel anliegt.The invention provides a steering gear unit for a motor vehicle. Cars and trucks are particularly suitable as motor vehicles. In particular, it can be a steering gear unit for a power steering system. The steering gear unit has a gear housing for receiving a rack and a steering spindle that interacts with it and runs axially along a central axis, as well as an end cap which, when installed, surrounds the steering spindle and rests airtight on the one hand on the gear housing and on the other hand on the steering spindle.

Die Zahnstange muss hierbei nicht unbedingt einteilig ausgebildet sein. Es ist z. B. auch denkbar, dass die Zahnstange in Reihe mit einer Kolbenstange angeordnet ist, die Teil einer hydraulischen Servolenkung ist. Die Lenkspindel weist ein Ritzel auf, das mit der Zahnstange zusammenwirkt. Die axiale Richtung ist hierbei einfach über die Mittelachse der Lenkspindel definiert. Hiermit sind ebenfalls eine tangentiale und eine radiale Richtung definiert. Selbstverständlich ist die Lenkspindel gegenüber dem Getriebegehäuse drehbar gelagert, bspw. über ein oder mehrere Kugellager, wobei die Drehachse der Lenkspindel selbstverständlich mit ihrer Mittelachse übereinstimmt. In vielen Fällen verläuft die Lenkspindel nicht senkrecht zur Verschiebungsrichtung der Zahnstange, weshalb das Ritzel insbesondere eine Schrägverzahnung aufweisen kann. Die Lenkspindel ist in zusammengebautem Zustand normalerweise indirekt mit einem Lenkrad verbunden, wobei die Verbindung insbesondere über ein oder mehrere Kardangelenke und/oder einen Torsionsstab gegeben sein kann. Es versteht sich, dass die Lenkbewegung seitens des Fahrers bereits im Bereich der Lenkspindel durch einen Servomotor verstärkt sein kann. In zusammengebautem Zustand kann die Zahnstange direkt oder indirekt mit Spurstangen verbunden sein, die auf die Radträger der lenkbaren Achse wirken.The rack does not necessarily have to be made in one piece. It is Z. B. also conceivable that the rack is arranged in series with a piston rod, which is part of a hydraulic power steering system. The steering spindle has a pinion that interacts with the rack. The axial direction is simply defined via the central axis of the steering spindle. This also defines a tangential and a radial direction. Of course, the steering spindle is rotatably mounted relative to the gearbox housing, for example via one or more ball bearings, the axis of rotation of the steering spindle of course coinciding with its central axis. In many cases, the steering spindle does not run perpendicular to the direction of displacement of the rack, which is why the pinion can in particular have helical teeth. When assembled, the steering spindle is usually indirectly connected to a steering wheel, whereby the connection can be provided in particular via one or more cardan joints and/or a torsion bar. It goes without saying that the driver's steering movement can be amplified by a servo motor in the area of the steering spindle. When assembled, the rack can be connected directly or indirectly to tie rods that act on the wheel carriers of the steerable axle.

Das Getriebegehäuse, das ein- oder mehrteilig ausgebildet sein kann, weist wenigstens drei Öffnungen auf, nämlich zwei endseitige Öffnungen, durch die die Spurstangen bzw. die Enden der Zahnstange geführt sind sowie eine weitere Öffnung, durch die die Lenkspindel geführt ist. Die endseitige Abdichtung des Getriebegehäuses wird über Faltenbälge (die man auch als Schutzmanschetten, Staubschutzmanschetten oder dergleichen bezeichnen kann) erreicht, die einerseits luftdicht mit dem Getriebegehäuse verbunden sind und andererseits ebenfalls luftdicht an den Spurstangen anliegen. Entweder innerhalb des Getriebegehäuses oder an dessen Außenseite kann eine Verbindungsleitung vorgesehen sein, die einen Luftaustausch zwischen den endseitigen Bereichen bzw. den Faltenbälgen ermöglicht.The gear housing, which can be designed in one or more parts, has at least three openings, namely two end openings through which the tie rods or the ends of the rack are guided and a further opening through which the steering spindle is guided. The end sealing of the transmission housing is achieved via bellows (which can also be referred to as protective sleeves, dust protection sleeves or the like), which on the one hand are connected to the transmission housing in an airtight manner and on the other hand also lie airtight on the tie rods. A connecting line can be provided either inside the gearbox housing or on its outside, which enables an exchange of air between the end areas or the bellows.

Die Abdichtung im Bereich der Lenkspindel erfolgt über die Abschlusskappe. Diese umgibt in eingebautem Zustand die Lenkspindel, d. h. sie ist tangential umlaufend um die Lenkspindel angeordnet. Aufgabe der Abschlusskappe ist es, im Bereich der Lenkspindel ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in das Getriebegehäuse zu verhindern. Aus diesem Grund liegt sie luftdicht sowohl am Getriebegehäuse als auch an der Lenkspindel an. Während sie bezüglich der Lenkspindel radial von außen an dieser anliegt, sind bezüglich der Anlage am Getriebegehäuse unterschiedliche Möglichkeiten gegeben. Bspw. kann das Getriebegehäuse in diesem Bereich eine Art Kragen aufweisen, der von innen oder von außen an der Abschlusskappe anliegt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Abschlusskappe einen oder mehrere radial verlaufende Anschlussflansche aufweist, die bspw. durch Schraubverbindungen an das Getriebegehäuse angebunden werden.The sealing in the area of the steering spindle is done via the end cap. When installed, this surrounds the steering spindle, i.e. H. it is arranged tangentially around the steering spindle. The purpose of the end cap is to prevent dirt and moisture from penetrating the gearbox housing in the area of the steering spindle. For this reason, it is airtight on both the gearbox housing and the steering spindle. While it rests radially from the outside of the steering spindle, there are different options when it comes to contact with the gearbox housing. For example, the gearbox housing can have a type of collar in this area that rests on the end cap from the inside or outside. According to the invention it is provided that the end cap has one or more radially extending connecting flanges, which are connected to the gearbox housing, for example by screw connections.

