DE102020105280A1 - Measuring arrangement for measuring a movement of a pressure piece in a rack and pinion steering gear, method for measuring a movement of a pressure piece movement in a rack and pinion steering gear and method for determining a characteristic value characterizing a property of a sliding and guide element in a rack and pinion steering gear - Google Patents
Measuring arrangement for measuring a movement of a pressure piece in a rack and pinion steering gear, method for measuring a movement of a pressure piece movement in a rack and pinion steering gear and method for determining a characteristic value characterizing a property of a sliding and guide element in a rack and pinion steering gear Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Messanordnung (200, 300, 400) zum Messen einer Bewegung eines Druckstücks (60, 60') in einem Zahnstangenlenkgetriebe, ein Verfahren zum Messen einer Druckstückbewegung sowie ein Verfahren zum Ermitteln eines eine Eigenschaft eines Gleit- und Führungselements (73) in einem Zahnstangenlenkgetriebe (10) charakterisierenden Kennwerts, wobei die Messanordnung (200, 300, 400) ein Zahnstangenlenkgetriebe mit einer axial verschiebbar in einem Gehäuse des Lenkgetriebes gelagerten Zahnstange und einem drehbar gelagerten und mit der Zahnstange in Eingriff befindlichen Lenkungsritzel aufweist, wobei die Zahnstange mithilfe eines in einer Druckstückaufnahmeausnehmung angeordneten und in einer Längsrichtung der Druckstückaufnahmeausnehmung mit einem definierten Druckstückspiel beweglich gelagerten Druckstück (60, 60') in einer Andrückrichtung gegen das Lenkungsritzel gedrückt wird, wobei die Messanordnung (200, 300, 400) wenigstens einen Sensor (71, 72, 79) aufweist zum Messen wenigstens einer Bewegung des Druckstücks (60, 60') in der Druckstückaufnahmeausnehmung, und wobei wenigstens ein Sensor (71, 72, 79) dazu ausgebildet und eingerichtet ist, eine Bewegung des Druckstücks (60, 60') wenigstens in einer ersten Richtung in einer Ebene senkrecht zur Andrückrichtung zu erfassen, insbesondere in radialer Richtung relativ zur Andrückrichtung.The invention relates to a measuring arrangement (200, 300, 400) for measuring a movement of a pressure piece (60, 60 ') in a rack and pinion steering gear, a method for measuring a pressure piece movement and a method for determining a property of a sliding and guide element (73) in a rack and pinion steering gear (10) characterizing characteristic value, the measuring arrangement (200, 300, 400) having a rack and pinion steering gear with an axially displaceable rack mounted in a housing of the steering gear and a rotatably mounted steering pinion that is in engagement with the rack, the rack using a pressure piece (60, 60 ') arranged in a pressure piece receiving recess and movably mounted in a longitudinal direction of the pressure piece receiving recess with a defined pressure piece clearance is pressed in a pressing direction against the steering pinion, the measuring arrangement (200, 300, 400) having at least one sensor (71, 72 , 79) has to M eat at least one movement of the pressure piece (60, 60 ') in the pressure piece receiving recess, and wherein at least one sensor (71, 72, 79) is designed and set up, a movement of the pressure piece (60, 60') at least in a first direction in to detect a plane perpendicular to the pressing direction, in particular in the radial direction relative to the pressing direction.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messanordnung zum Messen, insbesondere zum dynamischen Messen, wenigstens einer Bewegung eines Druckstücks in einem Zahnstangenlenkgetriebe, wobei die Messanordnung ein Zahnstangenlenkgetriebe mit einer axial verschiebbar in einem Gehäuse des Lenkgetriebes gelagerten Zahnstange und einem drehbar gelagerten und mit der Zahnstange in Eingriff befindlichen Lenkungsritzel aufweist, wobei die Zahnstange mithilfe eines in einer Druckstückaufnahmeausnehmung angeordneten und in einer Längsrichtung der Druckstückaufnahmeausnehmung mit einem definierten Druckstückspiel beweglich gelagerten Druckstück in einer Andrückrichtung gegen das Lenkungsritzel gedrückt wird, und wobei die Messanordnung wenigstens einen Sensor aufweist zum Messen wenigstens einer Bewegung des Druckstücks in der Druckstückaufnahmeausnehmung.The present invention relates to a measuring arrangement for measuring, in particular for dynamic measuring, at least one movement of a pressure piece in a rack and pinion steering gear, the measuring arrangement being a rack and pinion steering gear with a rack mounted axially displaceably in a housing of the steering gear and a rack mounted rotatably and in engagement with the rack Has steering pinion, wherein the rack is pressed in a pressing direction against the steering pinion with the aid of a pressure piece arranged in a pressure piece receiving recess and movably mounted in a longitudinal direction of the pressure piece receiving recess with a defined pressure piece clearance, and wherein the measuring arrangement has at least one sensor for measuring at least one movement of the pressure piece in the pressure piece receiving recess.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Messen, insbesondere zum dynamischen Messen, einer Druckstückbewegung in einem Zahnstangenlenkgetriebe mit einer axial verschiebbar in einem Gehäuse des Lenkgetriebes gelagerten Zahnstange und einem drehbar gelagerten und mit der Zahnstange in Eingriff befindlichen Lenkungsritzel, wobei die Zahnstange mithilfe eines in einer Druckstückaufnahmeausnehmung angeordneten und in einer Längsrichtung der Druckstückaufnahmeausnehmung mit einem definierten Druckstückspiel beweglich gelagerten Druckstück in einer Andrückrichtung gegen das Lenkungsritzel gedrückt wird.Furthermore, the present invention relates to a method for measuring, in particular for dynamic measurement, a pressure piece movement in a rack and pinion steering gear with an axially displaceable rack mounted in a housing of the steering gear and a rotatably mounted steering pinion which is in engagement with the rack, the rack using a arranged in a pressure piece receiving recess and in a longitudinal direction of the pressure piece receiving recess with a defined pressure piece play movably mounted pressure piece is pressed in a pressing direction against the steering pinion.
Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln eines eine Eigenschaft eines Gleit- und Führungselements in einem Zahnstangenlenkgetriebe charakterisierenden Kennwerts, insbesondere eines Steifigkeits- und/oder Dämpfungskennwerts, wobei das Zahnstangenlenkgetriebe eine in einem Gehäuse des Lenkgetriebes axial verschiebbar gelagerte Zahnstange und ein drehbar gelagertes und mit der Zahnstange in Eingriff befindliches Lenkungsritzel aufweist, wobei die Zahnstange mithilfe eines in einer Druckstückaufnahmeausnehmung angeordneten und in einer Längsrichtung der Druckstückaufnahmeausnehmung mit einem definierten Druckstückspiel beweglich gelagerten Druckstück in einer Andrückrichtung gegen das Lenkungsritzel gedrückt wird, und wobei in einem Spalt zwischen dem Druckstück und der Druckstückaufnahmeausnehmung wenigstens ein Gleit- und Führungselement angeordnet ist.In addition, the present invention relates to a method for determining a property of a sliding and guide element in a rack and pinion steering gear characterizing parameter, in particular a rigidity and / or damping parameter, wherein the rack and pinion steering gear is a rack mounted axially displaceably in a housing of the steering gear and a rotatably mounted and with the rack in engagement steering pinion, the rack being pressed in a pressing direction against the steering pinion with the help of a pressure piece arranged in a pressure piece receiving recess and movably mounted in a longitudinal direction of the pressure piece receiving recess with a defined pressure piece clearance, and wherein in a gap between the pressure piece and the Pressure piece receiving recess is arranged at least one sliding and guide element.
Zahnstangenlenkgetriebe mit einer axial in einem Lenkgetriebegehäuse verschiebbar gelagerten Zahnstange, einem Lenkungsritzel sowie einem Druckstück zum Andrücken der Zahnstange an das Lenkungsritzel sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Darüber hinaus sind verschiedene Verfahren zum Messen eines Druckstückspiels bekannt. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die
Gattungsgemäße Zahnstangenlenkgetriebe werden seit langem in Kraftfahrzeugen eingesetzt, insbesondere um eine Lenkeingabe eines Fahrers, die von einem Lenkrad über eine Lenksäule an das Lenkungsritzel übertragen wird, welches mit der Zahnstange in Eingriff ist, mithilfe der Zahnstange, welche üblicherweise mit den Spurstangen einer lenkbaren Achse verbunden ist, in eine Radlenkbewegung umzusetzen.Rack and pinion steering gears of the generic type have long been used in motor vehicles, in particular to provide a steering input from a driver that is transmitted from a steering wheel via a steering column to the steering pinion that is in engagement with the rack, with the aid of the rack, which is usually connected to the tie rods of a steerable axle is to be converted into a wheel steering movement.
Um einen dauerhaften Kontakt zwischen dem Lenkungsritzel und der Zahnstange im Fahrbetrieb zu gewährleisten, wird die Zahnstange üblicherweise mithilfe eines sogenannten Druckstücks, welches in der Regel in einer Druckstückaufnahmebohrung des Lenkgetriebegehäuses geführt ist und in der Regel mit einem definierten Druckstückspiel in Längsrichtung der Druckstückaufnahmebohrung beweglich gelagert ist, in einer Andrückrichtung in Richtung des Lenkungsritzel gedrückt, insbesondere mit einer definierten Andrückkraft, welche üblicherweise durch eine vorgespannte Druckfeder mit definierter Federsteifigkeit erzeugt wird. Die Druckfeder stützt sich dabei in der Regel einerseits auf einer von der Zahnstange abgewandten Seite am Druckstück ab, und andererseits üblicherweise an einem in die Druckstückaufnahmebohrung des Zahnstangenlenkgetriebes eingesetzten, insbesondere eingeschraubten, Druckstück-Andrückdeckel, mit welchem die Druckstückaufnahmebohrung in der Regel gegenüber einer Umgebung verschlossen wird.In order to ensure permanent contact between the steering pinion and the rack while driving, the rack is usually supported with the help of a so-called pressure piece, which is usually guided in a pressure piece mounting hole in the steering gear housing and is usually movably supported with a defined pressure piece play in the longitudinal direction of the pressure piece mounting hole , pressed in a pressing direction in the direction of the steering pinion, in particular with a defined pressing force, which is usually generated by a pretensioned compression spring with a defined spring stiffness. The compression spring is generally supported on the one hand on a side facing away from the rack on the pressure piece and, on the other hand, usually on a pressure piece pressure cover inserted, in particular screwed into the pressure piece receiving bore of the rack and pinion steering gear, with which the pressure piece receiving bore usually closes off from the environment will.