Erfindungsgemäß weist die Abschlusskappe einen von einer Innenseite zu einer Außenseite durchgehenden Luftkanal auf, welcher bezüglich einer tangentialen Richtung in einem Bereich angeordnet ist, der in eingebautem Zustand höher angeordnet ist als die Mittelachse. D. h., durch diesen Luftkanal, der zumindest für Luft durchlässig ist, ist Luftaustausch und somit ein Druckausgleich zwischen der Innenseite und der Außenseite der Abschlusskappe möglich, wobei die dem Getriebegehäuse zugewandte Seite als Innenseite bezeichnet wird. Somit kann bei einer Lenkbewegung, die mit einer Volumenänderung im Bereich der Faltenbälge und somit mit einer Druckänderung innerhalb des Getriebegehäuses einhergeht, entweder überschlüssiges Luftvolumen durch den Luftkanal abgegeben werden oder aber im Falle eines Unterdrucks Luft durch den Luftkanal von außen angesaugt werden. Vorteilhaft ist hierbei, dass keinerlei Öffnung am Getriebegehäuse selbst notwendig ist, welche fertigungstechnisch erheblich schwerer herzustellen wäre. Demgegenüber kann der Luftkanal in der Abschlusskappe mit wesentlich geringerem Aufwand hergestellt werden. Es können optional auch mehrere Luftkanäle vorhanden sein, allerdings ist es bevorzugt, dass die Abschlusskappe genau einen derartigen Luftkanal aufweist.According to the invention, the end cap has an air duct that runs from an inside to an outside and is arranged in a region with respect to a tangential direction which, when installed, is arranged higher than the central axis. That is, through this air duct, which is at least permeable to air, air exchange and thus pressure equalization between the inside and the outside of the end cap is possible, with the side facing the gearbox housing being referred to as the inside. Thus, in the case of a steering movement that is accompanied by a change in volume in the area of the bellows and thus with a change in pressure within the transmission housing, either over Consistent volume of air can be released through the air duct or, in the case of negative pressure, air can be sucked in from outside through the air duct. The advantage here is that no opening is necessary on the gear housing itself, which would be considerably more difficult to produce in terms of production technology. In contrast, the air duct in the end cap can be produced with significantly less effort. Optionally, several air channels can also be present, although it is preferred that the end cap has exactly one such air channel.

Der Luftkanal ist erfindungsgemäß bezüglich der tangentialen Richtung in eingebautem Zustand höher angeordnet als die Mittelachse. Man könnte auch davon sprechen, dass der Luftkanal in Umlaufrichtung (also tangentialer Richtung) um die Mittelachse herum in einem Winkelsegment angeordnet ist, das sich in eingebautem Zustand bezogen auf die Hochachse (Z-Achse) des Fahrzeugs höher befindet als die Mittelachse. Eine derartige Anordnung ist möglich, da die Lenkspindel normalerweise nie parallel zur Z-Achse, sondern im Allgemeinen im Winkel zu allen drei Fahrzeugachsen verläuft. Hierdurch ergeben sich auch bei einer Abschlusskappe, die weitgehend rotationssymmetrisch zur axialen Richtung ausgebildet ist, Bereiche, die sich etwas höher befinden, und Bereiche, die sich etwas niedriger befinden. Folgt man also der tangentialen Richtung, so gibt es jeweils ein Winkelsegment von 180°, das sich höher als die Mittelachse befindet, und ein Winkelsegment von 180°, das sich niedriger befindet. Der Luftkanal ist in dem höher gelegenen Winkelsegment angeordnet. Eine derartige Anordnung kann in solchen Fällen, in denen zu befürchten ist, dass sich im Bereich der Außenseite der Abschlusskappe Schmutz oder Feuchtigkeit sammeln, weitestgehend vermieden werden, dass diese den Bereich des Luftkanals erreichen und blockieren bzw. in diesen eindringen. Dies beruht auf der Überlegung, dass insbesondere Feuchtigkeit, aber auch Schmutz, sich zunächst an den tiefstgelegenen Punkten sammelt. Die Lenkung gemäß der DE 103 92 577 T5 soll so „atmend“ sein, d. h. eine Luftzirkulation zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Lenkung ist über die Bohrung und durch Ausnutzung der bereits für gewöhnlich bestehenden Verbindung zwischen den beiden Bälgen möglich gemacht. Allerdings bleibt diese Lenkung Wasser und gegebenenfalls Staub oder anderen Festkörpern gegenüber nur aufgrund des Verschlusselements dicht. Bei der Erfindung dagegen ist erstmals erkannt worden, dass der Luftkanal gemäß der Erfindung zuoberst anzuordnen ist, um die Lenkung vor eindringenden Flüssigkeiten und Festkörpern zu schützen.According to the invention, the air duct is arranged higher than the central axis with respect to the tangential direction when installed. One could also say that the air duct is arranged in the circumferential direction (i.e. tangential direction) around the central axis in an angular segment which, when installed, is higher than the central axis in relation to the vertical axis (Z-axis) of the vehicle. Such an arrangement is possible because the steering spindle is normally never parallel to the Z-axis, but generally at an angle to all three vehicle axes. This results in areas that are slightly higher and areas that are slightly lower, even with an end cap that is largely rotationally symmetrical to the axial direction. So if you follow the tangential direction, there is an angular segment of 180° that is higher than the central axis and an angular segment of 180° that is lower. The air duct is arranged in the higher angle segment. Such an arrangement can be largely avoided in cases where there is a risk that dirt or moisture will collect in the area of the outside of the end cap and that it will reach and block the area of the air duct or penetrate into it. This is based on the idea that moisture in particular, but also dirt, initially collects at the lowest points. The steering according to the DE 103 92 577 T5 should be “breathing”, ie air circulation between the inside and outside of the steering is made possible via the bore and by using the connection that usually already exists between the two bellows. However, this steering system remains sealed against water and possibly dust or other solid bodies only because of the closure element. In the invention, on the other hand, it was recognized for the first time that the air duct according to the invention should be arranged at the top in order to protect the steering from penetrating liquids and solids.