Über die Einsetztiefe des Druckstück-Andrückdeckels in der Druckstückaufnahmebohrung kann ein Druckstückspiel in Längsrichtung bzw. Axialrichtung der Druckstückaufnahmebohrung eingestellt, insbesondere begrenzt werden, d.h. in axialer Richtung und parallel zur Andrückrichtung. Die resultierende Andrückkraft stellt sich in Abhängigkeit von der Länge und der Federsteifigkeit der verwendeten Druckfeder ein.A pressure piece play in the longitudinal or axial direction of the pressure piece receiving bore can be set, in particular limited, i.e. in the axial direction and parallel to the pressing direction, via the insertion depth of the pressure piece pressure cover in the pressure piece receiving bore. The resulting pressing force is set depending on the length and the spring stiffness of the compression spring used.
Um eine zu hohe Reibung zwischen Zahnstange und Lenkungsritzel zu vermeiden, darf das axiale Druckstückspiel nicht zu klein bzw. die Andrückkraft nicht zu groß gewählt werden. Allerdings kann es, wenn das Druckstück mit zu viel Spiel in der Druckstückaufnahmebohrung gelagert ist bzw. die Federsteifigkeit der Druckfeder zu gering gewählt ist, zum Anschlagen des Druckstücks an den Wandungen der Druckstückaufnahmebohrung bzw. an der Unterseite des Druckstück-Andrückdeckels kommen, wodurch, insbesondere bei Verwendung eines metallischen Druckstücks, störende Klappergeräusche im Fahrbetrieb entstehen können. Ferner kann es zu einem Anschlagen des Druckstücks an der Zahnstange kommen, wodurch ebenfalls störende Geräusche entstehen können. Darüber hinaus kann es bei einem zu großen axialen Druckstückspiel bzw. einer zu geringen Andrückkraft zum Abheben der Zahnstange vom Ritzel kommen, insbesondere zusammen mit dem Druckstück. Bewegt sich die Zahnstange wieder in Richtung Lenkungsritzel, kann es beim Anschlagen der Zahnstange am Lenkungsritzel ebenfalls zu störenden Geräuschen kommen.In order to avoid excessive friction between the rack and the steering pinion, the axial pressure piece play must not be too small and the pressure force must not be too large. However, if the pressure piece is mounted with too much play in the pressure piece receiving bore or the spring stiffness of the compression spring is selected too low, the pressure piece can strike the walls of the pressure piece receiving bore or the Underside of the pressure piece pressure cover come, which, in particular when using a metallic pressure piece, annoying rattling noises can arise when driving. Furthermore, the pressure piece can hit the rack, which can also cause annoying noises. In addition, if the axial pressure piece clearance is too large or the pressure force is too low, the rack may lift off the pinion, in particular together with the pressure piece. If the rack moves again in the direction of the steering pinion, annoying noises can also occur when the rack hits the steering pinion.
Üblicherweise beträgt das Druckstückspiel nur 0,025 mm bis 0,055 mm, in einigen Fällen kann es aber auch bis zu 0,1 mm oder 0,2 mm betragen, insbesondere bei Zahnstangenlenkgetrieben, die bereits eine hohe Laufleistung hinter sich haben. Somit ist eine sehr präzise Einstellung des Druckstückspiels und der Andrückkraft erforderlich. Nicht immer können Druckstückspiel und Andrückkraft derart gewählt werden, dass die Entstehung von störenden Geräuschen vermieden wird.Usually the pressure piece play is only 0.025 mm to 0.055 mm, but in some cases it can also be up to 0.1 mm or 0.2 mm, especially in the case of rack and pinion steering gears that already have a long service life behind them. A very precise adjustment of the play of the pressure piece and the pressing force is therefore necessary. The play of the pressure piece and the pressure force cannot always be selected in such a way that disturbing noises are avoided.
Zur Ableitung von, insbesondere zusätzlichen, geeigneten Maßnahmen, die einer Entstehung von störenden Geräuschen, insbesondere im Fahrbetrieb, entgegenwirken können, ist es zunächst erforderlich, Kenntnis von den auftretenden Druckstückbewegungen zu haben, insbesondere von den Druckstückbewegungen, die im Fahrbetrieb auftreten bzw. von den Druckstückbewegungen, die während der Entstehung von störenden Geräuschen auftreten. Hauptsächlich bewegt sich das Druckstück dabei in axialer Richtung, d.h. in Andrückrichtung, und in radialer Richtung, d.h. in einer Ebene senkrecht zur Andrückrichtung. Darüber hinaus kann es zu einem Verkippen des Druckstückes kommen, insbesondere um eine erste Achse, die in einer sich senkrecht zur Andrückrichtung erstreckenden Ebene verläuft, und eine zweite ebenfalls in dieser Ebene verlaufende und senkrecht auf der ersten Achse stehenden Achse.In order to derive, in particular additional, suitable measures that can counteract the occurrence of disturbing noises, especially when driving, it is first necessary to have knowledge of the pressure piece movements that occur, in particular of the pressure piece movements that occur while driving or of the Pressure piece movements that occur during the generation of disturbing noises. The pressure piece moves mainly in the axial direction, i.e. in the pressing direction, and in the radial direction, i.e. in a plane perpendicular to the pressing direction. In addition, the pressure piece can tilt, in particular about a first axis that runs in a plane perpendicular to the pressing direction and a second axis that also runs in this plane and is perpendicular to the first axis.
Für eine Führung des Druckstücks in der Druckstückaufnahmeausnehmung, insbesondere für eine möglichst reibungs- bzw. verschleißarme Führung des Druckstücks, ist in der Regel in einem Spalt zwischen Druckstück und Druckstückaufnahmeausnehmung wenigstens ein Gleit- und Führungselement angeordnet, welches beispielweise ein metallischer Federring ähnlich eines Kolbenringes sein kann oder ein Elastomerring, insbesondere ein O-Ring.For guiding the pressure piece in the pressure piece receiving recess, in particular for guiding the pressure piece with as little friction or wear as possible, at least one sliding and guide element is usually arranged in a gap between the pressure piece and the pressure piece receiving recess, for example a metallic spring ring similar to a piston ring can or an elastomer ring, in particular an O-ring.
Da die Eigenschaften des Gleit- und Führungselements im verbauten Zustand, vor allem dessen Steifigkeits- und Dämpfungsverhalten, insbesondere in radialer Richtung, sowie dessen Reibungs- bzw. Gleitverhalten, insbesondere in axialer Richtung, einen nicht unerheblichen Einfluss auf die Bewegung des Druckstücks in der Druckstückaufnahmeausnehmung haben und somit auch auf die Geräuschentstehung, ist es für das Wirkkettenverständnis von Bedeutung, diese zu kennen. Insbesondere die Bereitstellung eines Simulationsmodells zur hinreichend genauen Abbildung des Druckstückverhaltens bzw. der Wirkkette der Geräuschentstehung erfordert die Kenntnis entsprechender, die Eigenschaften des Gleit- und Führungselements im verbauten Zustand hinreichend genau beschreibbarer Kennwerte, insbesondere entsprechender Steifigkeits- und/oder Dämpfungskennwerte.Since the properties of the sliding and guide element in the installed state, especially its stiffness and damping behavior, especially in the radial direction, as well as its friction or sliding behavior, especially in the axial direction, have a not inconsiderable influence on the movement of the pressure piece in the pressure piece receiving recess and thus also on the generation of noise, it is important to know this in order to understand the chain of effects. In particular, the provision of a simulation model for sufficiently accurate mapping of the pressure piece behavior or the chain of effects of the generation of noise requires the knowledge of corresponding characteristic values that can be described with sufficient accuracy in the installed state, in particular the corresponding rigidity and / or damping parameters.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine alternative Messanordnung, insbesondere eine verbesserte Messanordnung, ein alternatives, insbesondere verbessertes Verfahren zum Messen, insbesondere zum dynamischen Messen, einer Bewegung eines Druckstücks in einem Zahnstangenlenkgetriebe sowie ein Verfahren zum Ermitteln eines eine Eigenschaft eines Gleit- und Führungselements in einem Zahnstangenlenkgetriebe charakterisierenden Kennwerts, insbesondere eines Steifigkeits- und/oder Dämpfungskennwerts, bereitzustellen.Against this background, an object of the present invention is an alternative measuring arrangement, in particular an improved measuring arrangement, an alternative, in particular improved method for measuring, in particular for dynamic measuring, a movement of a pressure piece in a rack and pinion steering gear and a method for determining a property of a slide - and guide element in a rack and pinion steering gear characterizing parameter, in particular a rigidity and / or damping parameter to provide.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Messanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 15 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 17.This object is achieved by a measuring arrangement with the features of claim 1 as well as by a method with the features of
Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.Advantageous and preferred embodiments of the invention are the subject matter of the further claims and are explained in more detail below. The wording of the claims is made part of the content of the description by express reference.
Eine erfindungsgemäße Messanordnung zum Messen, insbesondere zum dynamischen Messen, wenigstens einer Bewegung eines Druckstücks in einem Zahnstangenlenkgetriebe weist ein Zahnstangenlenkgetriebe mit einer axial verschiebbar in einem Gehäuse des Lenkgetriebes gelagerten Zahnstange und einem drehbar gelagerten und mit der Zahnstange in Eingriff befindlichen Lenkungsritzel auf, wobei die Zahnstange mithilfe eines in einer Druckstückaufnahmeausnehmung angeordneten und in einer Längsrichtung der Druckstückaufnahmeausnehmung mit einem definierten Druckstückspiel beweglich gelagerten Druckstück in einer Andrückrichtung gegen das Lenkungsritzel gedrückt wird. Die Messanordnung weist wenigstens einen Sensor auf zum Messen wenigstens einer Bewegung des Druckstücks in der Druckstückaufnahmeausnehmung.A measuring arrangement according to the invention for measuring, in particular for dynamically measuring, at least one movement of a pressure piece in a rack and pinion steering gear has a rack and pinion steering gear with a rack mounted axially displaceably in a housing of the steering gear and a steering pinion mounted rotatably and in engagement with the rack, the rack is pressed against the steering pinion in a pressing direction with the aid of a pressure piece which is arranged in a pressure piece receiving recess and is movably mounted in a longitudinal direction of the pressure piece receiving recess with a defined pressure piece clearance. The measuring arrangement has at least one sensor for measuring at least one movement of the pressure piece in the pressure piece receiving recess.
Eine erfindungsgemäße Messanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor dazu ausgebildet und eingerichtet ist, eine Bewegung des Druckstücks wenigstens in einer ersten Richtung in einer Ebene senkrecht zur Andrückrichtung zu erfassen, insbesondere eine radiale Bewegung des Druckstücks relativ zur Andrückrichtung, d.h. beispielsweise eine Bewegung radial von einer Zentrumsachse des Druckstücks bzw. der Druckstückaufnahmeausnehmung nach außen. Dazu ist der wenigstens eine Sensor vorzugsweise entsprechend innerhalb der Messanordnung angeordnet und ausgerichtet, wobei es dabei vor allem auf die Art und Ausgestaltung des Sensors ankommt, wie dieser anzuordnen ist, um die Druckstückbewegung erfindungsgemäß erfassen zu können.A measuring arrangement according to the invention is characterized in that at least one The sensor is designed and set up to detect a movement of the pressure piece at least in a first direction in a plane perpendicular to the pressure direction, in particular a radial movement of the pressure piece relative to the pressure direction, ie for example a movement radially from a center axis of the pressure piece or the pressure piece receiving recess Outside. For this purpose, the at least one sensor is preferably arranged and aligned accordingly within the measuring arrangement, the type and configuration of the sensor being important, how it is to be arranged in order to be able to detect the pressure piece movement according to the invention.
Zylinderförmige, kapazitive Sensoren mit einer an ihrer Stirnseite ausgebildeten Sensorfläche sind zum Erfassen einer Druckstückbewegung in einer ersten Richtung in einer Ebene senkrecht zur Andrückrichtung, insbesondere in radialer Richtung, dazu beispielsweise so anzuordnen, dass ihre Sensor-Längsachse in der Ebene verläuft, in welcher die Druckstückbewegung erfasst werden soll, und ihre Sensorfläche sich jeweils parallel zur Andrückrichtung erstreckt.Cylindrical, capacitive sensors with a sensor surface formed on their end face are to be arranged for detecting a pressure piece movement in a first direction in a plane perpendicular to the pressing direction, in particular in the radial direction, for example in such a way that their longitudinal sensor axis runs in the plane in which the Pressure piece movement is to be detected, and its sensor surface extends parallel to the pressing direction.
Mit einer vorbeschriebenen, erfindungsgemäßen Messanordnung lässt sich auf besonders einfache Art und Weise eine Messung einer Bewegung eines Druckstücks realisieren, insbesondere ohne aufwendige Anpassungen oder Umbaumaßnahmen am Lenkgetriebe durchführen zu müssen, da sich eine erfindungsgemäße Messanordnung mit wenig Aufwand am bzw. im Lenkgetriebe anordnen lässt.With a measuring arrangement according to the invention described above, a measurement of a movement of a pressure piece can be implemented in a particularly simple manner, in particular without having to carry out complex adaptations or reconstruction measures on the steering gear, since a measuring arrangement according to the invention can be arranged on or in the steering gear with little effort.
Eine erfindungsgemäße Messanordnung ermöglicht ohne großen Aufwand eine dynamische Messung einer Druckstückbewegung, d. h. eine Messung der Druckstückbewegung über der Zeit, unmittelbar in der Druckstückaufnahmeausnehmung, sodass eine Druckstückbewegung im verbauten Zustand erfasst werden kann, auch unter dem Einfluss eines verbauten Gleit-Führungselementes.A measuring arrangement according to the invention enables a dynamic measurement of a pressure piece movement without great effort, i. H. a measurement of the pressure piece movement over time, directly in the pressure piece receiving recess, so that a pressure piece movement can be detected in the installed state, also under the influence of a built-in sliding guide element.
Bevorzugt ist die Messanordnung dabei derart ausgebildet und eingerichtet, dass das Druckstück angeregt werden kann. Dann kann eine Druckstückbewegung insbesondere erfasst werden, während das Druckstück angeregt wird, insbesondere dynamisch. Die Anregung des Druckstücks kann dabei grundsätzlich insbesondere über die Zahnstange erfolgen, beispielsweise mithilfe einer (Zahnstangen-)Aktuatorvorrichtung auf einem Prüfstand und/oder durch im Fahrbetrieb auf die Zahnstange wirkende Kräfte, insbesondere wie in der zum Zeitpunkt dieser Anmeldung noch nicht veröffentlichten
Mithilfe eines oder mehrerer Abstandssensoren lässt sich eine Bewegung des Druckstücks innerhalb der Druckstückaufnahmeausnehmung relativ zur Druckstückaufnahmeausnehmung bzw. dem Lenkgetriebegehäuse direkt und einfach erfassen. Mit einer erfindungsgemäßen Messanordnung kann insbesondere ein Druckstückbewegung in einer Ebene senkrecht zur Andrückrichtung erfasst werden, insbesondere in einer radialen Richtung.With the aid of one or more distance sensors, a movement of the pressure piece within the pressure piece receiving recess relative to the pressure piece receiving recess or the steering gear housing can be recorded directly and easily. With a measuring arrangement according to the invention, in particular a pressure piece movement can be detected in a plane perpendicular to the pressing direction, in particular in a radial direction.
Darüber hinaus lassen sich mit einer erfindungsgemäßen Messanordnung wenigstens ein oder mehrere, jeweils eine Eigenschaft eines in einem Spalt zwischen Druckstück und Druckstückaufnahmeausnehmung angeordneten Gleit-Führungselements charakterisierende Kennwerte bestimmen, vor allem ein oder mehrere Steifigkeits- und/oder Dämpfungskennwerte, insbesondere in radialer Richtung. Dies lässt sich besonders einfach realisieren, indem auf das Druckstück eine definierte Anregungskraft aufgebracht wird, vorzugsweise in einer Ebene senkrecht zur Andrückrichtung, insbesondere in Bewegungserfassungsrichtung wenigstens eines radialen Sensors, und die resultierende Druckstückbewegung erfasst und in Abhängigkeit von der Anregungskraft ausgewertet wird.In addition, a measuring arrangement according to the invention can be used to determine at least one or more characteristic values each characterizing a property of a sliding guide element arranged in a gap between the pressure piece and the pressure piece receiving recess, in particular one or more rigidity and / or damping parameters, in particular in the radial direction. This can be implemented particularly easily by applying a defined excitation force to the pressure piece, preferably in a plane perpendicular to the pressure direction, in particular in the direction of movement detection of at least one radial sensor, and the resulting pressure piece movement is recorded and evaluated as a function of the excitation force.
In einer vorteilhaften, besonders bevorzugten Ausgestaltung einer Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Messanordnung ferner wenigstens einen zweiten Sensor zum Messen wenigstens einer Bewegung des Druckstücks in wenigstens einer zweiten Richtung in der Druckstückaufnahmeausnehmung auf, wobei der zweite Sensor ebenfalls dazu ausgebildet und eingerichtet ist, eine Bewegung des Druckstücks in einer Ebene senkrecht zur Andrückrichtung zu erfassen, insbesondere eine radiale Bewegung des Druckstücks relativ zur Andrückrichtung.In an advantageous, particularly preferred embodiment of a measuring arrangement according to the present invention, the measuring arrangement also has at least one second sensor for measuring at least one movement of the pressure piece in at least one second direction in the pressure piece receiving recess, the second sensor also being designed and set up to have a To detect movement of the pressure piece in a plane perpendicular to the pressing direction, in particular a radial movement of the pressure piece relative to the pressing direction.
Hierdurch lässt sich, je nach Anordnung des ersten und zweiten Sensors zueinander, eine Druckstückbewegung in einer Ebene senkrecht zur Andrückrichtung genauer erfassen, beispielsweise wenn der erste Sensor und der zweite Sensor zur Erfassung einer Druckstückbewegung in der gleichen und sich senkrecht zur Andrückrichtung erstreckenden Ebene ausgebildet und angeordnet sind. Dies ermöglicht auch, ein oder mehrere, jeweils eine Eigenschaft eines in einem Spalt zwischen Druckstück und Druckstückaufnahmeausnehmung angeordneten Gleit-Führungselements in radialer Richtung charakterisierende Kennwerte zu ermitteln. Ferner kann eine Verkippung erfasst werden, beispielsweise indem der erste Sensor und der zweite Sensor zur Erfassung einer Druckstückbewegung in unterschiedlichen Normalenebenen zur Andrückrichtung ausgebildet und eingerichtet bzw. angeordnet sind. Dies kann besonders vorteilhaft mit einer Messanordnung mit zwei Sensoren erreicht werden, welche dazu ausgebildet und eingerichtet sind, eine radiale Druckstückbewegung in einer gemeinsamen, sich parallel zur Andrückrichtung erstreckenden Ebene zu erfassen. Mit einer solchen Anordnung ist insbesondere eine Verkippung des Druckstücks um wenigstens eine erste, sich senkrecht zur Andrückrichtung und vorzugsweise parallel zu einer Zahnstangenlängsrichtung erstreckenden Achse messbar, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand des Druckstücks in einer Messanordnung. Insbesondere kann mit einer solchen Anordnung außerdem eine Verkippung des Druckstücks um eine zweite, sich senkrecht zur Andrückrichtung und senkrecht zur ersten Achse erstreckende Achse erfasst werden.In this way, depending on the arrangement of the first and second sensors to one another, a pressure piece movement can be detected more precisely in a plane perpendicular to the pressing direction, for example if the first sensor and the second sensor are designed to detect a pressure piece movement in the same plane and extending perpendicular to the pressing direction are arranged. This also makes it possible to determine one or more characteristic values in the radial direction which each characterize a property of a sliding guide element arranged in a gap between the pressure piece and the pressure piece receiving recess. Furthermore, a tilt can be detected, for example by the first sensor and the second sensor are designed and set up or arranged to detect a pressure piece movement in different normal planes to the pressing direction. This can be achieved particularly advantageously with a measuring arrangement with two sensors which are designed and set up to detect a radial pressure piece movement in a common plane extending parallel to the pressing direction. With such an arrangement, in particular a tilting of the pressure piece about at least a first axis extending perpendicular to the pressing direction and preferably parallel to a longitudinal direction of the rack can be measured, based on a functional state of use of the pressure piece in a measuring arrangement. In particular, with such an arrangement, a tilting of the pressure piece about a second axis extending perpendicular to the pressing direction and perpendicular to the first axis can also be detected.