Es ist hierbei je nach Bauweise denkbar, dass ein und dieselbe Abschlusskappe für Lenkgetriebe mit Linkslenkung und für solche mit Rechtslenkung verwendet wird, wobei sich auch die Position des Luftkanals bezüglich der tangentialen Richtung bei Rechtslenkung und Linkslenkung voneinander unterscheiden kann. In vielen Fällen ist der Unterschied allerdings gering und kann bspw. im Bereich von 60° oder weniger liegen, so dass es möglich ist, den Luftkanal für beide Einbaupositionen in der erfindungsgemäßen Weise vorzusehen.Depending on the design, it is conceivable that one and the same end cap is used for steering gears with left-hand drive and for those with right-hand drive, whereby the position of the air duct with respect to the tangential direction can also differ from one another for right-hand drive and left-hand drive. In many cases, however, the difference is small and can, for example, be in the range of 60° or less, so that it is possible to provide the air duct for both installation positions in the manner according to the invention.

Bevorzugt ist der Luftkanal bezüglich der tangentialen Richtung in einem Bereich angeordnet, der in eingebautem Zustand zuoberst angeordnet ist. Selbstverständlich ist hierbei eine gewisse Toleranz möglich. Bspw. kann der Luftkanal innerhalb eines 30° oder auch 60° breiten Winkelsegments um die oberste Position angeordnet sein. Bei einer wahlweisen Verwendung einer Abschlusskappe für Linkslenkung und Rechtslenkung kann sich die exakte Position des am höchsten gelegenen Winkelsegments bei Rechtslenkung und Linkslenkung voneinander unterscheiden. Wie bereits oben angesprochen, ist der Unterschied aber normalerweise gering, so dass es möglich ist, den Luftkanal in der Mitte zwischen den beiden Idealpositionen anzuordnen, was immer noch zufriedenstellende Ergebnisse liefert.The air duct is preferably arranged in an area with respect to the tangential direction, which is arranged at the top when installed. Of course, a certain degree of tolerance is possible here. For example, the air duct can be arranged within a 30° or even 60° wide angular segment around the top position. If an end cap is optionally used for left-hand drive and right-hand drive, the exact position of the highest angle segment may differ for right-hand drive and left-hand drive. However, as mentioned above, the difference is usually small, so it is possible to place the air duct halfway between the two ideal positions, which still produces satisfactory results.

Vorteilhaft ist es auch, dass die Lenkspindel in Richtung des Innenraums des Fahrzeugs weist, weshalb die Abschlusskappe zumindest benachbart zu dem Innenraum angeordnet sein kann. Hierdurch ist es gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung möglich, dass die Außenseite der Abschlusskappe im Luftaustausch mit einem Innenraum des Kraftfahrzeugs steht, man könnte auch sagen drucklos mit diesem kommuniziert. D. h. im Gegensatz zu Lösungen im Stand der Technik, wo ein Druckausgleich gegenüber der Umgebung des Fahrzeugs erfolgt (bzw. gegenüber dem Motorraum, der mit der Umgebung in Verbindung steht), erfolgt dieser mit dem Innenraum des Fahrzeugs. Dies bedeutet, dass der Luftkanal im Hinblick auf Schmutz, Feuchtigkeit sowie ggf. Temperaturunterschiede geringeren Belastungen ausgesetzt ist und daher eventuelle Schutzmaßnahmen weniger aufwendig sind. Sowohl ein Eindringen von Schmutz oder Feuchtigkeit ins Innere des Getriebegehäuses, als auch eine Blockierung des Luftkanals selber sind hierbei unwahrscheinlich. Insbesondere kann die Außenseite der Abschlusskappe im Bereich eines Fußraums für einen Fahrer des Fahrzeugs angeordnet sein. Da in diesen Bereich potenziell Schmutz und Feuchtigkeit eingetragen werden können, ist die erfindungsgemäße hohe Anordnung des Luftkanals hierbei von Vorteil. In vielen Fällen müsste der Innenbereich bspw. völlig voll Wasser laufen, um bei der beschriebenen Anordnung den Luftkanal zu blockieren, was nahezu auszuschließen ist.It is also advantageous that the steering spindle points in the direction of the interior of the vehicle, which is why the end cap can be arranged at least adjacent to the interior. This makes it possible, according to a preferred embodiment, for the outside of the end cap to be in air exchange with an interior of the motor vehicle, one could also say that it communicates with it without pressure. I.e. In contrast to solutions in the prior art, where pressure equalization takes place with respect to the surroundings of the vehicle (or with respect to the engine compartment, which is connected to the surroundings), this takes place with the interior of the vehicle. This means that the air duct is exposed to less stress in terms of dirt, moisture and possible temperature differences and therefore any protective measures are less expensive. It is unlikely that dirt or moisture will penetrate into the interior of the gearbox housing or that the air duct itself will be blocked. In particular, the outside of the end cap can be arranged in the area of a footwell for a driver of the vehicle. Since dirt and moisture can potentially enter this area, the high arrangement of the air duct according to the invention is an advantage here. In many cases, for example, the interior area would have to be completely full of water in order to block the air duct with the arrangement described, which can almost be ruled out.

Vorteilhaft weist die Lenkgetriebeeinheit eine Spritzwand-Abdichtung zum Anschluss an den Innenraum des Kraftfahrzeugs auf. Eine solche Spritzwand-Abdichtung, die insbesondere aus Gummi oder einem anderen Elastomer ausgebildet sein kann, dient vornehmlich dazu, in dem Bereich, in dem die Lenkspindel in den Innenraum hinein geführt ist, eine Abdichtung gegenüber der Unterseite des Fahrzeugs sicherzustellen, um ein Eindringen von Schmutz, Feuchtigkeit und Außenluft in das Fahrzeuginnere zu verhindern. Eine derartige Dichtung befindet sich normalerweise im Bodenbereich des Fahrzeugs, bspw. angrenzend an den Fußraum des Fahrers. Die Spritzwand-Abdichtung umgibt hierbei mit einem gehäusenahen Abschnitt die Abschlusskappe und mit einem gehäusefernen Abschnitt umgibt sie beabstandet die Lenkspindel. Der gehäusenahe Abschnitt ist hierbei selbstverständlich dem Getriebegehäuse zugewandt und der gehäuseferne Abschnitt ist entsprechend von diesem abgewandt. Die Spritzwand-Abdichtung, und insbesondere der gehäuseferne Abschnitt derselben, dient hierbei auch dazu, den Luftkanal gegenüber Feuchtigkeit und Schmutz abzuschirmen.The steering gear unit advantageously has a bulkhead seal for connection to the interior of the motor vehicle. Such a bulkhead seal, which can in particular be made of rubber or another elastomer, serves primarily to ensure a seal against the underside of the vehicle in the area in which the steering spindle is guided into the interior in order to prevent ingress Prevent dirt, moisture and outside air from entering the vehicle interior. Such a seal is normally located in the floor area of the vehicle, for example adjacent to the driver's footwell. The bulkhead seal surrounds the end cap with a section close to the housing and surrounds the steering spindle at a distance with a section remote from the housing. The section close to the housing is of course facing the gearbox housing and the section away from the housing is correspondingly facing away from it. The bulkhead seal, and in particular the section of it remote from the housing, also serves to shield the air duct from moisture and dirt.