Darüber hinaus können zusätzlich einer oder mehrere weitere Sensoren vorhanden sein, insbesondere ein oder mehrere Sensoren, die wie der erste und/oder zweite Sensor dazu ausgebildet und eingerichtet sind eine Bewegung des Druckstücks wenigstens in einer ersten Richtung in einer Ebene senkrecht zur Andrückrichtung zu erfassen, insbesondere eine radiale Bewegung des Druckstücks relativ zur Andrückrichtung, und/oder ein oder mehrere axiale Sensoren, die zur Erfassung einer Druckstückbewegung in axialer Richtung, d.h. in Andrückrichtung ausgebildet sind, wie beispielsweise in der vorstehend erwähnten
Durch die Anordnung zusätzlicher Sensoren, vorzugsweise mit einer anderen Erfassungsrichtung, insbesondere ebenfalls Abstandssensoren, und/oder durch eine andere Positionierung und Anordnung der Abstandssensoren können Druckstückbewegungen in anderen Richtungen erfasst werden. In Bezug auf die Entstehung unerwünschter Geräusche sind jedoch vor allem die vorgenannten Druckstückbewegungen (Hub, Verkippen um die erste Achse und Verkippen um die zweite Achse) relevant, so dass für Messungen in diesem Zusammenhang die Erfassung der Druckstückbewegungen in diesen Richtungen besonders vorteilhaft ist.By arranging additional sensors, preferably with a different detection direction, in particular also distance sensors, and / or by positioning and arranging the distance sensors differently, pressure piece movements in other directions can be detected. With regard to the generation of undesired noises, however, the aforementioned pressure piece movements (stroke, tilting about the first axis and tilting about the second axis) are particularly relevant, so that the detection of the pressure piece movements in these directions is particularly advantageous for measurements in this context.
Zur Aufnahme ein oder mehrerer axialer Sensoren kann eine Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung insbesondere einen entsprechenden und wie in der vorstehend erwähnten
Darüber hinaus kann eine Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ferner auch ein oder mehrere Beschleunigungssensoren aufweisen, insbesondere wenigstens einen MEMS-Sensor und/oder wenigstens einen 3D-Beschleunigungssensor, wie auch in der bereits vorstehend mehrfach erwähnten
In einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist wenigstens ein Sensor ein berührungsloser Abstandssensor, insbesondere ein kapazitiver Abstandssensor.In a further, particularly advantageous embodiment of a measuring arrangement according to the present invention, at least one sensor is a contactless distance sensor, in particular a capacitive distance sensor.
In einer alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Messanordnung kann wenigstens ein Sensor ein optischer oder magnetoresistiver Sensor oder ein Abstandslaser-Sensor sein (ein Sensor, der mithilfe eines Laserstrahls einen Abstand erfasst). Mithilfe eines oder mehrerer Abstandssensoren, insbesondere mithilfe wenigstens eines optischen, magnetoresistiven oder kapazitiven Abstandssensors und/oder eines Laser-Abstandssensors, lässt sich eine Bewegung des Druckstücks innerhalb der Druckstückaufnahmeausnehmung relativ zur Druckstückaufnahmeausnehmung bzw. dem Lenkgetriebegehäuse direkt und einfach erfassen.In an alternative embodiment of a measuring arrangement according to the invention, at least one sensor can be an optical or magnetoresistive sensor or a distance laser sensor (a sensor that detects a distance with the aid of a laser beam). With the help of one or more distance sensors, in particular with the help of at least one optical, magnetoresistive or capacitive distance sensor and / or a laser distance sensor, a movement of the pressure piece within the pressure piece receiving recess relative to the pressure piece receiving recess or the steering gear housing can be recorded directly and easily.
Berührungslose Abstandssensoren haben den Vorteil, dass sie keinen Einfluss auf die Andrückkraft und/oder die Druckstückbewegung selbst haben. Ferner besteht bei berührungslosen Abstandssensoren nicht die Gefahr, dass Geräusche durch den Kontakt mit dem Druckstück entstehen. Von den berührungslosen Abstandssensoren erscheinen vor allem kapazitive Abstandssensoren vorteilhaft, da sich mit diesen auch kleinste Abstandsänderungen, auch im Sub-Nanometer-Bereich, insbesondere auch mit hohen Genauigkeiten, messen lassen. Ferner haben diese gegenüber magnetoresistiven Abstandssensoren den Vorteil, dass sie kein Magnetfeld erzeugen, welches möglicherweise Magnetfelder anderer Sensoreinrichtungen, wie beispielsweise einer Lenkwinkelsensoreinrichtung und/oder einer Lenkmomentsensoreinrichtung, stören könnte.Contactless distance sensors have the advantage that they have no influence on the pressing force and / or the movement of the pressure piece itself. Furthermore, with non-contact distance sensors there is no risk of noises arising from contact with the pressure piece. Of the non-contact distance sensors, capacitive distance sensors in particular appear to be advantageous, since they can be used to measure even the smallest changes in distance, even in the sub-nanometer range, in particular with a high degree of accuracy. Furthermore, they have the advantage over magnetoresistive distance sensors that they do not generate a magnetic field which could possibly interfere with magnetic fields of other sensor devices, such as a steering angle sensor device and / or a steering torque sensor device.
Kapazitive Abstandssensoren sowie ihre Funktionsweise sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Eine Messgröße bei kapazitiven Abstandssensoren ist in der Regel eine Kapazitätsänderung zwischen der Oberfläche des Sensors, d.h. einer Sensoroberfläche, und einer Targetfläche, welche im vorliegenden Fall einer Druckstückoberfläche entspricht, bei einem homogenen elektrischen Feld. Die Kapazitätsänderung, die sich bei einer Änderung des Abstands zwischen der Targetfläche und der Sensoroberfläche einstellt, resultiert in einer zur Kapazitätsänderung proportionalen Spannungsänderung, welche messtechnisch erfasst werden kann.Capacitive distance sensors and their mode of operation are generally known from the prior art. A measured variable in capacitive distance sensors is usually a change in capacitance between the surface of the sensor, i.e. a sensor surface, and a target surface, which in the present case corresponds to a pressure piece surface, with a homogeneous electric field. The change in capacitance, which occurs when the distance between the target surface and the sensor surface changes, results in a voltage change proportional to the change in capacitance, which can be detected by measurement.
In einer weiteren vorteilhaften, möglichen Ausgestaltung einer Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere in einer Weiterbildung, ist wenigstens ein Sensor insbesondere derart angeordnet, dass seine Sensor-Längsachse in einer Ebene senkrecht zur Andrückrichtung verläuft, insbesondere in einer radialen Richtung relativ zur Andrückrichtung, und/oder sich eine Sensorfläche des Sensors in einer zur Andrückrichtung parallelen Ebene erstreckt. Diese Anordnung, die sich besonders einfach realisieren lässt, ist besonders vorteilhaft für Sensoren mit einem flächigen, sensierenden Element, wie dies beispielsweise bei kapazitiven Abstandssensoren häufig der Fall ist und welche sich für den Einsatz in einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung besonders gut eignen.In a further advantageous, possible embodiment of a measuring arrangement according to the present invention, in particular in a further development, at least one sensor is in particular arranged such that its longitudinal sensor axis runs in a plane perpendicular to the pressing direction, in particular in a radial direction relative to the pressing direction, and / or a sensor surface of the sensor extends in a plane parallel to the pressing direction. This arrangement, which is particularly easy to implement, is particularly advantageous for sensors with a flat, sensing element, as is often the case, for example, with capacitive distance sensors and which are particularly suitable for use in a sensor arrangement according to the invention.
Besonders bevorzugt ist wenigstens ein Sensor daher ein solcher, insbesondere Abstandssensor mit einem flächigen, sensierenden Element, wobei ein solcher Abstandssensor in einer Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt derart angeordnet und ausgerichtet ist, dass sich seine Sensorfläche parallel zur Andrückrichtung erstreckt. Derartige Sensoren sind gut verfügbar, kostengünstig und einfach in ein Lenkgetriebe zu integrieren, um eine erfindungsgemäße Messanordnung bereitzustellen.At least one sensor is therefore particularly preferably such, in particular a distance sensor with a flat, sensing element, such a distance sensor in a measuring arrangement according to the present invention preferably being arranged and oriented such that its sensor surface extends parallel to the pressing direction. Such sensors are readily available, inexpensive and easy to integrate into a steering gear in order to provide a measuring arrangement according to the invention.
In einer weiteren vorteilhaften, möglichen Ausgestaltung einer Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere in einer Weiterbildung, weist das Lenkgetriebegehäuse in einem das Druckstück umgebenden Bereich, insbesondere in einer Wandung der Druckstückaufnahmeausnehmung, wenigstens eine Sensoraufnahme-Ausnehmung aufweist, d.h. eine Ausnehmung, insbesondere eine Öffnung, zur Aufnahme eines Sensors, vorzugsweise eine sich in einer senkrecht zur Andrückrichtung erstreckenden Ebene verlaufende Sensor-Durchgangsöffnung, insbesondere eine radiale Sensor-Durchgangsöffnung, wobei die Sensoraufnahme-Ausnehmung bevorzugt eine Durchgangsbohrung ist, da eine solche sich besonders einfach und kostengünstig herstellen lässt. Bevorzugt verläuft eine Längsachse der Sensoraufnahme-Ausnehmung dabei in der Ebene, in der eine Druckstückbewegung gemessen werden soll, wobei die Längsachse der Sensoraufnahme-Ausnehmung besonders bevorzugt in radialer Richtung verläuft, d.h. radial zur Andrückrichtung bzw. radial zur Längsachse der Druckstückaufnahmeausnehmung. Hierdurch lässt sich eine besonders einfache Anordnung und Aufnahme bzw. Befestigung eines Sensors am Lenkgetriebe im Bereich des Druckstücks erreichen und damit ein einfacher Aufbau der Messanordnung.In a further advantageous, possible embodiment of a measuring arrangement according to the present invention, in particular in a further development, the steering gear housing has at least one sensor receiving recess, ie a recess, in particular an opening, in an area surrounding the pressure piece, in particular in a wall of the pressure piece receiving recess , for receiving a sensor, preferably a sensor through-opening running in a plane perpendicular to the pressing direction, in particular a radial sensor through-opening, the sensor receiving recess preferably being a through-hole, since this can be produced particularly easily and inexpensively. A longitudinal axis of the sensor receiving recess preferably runs in the plane in which a pressure piece movement is to be measured, the longitudinal axis of the sensor receiving recess particularly preferably running in the radial direction, i.e. radially to the pressing direction or radially to the longitudinal axis of the pressure piece receiving recess. In this way, a particularly simple arrangement and mounting or fastening of a sensor on the steering gear in the area of the pressure piece can be achieved, and thus a simple construction of the measuring arrangement.
In einer weiteren vorteilhaften, möglichen Ausgestaltung einer Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere in einer Weiterbildung, ist auch wenigstens ein Sensor zumindest teilweise in eine zugehörige Sensoraufnahme-Ausnehmung eingesetzt, wobei vorzugsweise wenigstens ein Sensor zumindest teilweise von der Sensoraufnahme-Ausnehmung gehalten ist, insbesondere fest in der Sensoraufnahme-Ausnehmung aufgenommen ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Befestigung des Sensors. Ist der Sensor ein zylindrischer Sensor wie vorbeschrieben, ist der Sensor vorzugweise derart in die Sensoraufnahme-Ausnehmung eingesetzt, dass seine Sensor-Längsachse in einer sich senkrecht zur Andrückrichtung erstreckenden Ebene verläuft, insbesondere radial zur Andrückrichtung.In a further advantageous, possible embodiment of a measuring arrangement according to the present invention, in particular in a further development, at least one sensor is also at least partially inserted into an associated sensor receptacle recess, with at least one sensor preferably being held at least partially by the sensor receptacle recess, in particular is firmly received in the sensor receiving recess. This enables a particularly simple attachment of the sensor. If the sensor is a cylindrical sensor as described above, the sensor is preferably inserted into the sensor receiving recess in such a way that its longitudinal axis of the sensor runs in a plane extending perpendicular to the pressing direction, in particular radially to the pressing direction.
In einer weiteren vorteilhaften, möglichen Ausgestaltung einer Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere in einer Weiterbildung, weist die Messanordnung ferner wenigstens eine Sensorführung auf, wobei die Sensorführung vorzugsweise außen am Lenkgetriebegehäuse abnehmbar befestigt ist, vorzugsweise um die Druckstückaufnahmeausnehmung herum, insbesondere schellenartig, wobei insbesondere wenigstens ein Sensor zumindest teilweise von der Sensorführung geführt und/oder in Position gehalten wird. Hierdurch lässt sich eine verbesserte Anordnung und Aufnahme bzw. Befestigung eines Sensors am Lenkgetriebe im Bereich des Druckstücks erreichen und damit eine genauere Positionierung des Sensors, was sich vorteilhaft auf die Messgenauigkeit bei der Erfassung einer Druckstückbewegung auswirkt.In a further advantageous, possible embodiment of a measuring arrangement according to the present invention, in particular in a further development, the measuring arrangement also has at least one sensor guide, the sensor guide preferably being removably attached to the outside of the steering gear housing, preferably around the pressure piece receiving recess, in particular in the manner of a clamp, in particular at least one sensor is at least partially guided by the sensor guide and / or held in position. In this way, an improved arrangement and mounting or fastening of a sensor on the steering gear in the area of the pressure piece can be achieved and thus a more precise positioning of the sensor, which has an advantageous effect on the measurement accuracy when detecting a pressure piece movement.
Bevorzugt ist die Sensorführung eine Art Halter mit wenigstens einem Abschnitt zum Führen und/oder in Position halten und/oder zur Befestigung wenigstens eines Sensors.The sensor guide is preferably a type of holder with at least one section for guiding and / or holding in position and / or for fastening at least one sensor.
Eine besonders einfach herzustellende und einfach am Lenkgetriebe zu befestigende Sensorführung weist beispielsweise einen als Schelle, insbesondere ähnlich einer Rohrschelle ausgebildeten Befestigungsabschnitt auf, welcher vorzugsweise mittels einer Klemmschraube außen um die Druckstückaufnahmeausnehmung herum am Lenkgetriebe befestigt werden kann, und besonders bevorzugt ein oder mehrere, sich bezogen auf einen am Lenkgetriebe befestigten Zustand der Sensorführung, insbesondere parallel zur Andrückrichtung erstreckende Sensoraufnahmeabschnitte zur Führung und/oder Befestigung und/oder zum Halten wenigstens eines Sensors aufweist. A sensor guide that is particularly easy to manufacture and easy to attach to the steering gear has, for example, a fastening section designed as a clamp, in particular similar to a pipe clamp, which can preferably be fastened around the pressure piece receiving recess on the outside of the steering gear by means of a clamping screw, and particularly preferably one or more related to a state of the sensor guide attached to the steering gear, in particular sensor receiving sections extending parallel to the pressing direction for guiding and / or fastening and / or for holding at least one sensor.
Bevorzugt weist die Sensorführung, insbesondere in einem oder mehreren Sensoraufnahmeabschnitten, wenigstens eine Sensoraufnahme-Ausnehmung auf, vorzugsweise eine sich, bezogen auf einen am Lenkgetriebe befestigten Zustand der Sensorführung, in einer senkrecht zur Andrückrichtung erstreckenden Ebene verlaufende Sensor-Durchgangsöffnung, insbesondere eine radiale Sensor-Durchgangsöffnung, wobei die Sensoraufnahme-Ausnehmung auch eine Durchgangsbohrung sein kann, da eine solche sich besonders einfach und kostengünstig herstellen lässt. Bevorzugt verläuft eine Längsachse der Sensoraufnahme-Ausnehmung dabei in der Ebene, in der eine Druckstückbewegung gemessen werden soll, wobei die Längsachse der Sensoraufnahme-Ausnehmung besonders bevorzugt in radialer Richtung verläuft, d.h. radial zur Andrückrichtung bzw. radial zur Längsachse der Druckstückaufnahmeausnehmung. Hierdurch lässt sich eine besonders einfache Führung und Aufnahme bzw. Befestigung eines Sensors am Lenkgetriebe im Bereich des Druckstücks erreichen und damit ein einfacher Aufbau der Messanordnung, der eine genaue Messung einer Druckstückbewegung ermöglicht.The sensor guide, in particular in one or more sensor receiving sections, preferably has at least one sensor receiving recess, preferably one that extends in a plane perpendicular to the pressing direction in relation to a state of the sensor guide attached to the steering gear Sensor through-opening, in particular a radial sensor through-opening, wherein the sensor receiving recess can also be a through-hole, since such a bore can be produced in a particularly simple and cost-effective manner. A longitudinal axis of the sensor receiving recess preferably runs in the plane in which a pressure piece movement is to be measured, the longitudinal axis of the sensor receiving recess particularly preferably running in the radial direction, ie radially to the pressing direction or radially to the longitudinal axis of the pressure piece receiving recess. This makes it possible to achieve a particularly simple guidance and mounting or fastening of a sensor on the steering gear in the area of the pressure piece and thus a simple construction of the measuring arrangement which enables precise measurement of a pressure piece movement.
Bevorzugt ist die Messanordnung, insbesondere das Lenkgetriebe und/oder die Sensorführung, dabei zur Aufnahme wenigstens eines länglichen, vorzugsweise zylindrischen, Abstandssensors mit einer an einer Stirnseite angeordneten Sensorfläche ausgebildet, insbesondere zur Aufnahme mehrerer, derartig ausgebildeter Abstandssensoren, insbesondere von wenigstens zwei, vorzugsweise von wenigstens drei solchen Abstandssensoren. Denkbar ist alternativ auch eine andere Ausgestaltung einer Messanordnung, beispielsweise eine Ausgestaltung, welche eine Aufnahme von einem oder mehreren blockförmigen, Abstandssensoren ermöglicht.The measuring arrangement, in particular the steering gear and / or the sensor guide, is preferably designed to accommodate at least one elongate, preferably cylindrical, distance sensor with a sensor surface arranged on one end face, in particular to accommodate several distance sensors configured in this way, in particular at least two, preferably from at least three such distance sensors. Alternatively, another configuration of a measuring arrangement is also conceivable, for example a configuration which enables one or more block-shaped distance sensors to be accommodated.
Zur exakten Positionierung eines Abstandssensors in Längsrichtung in der Messanordnung weist wenigstens eine Sensoraufnahme-Ausnehmung, vorzugsweise sämtliche Sensoraufnahme-Ausnehmungen, jeweils einen axialen Anschlag auf, wobei der axiale Anschlag vorzugsweise durch einen sich in radialer Richtung nach innen erstreckenden radialen Vorsprung gebildet ist, insbesondere durch einen radialen Vorsprung einer Wandung der Sensoraufnahme-Ausnehmung. Hierdurch kann eine besonders einfache Positionierung eines Abstandssensors in einer Sensoraufnahme-Ausnehmung erreicht werden.For the exact positioning of a distance sensor in the longitudinal direction in the measuring arrangement, at least one sensor receptacle recess, preferably all of the sensor receptacle recesses, each have an axial stop, the axial stop preferably being formed by a radial projection extending inward in the radial direction, in particular by a radial projection of a wall of the sensor receiving recess. In this way, a particularly simple positioning of a distance sensor in a sensor receiving recess can be achieved.
Ein derartiger Absatz lässt sich besonders einfach durch wenigstens zwei aneinander angrenzende Abschnitte mit unterschiedlichem Durchmesser darstellen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung weist daher wenigstens eine Sensoraufnahme-Ausnehmung, vorzugsweise sämtliche Sensoraufnahme-Ausnehmungen, wenigstens zwei Abschnitte mit unterschiedlichem Durchmesser auf, welche insbesondere direkt aneinandergrenzen.Such a shoulder can be represented in a particularly simple manner by at least two mutually adjoining sections with different diameters. In an advantageous embodiment of a measuring arrangement according to the present invention, at least one sensor receiving recess, preferably all of the sensor receiving recesses, has at least two sections with different diameters, which in particular directly adjoin one another.