Insbesondere kann die Abschlusskappe aus Kunststoff, bspw. faserverstärktem Kunststoff, bevorzugt aus PA 6.6 LGF 40 bestehen, wobei der Luftkanal unmittelbar beim Urformen der Abschlusskappe ausgebildet werden kann. Alternativ könnte er selbst verständlich auch nachträglich, bspw. durch eine Bohrung, hergestellt werden, was allerdings nicht bevorzugt ist. Bevorzugt ist die Abschlusskappe einstückig ausgebildet, d. h. derjenige Teil, der am Getriebegehäuse anliegt, der Teil mit dem Luftkanal sowie derjenige Teil, der an der Lenkspindel anliegt, sind einstückig gefertigt. Die Membran besteht aus zur Abschlusskappe artgleichem Material, also bevorzugt auch aus einem PA 6.6 LGF 40. Dies erleichtert die Verbindung der Membran mit der Abschlusskappe beispielsweise mittels Ultraschallschweißen. Artungleiche Verbindungen wären so nicht hinreichend dicht herstellbar. Jedoch ist darauf hinzuweisen, dass die Abschlusskappe in einer anderen Farbe gehalten ist als die Membran. Dies hat den Vorteil, dass eine visuelle Überprüfung, bevorzugt eine automatisierte Überprüfung mittels Erkennungsmitteln wie z. B. mit einem Kamerasystem durchgeführt werden kann. So kann das Vorhandensein des Bauteils, also der Membran aber auch die korrekte Position in kürzester Zeit und quasi aufwandsfrei überprüft werden. Die Membran kann z. B. heller sein als die Abschlusskappe. Bevorzugt ist die Abschlusskappe schwarz, wobei die Membran idealer Weise weiß ist.In particular, the end cap can be made of plastic, for example fiber-reinforced plastic, preferably PA 6.6 LGF 40, whereby the air channel can be formed directly when the end cap is originally formed. Alternatively, it could of course also be produced subsequently, for example by drilling a hole, although this is not preferred. The end cap is preferably formed in one piece, i.e. H. The part that rests on the gearbox housing, the part with the air duct and the part that rests on the steering spindle are made in one piece. The membrane is made of the same material as the end cap, preferably PA 6.6 LGF 40. This makes it easier to connect the membrane to the end cap, for example using ultrasonic welding. Connections of dissimilar species would not be able to be produced with sufficient density. However, it should be noted that the end cap is in a different color than the membrane. This has the advantage that a visual check, preferably an automated check using detection means such as. B. can be carried out with a camera system. In this way, the presence of the component, i.e. the membrane, but also the correct position can be checked in the shortest possible time and with virtually no effort. The membrane can e.g. B. be brighter than the end cap. The end cap is preferably black, with the membrane ideally being white.

Erfindungsgemäß ist der Luftkanal von der Lenkspindel beabstandet. D. h. in radialer Richtung grenzt der Luftkanal nicht unmittelbar an die Lenkspindel an, sondern ist im Abstand hierzu angeordnet. Diese Ausgestaltung, bei der der Luftkanal also nicht randseitig angeordnet ist, kann aus verschiedenen Gründen vorteilhaft sein. Zum einen kann die Stabilität der Abschlusskappe hierdurch verbessert werden. Auch kann in solchen Fällen, in denen ein Schmiermittel zwischen Lenkspindel und Abschlusskappe zum Einsatz kommt, das Schmiermittel den Luftkanal nicht blockieren.According to the invention, the air duct is spaced from the steering spindle. I.e. In the radial direction, the air duct does not directly adjoin the steering spindle, but is arranged at a distance from it. This configuration, in which the air duct is not arranged on the edge, can be advantageous for various reasons. On the one hand, the stability of the end cap can be improved in this way. Also, in cases where a lubricant is used between the steering spindle and the end cap, the lubricant cannot block the air duct.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Luftkanal durch eine gasdurchlässige Membran verschlossen. Insofern ist selbstverständlich auch die Membran in Einbaulage am höchsten Punkt angeordnet, wobei die Rechts- und Linkslenkungen oben bereits erwähnt wurden. Eine derartige Membran, die auch als halbdurchlässig oder semipermeabel bezeichnet werden kann, verhindert insbesondere in Zusammenhang mit vorteilhaften Anordnung zuoberst, dass Schmutz oder Feuchtigkeit durch den Luftkanal ins Innere des Getriebegehäuses gelangen. Die zuoberste Anordnung bedeutet, dass der gesamte abgedichtete Innenbereich mit Flüssigkeit gefüllt sein müsste, bis diese Flüssigkeit Kontakt mit der Membran hat. Gleichzeitig lässt die Membran Luft hindurch und ermöglicht so, dass der Luftkanal seine vorgesehene Funktion erfüllen kann. Die Membran kann aus einem Schmutz- und/oder Feuchtigkeit abweisenden Material wie PTFE gefertigt sein bzw. mit einem solchen beschichtet sein. Um ein Verstopfen des Luftkanals zu verhindern, ist es bevorzugt, dass die Membran angrenzend an die Außenseite der Abschlusskappe angeordnet ist. Die Membran kann mit der Abschlusskappe verklebt oder verschweißt sein (bspw. durch Ultraschallschweißen) oder ggf. sogar im Zuge eines Urformprozesses direkt in die Abschlusskappe eingegossen werden. According to a preferred embodiment, the air duct is closed by a gas-permeable membrane. In this respect, the membrane is of course also arranged at the highest point in the installed position, with the right-hand and left-hand steering systems already mentioned above. Such a membrane, which can also be referred to as semi-permeable or semi-permeable, prevents dirt or moisture from getting into the interior of the gearbox housing through the air duct, particularly in connection with an advantageous arrangement at the top. The topmost arrangement means that the entire sealed interior area would have to be filled with liquid until that liquid comes into contact with the membrane. At the same time, the membrane allows air to pass through, allowing the air duct to fulfill its intended function. The membrane can be made of or coated with a dirt and/or moisture-repellent material such as PTFE. In order to prevent clogging of the air channel, it is preferred that the membrane is arranged adjacent to the outside of the end cap. The membrane can be glued or welded to the end cap (e.g. by ultrasonic welding) or possibly even cast directly into the end cap as part of a master molding process.

Insbesondere weist die Abschlusskappe einen sich radial nach innen erstreckenden Flanschabschnitt auf, in welchem der Luftkanal angeordnet ist. Der Flanschabschnitt kann hierbei insbesondere senkrecht zur axialen Richtung verlaufen und gewissermaßen eine Art Kragen um die Lenkspindel bilden. Der Luftkanal durchquert diesen Flanschabschnitt, wobei er insbesondere in axialer Richtung verlaufen kann.In particular, the end cap has a flange section which extends radially inwards and in which the air duct is arranged. The flange section can in particular run perpendicular to the axial direction and, to a certain extent, form a kind of collar around the steering spindle. The air duct traverses this flange section, whereby it can extend in particular in the axial direction.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Luftkanal an der Außenseite eine Senkung auf. Man kann auch davon sprechen, dass sich der Luftkanal in einem an der Außenseite befindlichen Endbereich erweitert. Die Senkung kann insbesondere zylinderförmig sein. Eine derartige Senkung kann bspw. die o.g. gasdurchlässige Membran aufnehmen, d. h. die Membran kann in der Senkung angeordnet sein. Hierdurch ist die Membran gegenüber einer umliegenden Oberfläche nach innen versetzt und steht nicht über diese hinaus, wodurch eine Beschädigung verhindert werden kann. Man kann auch davon sprechen, dass der Luftkanal einen Kanalabschnitt mit kleinerem Querschnitt sowie eine sich hieran anschließende Senkung mit größerem Querschnitt aufweist. Die Senkung ist also etwas tiefer als die Dicke der Membran. Bevorzugt hat die Senkung eine Tiefe von 0,4 mm, was aber nicht beschränkend sein soll. Das bedeutet dass die Membran im eingelegten Zustand und vor der Verbindung mit der Abschlusskappe, also vor dem bevorzugten Ultraschallschweißen nicht verrutschen kann. Der vermiedene Überstand und die lagesichere Positionierung ist hinsichtlich der Druckprüfung der Lenkung auf Leckage zielführend, da die Lenkung so temporär verschlossen werden kann.According to a preferred embodiment, the air duct has a depression on the outside. One can also say that the air duct expands in an end area on the outside. The depression can in particular be cylindrical. Such a depression can, for example, accommodate the above-mentioned gas-permeable membrane, ie the membrane can be arranged in the depression. As a result, the membrane is offset inwards relative to a surrounding surface and does not protrude beyond it, which can prevent damage. One can also speak of the fact that the air duct has a duct section with a smaller cross-section and an adjoining depression with a larger cross-section. The depression is therefore slightly deeper than the thickness of the membrane. The depression preferably has a depth of 0.4 mm, but this should not be limiting. This means that the membrane cannot slip when inserted and before it is connected to the end cap, i.e. before the preferred ultrasonic welding. The avoided protrusion and the secure positioning are effective when it comes to pressure testing the steering for leaks, as the steering can be temporarily closed in this way.

Hinsichtlich der Form und Größe des Luftkanals gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Um Strömungsverluste zu vermeiden, kann der Luftkanal vergleichsweise kurz ausgebildet sein und bspw. eine Länge zwischen 2 mm und 5 mm aufweisen. Er kann insbesondere gerade ausgebildet sein, wodurch sich ein geringer Strömungswiderstand für die hindurchtretende Luft ergibt. Sein Querschnitt kann konstant sein oder sich abschnittsweise ändern, wobei z. B. eine polygonale oder ovale Form möglich ist. Bevorzugt weist der Luftkanal einen kreisförmigen Querschnitt auf. Insgesamt kann der Luftkanal gegenüber den Abmessungen der Abschlusskappe, die normalerweise einige Zentimeter groß ist, relativ klein ausgebildet sein. Insbesondere kann er eine Querabmessung von höchstens 3 mm, bevorzugt höchstens 2 mm aufweisen. So können störende Geräuschübertragungen aus der Lenkung in den Fahrzeuginnenraum vermieden werden. Eine derartige Querabmessung kann insbesondere der Durchmesser des Luftkanals sein. Aufgrund der kleinen Abmessungen beeinträchtigt der Luftkanal die mechanische Stabilität der Abschlusskappe nicht bzw. kaum. Bei der o.g. Ausgestaltung kann es sich insbesondere um die Querabmessung des Kanalabschnitts handeln, während die Senkung eine größere Querabmessung, bspw. zwischen 3 und 6 mm aufweisen kann.There are different options regarding the shape and size of the air duct. In order to avoid flow losses, the air duct can be made comparatively short and, for example, have a length of between 2 mm and 5 mm. In particular, it can be designed to be straight, which results in a low flow resistance for the air passing through. Its cross section can be constant or change in sections, e.g. B. a polygonal or oval shape is possible. The air duct preferably has a circular cross section. Overall, the air duct can be designed to be relatively small compared to the dimensions of the end cap, which is normally a few centimeters in size. In particular, it can have a transverse dimension of at most 3 mm, preferably at most 2 mm. In this way, disruptive noise transmission from the steering into the vehicle interior can be avoided. Such a transverse dimension can in particular be the diameter of the air duct. Due to the small dimensions, the air duct does not or hardly affects the mechanical stability of the end cap. The above-mentioned embodiment can in particular be the transverse dimension of the channel section, while the depression can have a larger transverse dimension, for example between 3 and 6 mm.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Lenkgetriebeeinheit;
2 eine teilweise Schnittdarstellung eines Teils der Lenkgetriebeeinheit aus 1; sowie
3 eine Detailansicht von 2.