In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, wenn in wenigstens eine Sensoraufnahme-Ausnehmung, vorzugsweise in sämtliche Sensoraufnahme-Ausnehmungen, eine Klemmhülse eingesetzt ist, beispielsweise eine Klemmhülse aus Kunststoff oder einem Keramikwerkstoff, welche sich zumindest über einen Teil der Länge der Sensoraufnahme-Ausnehmung erstreckt. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise ein Durchmesser der Sensoraufnahme-Ausnehmung an die äußeren Abmessungen eines jeweiligen Abstandssensors angepasst werden, wobei die Klemmhülse in diesem Fall insbesondere als Adapter dient. Darüber hinaus lässt sich in einigen Fällen mit einer Klemmhülse eine verbesserte Fixierung, insbesondere eine verbesserte Klemmung, des Sensors in der Sensoraufnahme-Ausnehmung erreichen. Wird hierbei eine Kunststoffhülse verwendet, kann in der Regel ein Risiko von Beschädigungen des Sensors beim Einsetzen in den Sensorhalter reduziert werden. Eine Kunststoffhülse ermöglicht ferner auf einfache Art und Weise das Herstellen einer elektrischen Isolierung zwischen Sensorhalter und Abstandssensor, was in einigen Fällen, je nach gewähltem Messprinzip und verwendetem Abstandssensor, erforderlich sein kann, insbesondere bei kapazitiven Abstandssensoren, die selbst nicht ausreichend elektrisch isoliert sind. Je nach Keramikwerkstoff (wenn dieser entsprechend elektrisch nichtleitend ist), kann das auch mit einer keramischen Klemmhülse erreicht werden. Eine Keramikhülse hat gegenüber einer Kunststoffhülse den Vorteil, dass sie aufgrund ihrer höheren Festigkeit formstabiler ist, was in einigen Fällen eine bessere Fixierung eines darin eingesetzten Sensors führt und damit ein genaueres Messen ermöglichtIn some cases it can be advantageous if a clamping sleeve is inserted in at least one sensor receiving recess, preferably in all sensor receiving recesses, for example a clamping sleeve made of plastic or a ceramic material, which extends over at least part of the length of the sensor receiving recess . In this way, a diameter of the sensor receiving recess can be adapted in a simple manner to the outer dimensions of a respective distance sensor, the clamping sleeve in this case serving in particular as an adapter. In addition, in some cases, improved fixing, in particular improved clamping, of the sensor in the sensor receiving recess can be achieved with a clamping sleeve. If a plastic sleeve is used here, the risk of damage to the sensor when it is inserted into the sensor holder can generally be reduced. A plastic sleeve also enables electrical insulation to be established between the sensor holder and the distance sensor in a simple manner, which may be necessary in some cases, depending on the selected measuring principle and the distance sensor used, especially in the case of capacitive distance sensors that are not themselves sufficiently electrically isolated. Depending on the ceramic material (if it is electrically non-conductive), this can also be achieved with a ceramic clamping sleeve. A ceramic sleeve has the advantage over a plastic sleeve that, due to its greater strength, it is more dimensionally stable, which in some cases leads to a better fixation of a sensor inserted therein and thus enables more precise measurement
In einer weiteren vorteilhaften, möglichen Ausgestaltung einer Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere in einer Weiterbildung, sind der erste Sensor und der zweite Sensor insbesondere derart relativ zueinander angeordnet, dass mittels des ersten Sensors eine Druckstückbewegung in einer ersten Richtung erfassbar ist und mittels des zweiten Sensors in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung, insbesondere derart, dass die erste und die zweite Richtung bei einer senkrechten Projektion in eine sich senkrecht zur Andrückrichtung erstreckenden Ebene zwischen sich einen Winkel von 90° ausbilden. Hierdurch ist eine besonders genaue Erfassung einer radialen Druckstückbewegung möglich.In a further advantageous, possible embodiment of a measuring arrangement according to the present invention, in particular in a further development, the first sensor and the second sensor are in particular arranged relative to one another in such a way that a pressure piece movement in a first direction can be detected by means of the first sensor and by means of the second Sensor in a second direction perpendicular to the first direction, in particular such that the first and the second direction form an angle of 90 ° between them when projected perpendicularly into a plane extending perpendicular to the pressing direction. This enables particularly precise detection of a radial pressure piece movement.
Sind der erste Sensor und der zweite Sensor dabei wie vorbeschrieben länglich und insbesondere zylinderförmig ausgebildet, sind sie vorzugweise derart relativ zueinander angeordnet, dass ihre Sensor-Längsachsen rechtwinklig zu einander verlaufen, insbesondere derart, dass diese bei einer senkrechten Projektion der Sensor-Längsachsen in eine sich senkrecht zur Andrückrichtung erstreckenden Ebene zwischen sich einen Winkel von 90° ausbilden.If the first sensor and the second sensor are elongated and in particular cylindrical, as described above, they are preferably arranged relative to one another in such a way that their longitudinal sensor axes run at right angles to one another, in particular in such a way that, when the longitudinal sensor axes are projected perpendicularly into a Form an angle of 90 ° between them perpendicular to the direction of pressure extending plane.
In einer weiteren vorteilhaften, möglichen Ausgestaltung einer Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere in einer Weiterbildung, sind der erste Sensor und der zweite Sensor insbesondere derart angeordnet, dass mittels des ersten Sensors eine Druckstückbewegung in einer ersten sich senkrecht zur Andrückrichtung erstreckenden Ebene erfassbar ist und mittels des zweiten Sensors in einer zweiten sich senkrecht zur Andrückrichtung erstreckenden und von der ersten Ebene verschiedenen Ebene, insbesondere in einer zur ersten Ebene parallelen zweiten Ebenen, d.h. in zwei unterschiedlichen Normalenebenen zur Andrückrichtung bzw. einer Längsachse der Druckstückaufnahmeausnehmung. Mit einer solchen Messanordnung lässt sich insbesondere eine Verkippung des Druckstücks erfassen.In a further advantageous, possible embodiment of a measuring arrangement according to the present invention, in particular in a further development, the first sensor and the second sensor are arranged in particular such that a pressure piece movement can be detected by means of the first sensor in a first plane extending perpendicular to the pressing direction and by means of the second sensor in a second plane extending perpendicular to the pressing direction and different from the first plane, in particular in a second plane parallel to the first plane, ie in two different normal planes to the pressing direction or a longitudinal axis of the pressure piece receiving recess. With such a measuring arrangement, in particular a tilting of the pressure piece can be detected.
Eine besonders vorteilhafte Messanordnung, insbesondere zum Erfassen einer Verkippung des Druckstücks, ergibt sich dabei, wenn der erste Sensor und der zweite Sensor dabei derart angeordnet sind, dass die erste Richtung, in der eine Bewegung des Druckstücks mittels des ersten Sensors erfassbar ist, und die zweite Richtung, in der eine Bewegung des Druckstücks mittels des zweiten Sensors erfassbar ist, in einer gemeinsamen, sich parallel zur Andrückrichtung erstreckenden Ebene verlaufen, insbesondere in einer gemeinsamen außerdem radial zur Andrückrichtung verlaufenden Ebene, d.h. wenn die erste Richtung und die zweite Richtung zusammenfallen. Mit einer solchen Messanordnung lässt sich vor allem eine Verkippung um eine Achse erfassen, die senkrecht zur Andrückrichtung und senkrecht zur ersten bzw. zweiten (Erfassungs-)Richtung des ersten und zweiten Sensors verläuft.A particularly advantageous measuring arrangement, in particular for detecting tilting of the pressure piece, results when the first sensor and the second sensor are arranged in such a way that the first direction in which a movement of the pressure piece can be detected by means of the first sensor and the The second direction, in which a movement of the pressure piece can be detected by means of the second sensor, run in a common plane extending parallel to the pressing direction, in particular in a common plane also extending radially to the pressing direction, ie when the first direction and the second direction coincide. With such a measuring arrangement, a tilt about an axis that runs perpendicular to the pressing direction and perpendicular to the first or second (detection) direction of the first and second sensor can be detected in particular.
Sind der erste Sensor und der zweite Sensor dabei wie vorbeschrieben länglich und insbesondere zylinderförmig ausgebildet, sind sie dazu vorzugweise derart angeordnet, dass ihre Sensor-Längsachsen in einer gemeinsamen, parallel zur Andrückrichtung verlaufenden Ebene aber in unterschiedlichen, sich senkrecht zur Andrückrichtung erstreckenden Ebenen verlaufen, insbesondere in parallelen Ebenen.If the first sensor and the second sensor are elongated and in particular cylindrical, as described above, they are preferably arranged in such a way that their longitudinal axes of the sensor run in a common plane running parallel to the pressing direction but in different planes extending perpendicular to the pressing direction, especially in parallel planes.
In einer weiteren vorteilhaften, möglichen Ausgestaltung einer Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere in einer Weiterbildung, sind der erste Sensor und der zweite Sensor derart angeordnet, dass mittels des ersten Sensors und des zweitens Sensors jeweils eine Druckstückbewegung in der gleichen, sich senkrecht zur Andrückrichtung erstreckenden Ebene erfassbar ist. Hierdurch lässt sich insbesondere eine radiale Druckstückbewegung besonders genau erfassen. Infolgedessen eignet sich eine derartige Messanordnung besonders zur Ermittlung einer oder mehrerer, eine Eigenschaft eines Gleit- und Führungselements in radialer Richtung charakterisierende Kennwerte, insbesondere einer oder mehrerer radialer Steifigkeits- und/oder Dämpfungskennwerte.In a further advantageous, possible embodiment of a measuring arrangement according to the present invention, in particular in a further development, the first sensor and the second sensor are arranged in such a way that by means of the first sensor and the second sensor each a pressure piece movement in the same, perpendicular to the pressing direction extending plane is detectable. In this way, in particular, a radial pressure piece movement can be detected particularly precisely. As a result, such a measuring arrangement is particularly suitable for determining one or more characteristic values characterizing a property of a sliding and guide element in the radial direction, in particular one or more radial rigidity and / or damping characteristic values.
Für eine besonders genaue Erfassung einer radialen Druckstückbewegung sind der erste Sensor und der zweite Sensor dabei bevorzugt derart angeordnet, dass die erste und die zweite (Erfassungs-)Richtung der beiden Sensoren zwischen sich einen Winkel von 90° ausbilden.For a particularly precise detection of a radial pressure piece movement, the first sensor and the second sensor are preferably arranged in such a way that the first and second (detection) directions of the two sensors form an angle of 90 ° between them.