Further advantageous details and effects of the invention are explained in more detail below using an exemplary embodiment shown in the figures. Show it:

1 a schematic representation of a steering gear unit according to the invention;
2 a partial sectional view of part of the steering gear unit 1 ; as well as
3 a detailed view of 2 .

In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.In the different figures, the same parts are always provided with the same reference numbers, which is why they are usually only described once.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Lenkgetriebeeinheit 1, die bspw. in einem Pkw eingesetzt werden kann. Die Darstellung entspricht hierbei der Lage der Lenkgetriebeeinheit 1 im eingebauten Zustand. Hierbei ist ein langgestreckter Zahnstangenabschnitt 2.1 eines Getriebegehäuses 2 parallel zur Y-Achse des Fahrzeugs orientiert. Der Zahnstangenabschnitt 2.1 dient zur Aufnahme einer (in 2 dargestellten) Zahnstange 3, die mit einem Ritzel 4.1 einer Lenkspindel 4 (die in 2 und 3 dargestellt ist) zusammenwirkt. Die in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassene Lenkspindel 4 ist in einem Kopfabschnitt 2.4 des Getriebegehäuses aufgenommen. Die Lenkspindel 4 erstreckt sich hierbei entlang einer axialen Mittelachse A, die sowohl gegenüber der Z-Achse, als auch gegenüber der senkrecht zur Zeichenebene von 1 verlaufenden X-Achse geneigt ist. Die Lenkspindel 4 kann bspw. über Kardangelenke und/oder einen Torsionsstab mit einer Lenkwelle verbunden sein, auf der das eigentliche Lenkrad befestigt ist. Die Darstellung der Lenkgetriebeeinheit 1 in 1 ist stark schematisiert und vereinfacht, wobei insbesondere Komponenten einer Servolenkung, wie bspw. Hydraulikleitungen, ein Servomotor etc., vereinfachend weggelassen wurden. 1 shows a steering gear unit 1 according to the invention, which can be used, for example, in a car. The illustration corresponds to the position of the steering gear unit 1 in the installed state. Here, an elongated rack section 2.1 of a transmission housing 2 is oriented parallel to the Y-axis of the vehicle. The rack section 2.1 is used to accommodate a (in 2 shown) rack 3, which is connected to a pinion 4.1 of a steering spindle 4 (the in 2 and 3 is shown) interacts. In the 1 Steering spindle 4, which has been omitted for reasons of clarity, is accommodated in a head section 2.4 of the transmission housing. The steering spindle 4 extends along an axial central axis A, which is both relative to the Z axis and perpendicular to the plane of the drawing 1 extending X-axis is inclined. The steering spindle 4 can be connected, for example, via cardan joints and/or a torsion bar to a steering shaft on which the actual steering wheel is attached. The representation of the steering gear unit 1 in 1 is highly schematized and simplified, in particular components of a power steering system, such as hydraulic lines, a servo motor, etc., being omitted for simplicity.

An der Zahnstange 3 sind endseitig (bspw. über Kugelgelenke) Spurstangen 5 befestigt, die ihrerseits auf (nicht dargestellte) Radträger einer lenkbaren Achse wirken können. Um einen Innenbereich 12 des Getriebegehäuses 2 vor Feuchtigkeit und Schmutz zu schützen, sind Faltenbälge 6 vorgesehen, die einerseits an Endbereichen 2.3, 2.2 des Getriebegehäuses 2 und andererseits an den Spurstangen 5 befestigt sind. Des Weiteren ist eine aus faserverstärktem Kunststoff hergestellte Abschlusskappe 7 vorgesehen, die einerseits luftdicht am Kopfabschnitt 2.4 des Getriebegehäuses 2 anliegt und andererseits luftdicht an der Lenkspindel 4 anliegt. Die Abschlusskappe 7 weist hierzu eine Durchtrittsöffnung 7.5 auf, die an die Abmessungen der Lenkspindel 4 angepasst ist. Durch die Faltenbälge 6 sowie die Abschlusskappe 7 ist der Innenbereich 12 des Getriebegehäuses 2 vor Feuchtigkeit und Schmutz geschützt. Allerdings kommt es bei Lenkbewegungen zu einer Verschiebung der Zahnstange 3 sowie der Spurstangen 5, wodurch sich das innerhalb der Faltenbälge 6 und innerhalb des Getriebegehäuses 2 eingeschlossene Luftvolumen verändert.Tie rods 5 are attached to the ends of the rack 3 (e.g. via ball joints), which in turn can act on wheel carriers (not shown) of a steerable axle. In order to protect an interior area 12 of the transmission housing 2 from moisture and dirt, bellows 6 are provided, which are fastened on the one hand to end areas 2.3, 2.2 of the transmission housing 2 and on the other hand to the tie rods 5. Furthermore, an end cap 7 made of fiber-reinforced plastic is provided, which on the one hand rests airtight on the head section 2.4 of the gear housing 2 and on the other hand rests airtight on the steering spindle 4. For this purpose, the end cap 7 has a passage opening 7.5, which is adapted to the dimensions of the steering spindle 4. The interior area 12 of the gear housing 2 is protected from moisture and dirt by the bellows 6 and the end cap 7. However, during steering movements, the rack 3 and the tie rods 5 shift, which changes the volume of air enclosed within the bellows 6 and within the transmission housing 2.

Der genaue Aufbau der Abschlusskappe 7 ist in 2 und 3 erkennbar, die jeweils teilweise Schnittdarstellungen sind, bei denen die Schnittebene jeweils die Mittelachse A einschließt. Die überwiegend rotationssymmetrische Abschlusskappe 7 kann bspw. einen Durchmesser von 3 bis 4 cm haben und lässt sich grob in vier Abschnitte unterteilen. Ein Mantelabschnitt 7.2 erstreckt sich in axialer Richtung umlaufend um die Mittelachse A. Von diesem Mantelabschnitt 7.2 geht einerseits radial nach außen ein Anschlussflansch 7.3 ab, über den (bspw. über nicht dargestellte Schrauben) die Anbindung an den Kopfabschnitt 2.4 gegeben ist, sowie andererseits ein sich radial nach innen erstreckender Flanschabschnitt 7.1. Von letzterem geht wiederum ein Anlageabschnitt 7.6 aus, mit dem die Abschlusskappe 7 luftdicht an der Lenkspindel 4 anliegt. Wie in den 2 und 3 erkennbar, ist der Anlageabschnitt 7.6 tiefer, also näher am Anschlussflansch 7.3 angeordnet als der Flanschabschnitt 7.1, so dass quasi von einer stufenförmigen Ausgestaltung gesprochen werden kann.The exact structure of the end cap 7 is in 2 and 3 can be seen, each of which is a partial sectional view in which the sectional plane includes the central axis A. The predominantly rotationally symmetrical end cap 7 can, for example, have a diameter of 3 to 4 cm and can be roughly divided into four sections. A jacket section 7.2 extends in the axial direction circumferentially around the central axis A. From On the one hand, this jacket section 7.2 has a connecting flange 7.3 extending radially outwards, via which the connection to the head section 2.4 is provided (e.g. via screws not shown), and on the other hand a flange section 7.1 extending radially inwards. A contact section 7.6 extends from the latter, with which the end cap 7 rests airtight on the steering spindle 4. Like in the 2 and 3 can be seen, the contact section 7.6 is deeper, i.e. arranged closer to the connecting flange 7.3 than the flange section 7.1, so that one can speak of a step-shaped design.

Um zu verhindern, dass die Veränderungen des Luftvolumens zu Druckschwankungen führen, die wiederum eine permanente Verformung und/oder Beschädigung der Faltenbälge 6 zur Folge haben könnten, ist im Abstand zur Lenkspindel 4 innerhalb des Flanschabschnitts 7.1 ein Luftkanal 10 vorgesehen, durch den ein Luftaustausch zwischen einer Innenseite 8 sowie einer Außenseite 9 der Abschlusskappe 7 erfolgen kann. Der Flanschabschnitt 7.1 umläuft in tangentialer Richtung die Lenkspindel 4. Wie in 1 erkennbar ist, ist der Luftkanal 10 hierbei bezüglich der tangentialen Richtung in einem Abschnitt 7.4 angeordnet, der höher angeordnet ist als die Mittelachse A. Es handelt sich hierbei genau gesagt um den bezüglich der Z-Achse obersten Abschnitt 7.4. Hierbei weist der Luftkanal 10 einen engeren Kanalabschnitt 10.1 auf, der bspw. einen Durchmesser von 1,5 mm haben kann. An der Außenseite 9 schließt sich an den Kanalabschnitt 10.1 eine Senkung 10.2 an, die vorliegend zylindrisch ausgebildet ist und bspw. einen Durchmesser von 4 mm oder 8 mm haben kann. In der Senkung 10.2 ist eine luftdurchlässige Membran 14 angeordnet, die bspw. aus PTFE bestehen kann bzw. PTFE enthält, bevorzugt aber artgleich zu der Abschlusskappe wie diese aus PA6.6 LGF 40 besteht. Die Membran 14 kann durch Ultraschallschweißen mit der Abschlusskappe 7 verbunden sein. Während Luft die Membran 14 durchdringen kann, ist diese für Schmutz und Feuchtigkeit undurchlässig. Durch die Anordnung der Membran 14 innerhalb der Senkung 10.2 steht sie nicht gegenüber der Oberfläche der Abschlusskappe 7 vor und ist somit vor Beschädigungen geschützt. Durch das Vorhandensein des Luftkanals 10 mit der Membran 14 ist ein Strömungsweg L (eingezeichnet in 3) zwischen dem Innenvolumen 12 des Getriebegehäuses 2 und einem Innenraum 11 des Fahrzeugs gegeben. Der Luftkanal 10, also der Kanalabschnitt 10.1 und die Senkung 10.2 kann direkt in die Kunststoffspritzgussform integriert werden, so dass mechanische Nachbearbeitungen und Entgratung vermieden sind.In order to prevent the changes in the air volume from leading to pressure fluctuations, which in turn could result in permanent deformation and/or damage to the bellows 6, an air duct 10 is provided at a distance from the steering spindle 4 within the flange section 7.1, through which an exchange of air between an inside 8 and an outside 9 of the end cap 7 can be done. The flange section 7.1 runs around the steering spindle 4 in a tangential direction. As in 1 As can be seen, the air duct 10 is arranged in a section 7.4 with respect to the tangential direction, which is arranged higher than the central axis A. To be precise, this is the uppermost section 7.4 with respect to the Z axis. Here, the air duct 10 has a narrower duct section 10.1, which can have a diameter of 1.5 mm, for example. On the outside 9, the channel section 10.1 is adjoined by a depression 10.2, which in the present case is cylindrical and can have a diameter of 4 mm or 8 mm, for example. An air-permeable membrane 14 is arranged in the depression 10.2, which can be made of PTFE or contains PTFE, for example, but is preferably made of PA6.6 LGF 40 in the same way as the end cap. The membrane 14 can be connected to the end cap 7 by ultrasonic welding. While air can penetrate the membrane 14, it is impermeable to dirt and moisture. Due to the arrangement of the membrane 14 within the depression 10.2, it does not protrude from the surface of the end cap 7 and is therefore protected from damage. Due to the presence of the air duct 10 with the membrane 14, a flow path L (shown in 3 ) between the internal volume 12 of the transmission housing 2 and an interior 11 of the vehicle. The air duct 10, i.e. the duct section 10.1 and the countersink 10.2, can be integrated directly into the plastic injection mold, so that mechanical post-processing and deburring are avoided.