Sind der erste Sensor und der zweite Sensor dabei wie vorbeschrieben länglich und insbesondere zylinderförmig ausgebildet, sind sie dazu vorzugsweise derart angeordnet, dass ihre Sensor-Längsachsen in einer gemeinsamen, sich senkrecht zur Andrückrichtung erstreckenden Ebene verlaufen.If the first sensor and the second sensor are elongated and in particular cylindrical, as described above, they are preferably arranged in such a way that their sensor longitudinal axes run in a common plane extending perpendicular to the pressing direction.
In einer weiteren vorteilhaften, möglichen Ausgestaltung einer Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere in einer Weiterbildung, weist die Messanordnung ferner eine Anregungseinrichtung zum Aufbringen einer definierten Anregung, insbesondere einer definierten Anregungskraft, auf das Druckstück auf, vorzugsweise zum Aufbringen einer Anregung in einer Ebene senkrecht zur Andrückrichtung, insbesondere einer Anregung in radialer Richtung wobei die Anregungseinrichtung einen Anregungsstößel zur Übertragung einer Anregung auf das Druckstück aufweist, und vorzugsweise ferner eine Stößel-Aktuatoreinrichtung zur Erzeugung einer definierten Anregung des Druckstücks, wobei der Anregungsstößel in einer Anregungsrichtung verschiebbar gelagert ist, und die Stößel-Aktuatoreinrichtung (falls vorhanden) insbesondere dazu ausgebildet und eingerichtet ist, den Anregungsstößel mit einer definierten Anregung definiert in der Anregungsrichtung zu bewegen. Hierdurch lässt sich auf besonders einfache Art und Weise eine direkte Anregung des Druckstücks realisieren. Dies ist besonders vorteilhaft zum Ermitteln eines Kennwerts, der eine Eigenschaft eines Gleit- und Führungselements charakterisiert, insbesondere zum Ermitteln eines Steifigkeits- und/oder Dämpfungskennwert. Zum einen lässt sich hierdurch auf besonders einfache Weise und direkt eine radiale Anregung realisieren, was eine besonders einfache Ermittlung einer Eigenschaft bzw. eines diese charakterisierenden Kennwerts eines Gleit- und Führungselements in radialer Richtung ermöglicht. Zum anderen ermöglicht eine derartige Messanordnung eine Übertragung der Anregungskraft über nur wenige Elemente bzw. Bauteile an das Druckstück. Infolgedessen sind nur die Steifigkeiten bzw. Elastizitäten weniger Komponenten bei der Auswertung zur Ermittlung der Kennwerte zur Charakterisierung der Eigenschaften des Gleit- und Führungselements zu berücksichtigen. Beispielweise sind die Steifigkeiten von Zahnstange und Lenkungsritzel unerheblich bei einer direkten Anregung des Druckstücks.In a further advantageous, possible embodiment of a measuring arrangement according to the present invention, in particular in a further development, the measuring arrangement also has an excitation device for applying a defined excitation, in particular a defined excitation force, to the pressure piece, preferably for applying an excitation in a plane perpendicular for the pressing direction, in particular an excitation in the radial direction, wherein the excitation device has an excitation plunger for transmitting an excitation to the pressure piece, and preferably also a plunger actuator device for generating a defined excitation of the pressure piece, wherein the excitation plunger is mounted displaceably in an excitation direction, and the The plunger actuator device (if present) is designed and set up in particular to move the excitation plunger in a defined manner in the excitation direction with a defined excitation. In this way, direct excitation of the pressure piece can be implemented in a particularly simple manner. This is particularly advantageous for determining a parameter that characterizes a property of a sliding and guide element, in particular for determining a rigidity and / or damping parameter. On the one hand, a radial excitation can thereby be implemented in a particularly simple manner and directly, which enables a particularly simple determination of a property or a characteristic value of a sliding and guiding element in the radial direction. On the other hand, such a measuring arrangement enables the excitation force to be transmitted to the pressure piece via only a few elements or components. As a result, only the stiffnesses or elasticities of a few components need to be taken into account in the evaluation to determine the characteristic values for characterizing the properties of the sliding and guiding element. For example, the rigidity of the rack and steering pinion are irrelevant when the pressure piece is excited directly.
Bevorzugt kann mittels der Anregungseinrichtung eine konstante Anregungskraft oder eine über die Zeit variable Anregungskraft auf das Druckstück aufgebracht werden, insbesondere mit einer definierten Anregungskraft und/oder einer definierten Frequenz, wobei die Anregungskraft und die Anregungsfrequenz insbesondere über der Zeit verändert werden können, d.h. zeitlich variant aufgebracht werden können. Statt mittels eines Stößel-Aktuatoreinrichtung ist grundsätzlich auch ein manuelles Aufbringen einer Anregungskraft auf den Anregungsstößel denkbar, beispielsweise von Hand mit oder ohne über eine Kraftübertragungskinematik, beispielsweise einer Hebelkinematik oder dergleichen.Preferably, a constant excitation force or an excitation force variable over time can be applied to the pressure piece by means of the excitation device, in particular with a defined excitation force and / or a defined frequency, with the excitation force and the excitation frequency being able to be changed in particular over time, i.e. temporally variant can be applied. Instead of using a plunger actuator device, a manual application of an excitation force to the excitation plunger is basically also conceivable, for example by hand with or without a force transmission kinematics, for example lever kinematics or the like.
Besonders bevorzugt greift der Anregungsstößel dabei oberhalb eines Massenschwerpunkts des Druckstücks am Druckstück an bzw. wird eine Anregungskraft oberhalb eines Massenschwerpunkts des Druckstücks in das Druckstück eingeleitet bzw. auf das Druckstück aufgebracht.Particularly preferably, the excitation plunger engages the pressure piece above a center of mass of the pressure piece or an excitation force is introduced into the pressure piece or applied to the pressure piece above a center of mass of the pressure piece.
In einer weiteren vorteilhaften, möglichen Ausgestaltung einer Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere in einer Weiterbildung, weist das Lenkgetriebegehäuse, insbesondere eine Wandung der Druckstückaufnahmeausnehmung, in einem das Druckstück umgebenden Bereich wenigstens eine Anregungs-Ausnehmung auf, vorzugsweise eine sich in einer senkrecht zur Andrückrichtung erstreckenden Ebene verlaufende Anregungs-Durchgangsöffnung, insbesondere bezogen auf die Andrückrichtung eine radiale Anregungs-Durchgangsöffnung, durch welche der Anregungsstößel bis an das Druckstück heran hindurchführbar ist. Hierdurch lässt sich auf besonders einfache Art und Weise eine direkte Anregung des Druckstücks realisieren.In a further advantageous, possible embodiment of a measuring arrangement according to the present invention, in particular in a further development, the steering gear housing, in particular a wall of the pressure piece receiving recess, has at least one excitation recess in an area surrounding the pressure piece, preferably one perpendicular to the pressing direction extending plane extending excitation passage opening, in particular in relation to the pressing direction a radial excitation passage opening through which the excitation plunger can be guided up to the pressure piece. In this way, direct excitation of the pressure piece can be implemented in a particularly simple manner.
In einer weiteren vorteilhaften, möglichen Ausgestaltung einer Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere in einer Weiterbildung, weist das Druckstück an seiner Außenfläche in einem Anregungsübertragungsbereich, in welchem sich der Anregungsstößel bei einer Anregung des Druckstücks zur Übertragung der Anregungskraft auf das Druckstück am Druckstück abstützt, eine Vertiefung auf, vorzugsweise eine durch Umformen hergestellte Vertiefung, beispielsweise eine durch Eindrücken hergestellte Vertiefung, insbesondere eine durch Körnen hergestellte Vertiefung, und der Anregungsstößel an seinem dem Druckstück zugewandten Ende, mit welchem sich der Anregungsstößel bei einer Anregung des Druckstücks zur Übertragung der Anregungskraft auf das Druckstück am Druckstück abstützt, spitz ausgebildet ist, vorzugsweise korrespondierend zur Vertiefung in der Außenfläche des Druckstücks.In a further advantageous, possible embodiment of a measuring arrangement according to the present invention, in particular in a further development, the pressure piece has on its outer surface in an excitation transmission area in which the excitation plunger is supported on the pressure piece when the pressure piece is excited to transmit the excitation force to the pressure piece, a recess, preferably a recess made by forming, for example a recess made by pressing, in particular a recess made by graining, and the excitation plunger at its end facing the pressure piece, with which the excitation plunger opens when the pressure piece is excited to transmit the excitation force the pressure piece is supported on the pressure piece, is pointed, preferably corresponding to the recess in the outer surface of the pressure piece.
Hierdurch kann eine besonders präzise Übertragung einer Anregungskraft auf das Druckstück sichergestellt werden. Durch Umformen, beispielsweise durch Eindrücken, insbesondere durch Körnen, lässt sich eine derartige Vertiefung besonders einfach herstellen. Eine durch Umformen, beispielsweise durch Eindrücken oder Prägen oder dergleichen hergestellte Vertiefung kann in einigen Fällen ferner besonders vorteilhaft hinsichtlich der Festigkeit sein, da hierdurch in einigen Fällen zumindest in einem kleinen Bereich der Vertiefung und/oder um diese herum auf diese Weise eine Oberflächenverfestigung erreicht werden kann, welche einem Eindringen des Anregungsstößels in das Druckstück entgegenwirkt. Durch ein korrespondierend zur Vertiefung ausgebildetes Ende des Anregungsstößels, insbesondere ein spitzes Ende, kann eine besonders präzise Einleitung der Anregungskraft in das Druckstück erreicht werden bzw. eine präzise Positionierung des Anregungsstößels am Druckstück.In this way, a particularly precise transmission of an excitation force to the pressure piece can be ensured. Such a recess can be produced in a particularly simple manner by reshaping, for example by pressing in, in particular by punching. A recess produced by reshaping, for example by pressing in or embossing or the like, can in some cases also be particularly advantageous in terms of strength, since in some cases surface strengthening is achieved in this way in this way at least in a small area of the recess and / or around it can, which counteracts penetration of the excitation plunger into the pressure piece. A particularly precise introduction of the excitation force into the pressure piece or precise positioning of the excitation plunger on the pressure piece can be achieved by an end of the excitation plunger designed to correspond to the recess, in particular a pointed end.