Zum Anschluss an den Innenraum 11 des Fahrzeugs ist eine Spritzwand-Abdichtung 13 vorgesehen, die bspw. aus Gummi bestehen kann und ein Eindringen von Schmutz, Feuchtigkeit sowie Außenluft in den Innenraum 11 verhindert. Insgesamt ist die Spritzwand-Abdichtung 13 tangential umlaufend um die Lenkspindel 4 angeordnet, wobei sie mit einem gehäusenahen Abschnitt 13.1 außenseitig am Mantelabschnitt 7.2 der Abschlusskappe 7 anliegt und mit einem gehäusefernen Abschnitt 13.2 beabstandet die Lenkspindel 4 umgibt. Durch die Beabstandung kann Luft zwischen der Lenkspindel 4 und der Spritzwand-Abdichtung 13 gemäß dem Strömungsweg L entlang strömen. Aufgrund des Vorhandenseins der Spritzwand-Abdichtung 13 ist der Luftkanal 10 bereits relativ gut vor Verschmutzung geschützt. Dieser Schutz wird durch die Membran 14 weiter verbessert. Insbesondere kann es sich bei dem Innenraum 11 um den Fußraum eines Fahrers handeln. Selbst wenn sich in dem Fußraum (z. B. bei schlechtem Wetter) Wasser und oder Schmutz sammeln, befinden diese sich normalerweise in den am tiefsten gelegenen Bereichen des Fußraums. Aufgrund der Anordnung des Luftkanals 10 in dem obersten Bereich 7.4 können auch unter diesen Bedingungen normalerweise weder Feuchtigkeit noch Schmutz den Luftkanals 10 blockieren.For connection to the interior 11 of the vehicle, a bulkhead seal 13 is provided, which can be made of rubber, for example, and prevents dirt, moisture and outside air from entering the interior 11. Overall, the bulkhead seal 13 is arranged tangentially around the steering spindle 4, with a section 13.1 close to the housing resting on the outside of the casing section 7.2 of the end cap 7 and surrounding the steering spindle 4 at a distance with a section 13.2 remote from the housing. The spacing allows air to flow along the flow path L between the steering spindle 4 and the bulkhead seal 13. Due to the presence of the bulkhead seal 13, the air duct 10 is already relatively well protected from contamination. This protection is further improved by the membrane 14. In particular, the interior 11 can be a driver's footwell. Even if water and/or dirt collects in the footwell (e.g. in bad weather), it is usually located in the lowest areas of the footwell. Due to the arrangement of the air duct 10 in the uppermost area 7.4, neither moisture nor dirt can normally block the air duct 10, even under these conditions.

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

11: LenkgetriebeeinheitSteering gear unit
22: GetriebegehäuseGearbox housing
2.12.1: Zahnstangenabschnittrack section
2.2, 2.32.2, 2.3: EndeEnd
2.42.4: KopfabschnittHead section
33: ZahnstangeRack
44: LinkspindelLeft spindle
4.14.1: Ritzelpinion
55: Spurstangetie rod
66: FaltenbalgBellows
77: AbschlusskappeEnd cap
7.17.1: Flanschabschnittflange section
7.27.2: MantelabschnittJacket section
7.37.3: AnschlussflanschConnection flange
7.47.4: oberster Bereichtop area
7.57.5: DurchtrittsöffnungPassage opening
7.67.6: AnlageabschnittInvestment section
88th: Innenseiteinside
99: AußenseiteOutside
1010: LuftkanalAir duct
10.110.1: KanalabschnittCanal section
10.210.2: SenkungLowering
1111: Innenrauminner space
1212: InnenbereichInterior
1313: Spritzwand-AbdichtungSplash wall sealing
13.113.1: gehäusenaher Abschnittsection close to the housing
13.213.2: gehäuseferner Abschnittsection remote from the housing
1414: Membranmembrane
AA: MittelachseCentral axis
LL: Strömungswegflow path
YY: Y-AchseY axis
ZZ: Z-AchseZ axis

Claims

Steering gear unit (1) for a motor vehicle, comprising a gear housing (2) for receiving a rack (3) and a steering spindle (4) which interacts therewith and extends axially along a central axis (A), and an end cap (7), which in the installed state surrounds the steering spindle (4) and rests airtight on the one hand on the gear housing (2) and on the other hand on the steering spindle (4), characterized in that the end cap (7) has a jacket section (7.2) which extends in the axial direction around the central axis ( A), with the casing section (7.2) having on the one hand a connecting flange (7.3) extending radially outwards and, on the other hand, a flange section (7.1) extending radially inwards, from which a contact section (7.6) extends with which the end cap (7) extends. lies airtight on the steering spindle (4), with an air duct (10) running from an inside (8) to an outside (9) being provided in the flange section (7.1) at a distance from the steering spindle (4), which air duct (10) with respect to is arranged in a tangential direction in an area (7.4) which, when installed, is arranged higher than the central axis (A).

Steering gear unit Claim 1 , characterized in that the air duct (10) is arranged in an area (7.4) with respect to the tangential direction, which is arranged at the top when installed.

Steering gear unit Claim 1 or 2 , characterized in that the outside (8) of the end cap (7) is in air exchange with an interior (11) of the motor vehicle.

Steering gear unit according to one of the preceding claims, characterized by a bulkhead seal (13) for connection to the interior (11) of the motor vehicle, which surrounds the end cap (7) with a section (13.1) close to the housing and with a section (13.2) remote from the housing Steering spindle (4) surrounds spaced apart.

Steering gear unit according to one of the preceding claims, characterized in that the end cap (7) is formed in one piece.

Steering gear unit according to one of the preceding claims, characterized in that the air duct (10) is closed by a gas-permeable membrane (14).

Steering gear unit according to one of the preceding claims, characterized in that the air duct (10) has a duct section (10.1) arranged on the inside in the flange section (7.1).

Steering gear unit according to one of the preceding claims, characterized in that the air duct (10) has a depression (10.2) on the outside (9) of the flange section (7.1).

Steering gear unit according to one of the preceding claims, characterized in that the air duct (10) has a diameter of at most 3 mm, preferably at most 2 mm, in its duct section (10.1) and wherein the air duct (10) in its depression (10.2) has a diameter of can have 4 mm.

Steering gear unit according to one of the Claims 6 until 9 , characterized in that the membrane (14) is arranged in the depression (10.2).