Alternativ kann das Ende des Anregungsstößels aber auch halbrund, ballförmig oder flach ausgebildet sein. Hierdurch kann eine Flächenpressung am Druckstück verringert werden, was in einigen Fällen vorteilhaft oder sogar erforderlich sein kann. Für eine präzise Übertragung der Anregungskraft weist das Druckstück an seiner Außenfläche in einem Anregungsübertragungsbereich vorzugsweise eine entsprechend an die Geometrie des Endes des Anregungsstößels angepasste Vertiefung auf. Das Druckstück kann aber auch keine Vertiefung aufweisen.Alternatively, the end of the excitation plunger can also be semicircular, ball-shaped or flat. In this way, surface pressure on the pressure piece can be reduced, which in some cases can be advantageous or even necessary. For a precise transmission of the excitation force, the pressure piece has, on its outer surface in an excitation transmission area, a depression which is suitably adapted to the geometry of the end of the excitation plunger. However, the pressure piece can also not have a depression.
In einer weiteren vorteilhaften, möglichen Ausgestaltung einer Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere in einer Weiterbildung, ist in einem Spalt zwischen dem Druckstück und der Druckstückaufnahmeausnehmung wenigstens ein Gleit- und Führungselement angeordnet ist, wobei das Gleit- und Führungselement vorzugsweise ein in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildetes Gleit- und Führungselement ist, insbesondere ein O-Ring, wobei der Anregungsstößel mit einem definierten Abstand zum Gleit- und Führungselement in axialer Richtung am Druckstück angreift, d.h. mit einem definierten Abstand in einer Richtung parallel zur Andrückrichtung des Druckstücks. Mit einem derartigen Gleit- und Führungselement kann ein relativ verschleißarmes und reibungsarmes Bewegen, insbesondere Gleiten, des Druckstücks in axialer Richtung in der Druckstückaufnahmeausnehmung ermöglicht werden.In a further advantageous, possible embodiment of a measuring arrangement according to the present invention, in particular in a further development, at least one sliding and guiding element is arranged in a gap between the pressure piece and the pressure piece receiving recess, the sliding and guiding element preferably being closed in the circumferential direction The slide and guide element is, in particular, an O-ring, the excitation plunger engaging the pressure piece at a defined distance from the slide and guide element in the axial direction, ie with a defined distance in a direction parallel to the pressure direction of the pressure piece. With such a sliding and guide element, a relatively low-wear and low-friction movement, in particular sliding, of the pressure piece in the axial direction in the pressure piece receiving recess can be made possible.
Besonders bevorzugt ist das Gleit- und Führungselement dabei dazu ausgebildet, das Druckstück während einer axialen Bewegung zu führen und/oder eine radiale Bewegung des Druckstücks abzustützen.The sliding and guiding element is particularly preferably designed to guide the pressure piece during an axial movement and / or to support a radial movement of the pressure piece.
Das Gleit- und Führungselement kann auch, insbesondere zusätzlich, als Spaltabdichtung gegen einen Schmiermittelaustritt, bspw. von Fett oder Öl, oder gegen Schmutzeintritt ausgebildet sein bzw. abdichtend wirken.The sliding and guiding element can also, in particular additionally, be designed as a gap seal against a lubricant outlet, for example of grease or oil, or against the ingress of dirt, or act in a sealing manner.
Besonders bevorzugt ist in einer Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Messanordnung wenigstens ein Gleit- und Führungselement aus einem Elastomerwerkstoff und insbesondere ein O-Ring. Alternativ kann wenigstens ein Gleit- und Führungselement auch ähnlich wie ein Kolbenring ausgebildet sein und bspw. ein Federring oder dergleichen sein, d.h. insbesondere aus Metall hergestellt sein. Denkbar ist auch ein 2K-Gleit- und Führungselement mit beispielsweise einem metallischen Kern bzw. Skelett und einer Elastomerumspritzung.In a further development of a measuring arrangement according to the invention, at least one sliding and guiding element made of an elastomer material and in particular an O-ring is particularly preferred. Alternatively, at least one sliding and guiding element can also be designed similarly to a piston ring and, for example, be a spring ring or the like, i.e. in particular made of metal. A 2K sliding and guiding element with, for example, a metallic core or skeleton and an elastomer extrusion coating is also conceivable.
Ein Gleit- und Führungselement, das einen Elastomerwerkstoff aufweist oder daraus besteht, hat gegenüber einem rein metallischen Gleit- und Führungselement den Vorteil, dass es ein bessere Dämpfungswirkung hat, wodurch das Risiko der Entstehung von störenden Geräuschen reduziert werden kann, da mit einem solchen Gleit- und Führungselement eine Druckstückbewegung, insbesondere in radialer Richtung bzw. ein Verkippen des Druckstücks, abgedämpft bzw. reduziert werden kann.A sliding and guiding element that has or consists of an elastomer material has the advantage over a purely metallic sliding and guiding element that it has a better damping effect, which can reduce the risk of annoying noises, since such sliding - and guide element a pressure piece movement, in particular in the radial direction or a tilting of the pressure piece, can be damped or reduced.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung einer Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Messanordnung insbesondere ein erstes Gleit- und Führungselement und ein zweites Gleit- und Führungselement auf, welche vorzugsweise identisch ausgebildet sind und identische Eigenschaften aufweisen, insbesondere identische Steifigkeits- und/oder Dämpfungseigenschaften, und welche insbesondere in jeweils sich senkrecht zur Andrückrichtung erstreckenden und parallel zueinander verlaufenden Ebenen angeordnet sind. Hierdurch lässt sich eine besonders gute Axialführung des Druckstücks in der Druckstückaufnahmeausnehmung erreichen sowie eine besonders gute Dämpfung von Radialbewegungen und Kippbewegungen des Druckstücks. Grundsätzlich können aber auch unterschiedlich ausgebildete Gleit- und Führungselemente eingesetzt werden. Dies kann in einigen Fällen sogar vorteilhaft sein. Je nach zu erwartender bzw. abzustützender und/oder zu dämpfender Bewegung des Druckstücks.In a particularly preferred embodiment of a measuring arrangement according to the present invention, the measuring arrangement has in particular a first sliding and guiding element and a second sliding and guiding element, which are preferably designed identically and have identical properties, in particular identical stiffness and / or damping properties, and which are arranged in particular in planes that extend perpendicular to the pressing direction and run parallel to one another. In this way, particularly good axial guidance of the pressure piece in the pressure piece receiving recess and particularly good damping of radial movements and tilting movements of the pressure piece can be achieved. In principle, however, differently designed sliding and guide elements can also be used. This can even be beneficial in some cases. Depending on the movement of the pressure piece to be expected or to be supported and / or to be damped.
Sind insbesondere ein erstes Gleit- und Führungselement und ein zweites Gleit- und Führungselement vorgesehen, greift besonders bevorzugt, sofern die Messanordnung eine entsprechende Anregungseinrichtung umfasst, der Anregungsstößel zum Aufbringen einer Anregungskraft auf das Druckstück insbesondere mittig zwischen dem ersten Gleit- und Führungselement und dem zweiten Gleit- und Führungselement in axialer Richtung an. Hierdurch lässt sich, vor allem bei zwei identischen Gleit- und Führungselementen, die Anregungskraft verkippungsfrei aufbringen, so dass eine rein radiale Bewegung des Druckstücks im Bereich der beiden Gleit- und Führungselemente bewirkbar ist, wodurch sich ein oder mehrere Eigenschaften in radialer Richtung, insbesondere eine radiale Steifigkeit und/oder eine radiale Dämpfung (jeweils statisch und/oder dynamisch), des ersten Gleit- und Führungselements und des zweites Gleit- und Führungselements besonders einfach ermitteln lassen.If, in particular, a first sliding and guiding element and a second sliding and guiding element are provided, if the measuring arrangement includes a corresponding excitation device, the excitation plunger for applying an excitation force to the pressure piece engages particularly centrally between the first sliding and guiding element and the second Slide and guide element in the axial direction. In this way, especially with two identical sliding and guide elements, the excitation force can be applied without tilting, so that a purely radial movement of the pressure piece can be brought about in the area of the two sliding and guide elements radial rigidity and / or radial damping (each static and / or dynamic) of the first sliding and guiding element and the second sliding and guiding element can be determined particularly easily.
Weist eine Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung nur ein einziges Gleit- und Führungselement auf, ist der axiale Abstand des Anregungsstößels zum Gleit- und Führungselement insbesondere null. D.h. bevorzugt liegt in diesem Fall die Anregungsrichtung mit dem Gleit- und Führungselement in einer Ebene, um die Anregungskraft verkippungsfrei auf das Gleit- und Führungselement aufbringen zu können, so dass eine rein radiale Bewegung des Druckstücks im Bereich des Gleit- und Führungselements bewirkbar ist und sich ein oder mehrere Eigenschaften in radialer Richtung, insbesondere eine radiale Steifigkeit und/oder eine radiale Dämpfung (jeweils statisch und/oder dynamisch), des Gleit- und Führungselements besonders einfach ermitteln lassen.If a measuring arrangement according to the present invention has only a single slide and guide element, the axial distance between the excitation plunger and the slide and guide element is in particular zero. In other words, in this case the direction of excitation is preferably in one plane with the sliding and guiding element in order to be able to apply the excitation force to the sliding and guiding element without tilting, so that a purely radial movement of the pressure piece can be brought about in the area of the sliding and guiding element and one or more properties in the radial direction, in particular a radial rigidity and / or a radial damping (in each case static and / or dynamic), of the sliding and guiding element can be determined particularly easily.
Eine Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist grundsätzlich mit einer Messanordnung kombinierbar, wie sie in der
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Messanordnung insbesondere zur Verwendung auf einem Prüfstand ausgebildet, wobei das Lenkgetriebe, insbesondere die Zahnstange und/oder das Lenkungsritzel, besonders bevorzugt außerdem mit einer Zahnstangen-Aktuatoreinrichtung koppelbar ist, insbesondere mit einer Zahnstangen-Aktuatoreinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine definierte Anregung auf die Zahnstange aufzubringen, insbesondere direkt auf die Zahnstange und/oder indirekt über das Lenkungsritzel. Dies ermöglicht die Messung von Druckstückbewegungen bei definierter Anregung über die Zahnstange und damit insbesondere im Wesentlichen einer Anregung im Fahrzeug nachbildbar.In a further advantageous embodiment of a measuring arrangement according to the present invention, the measuring arrangement is designed in particular for use on a test stand, the steering gear, in particular the rack and / or the steering pinion, particularly preferably also being able to be coupled to a rack actuator device, in particular to a rack -Actuator device which is set up to apply a defined excitation to the rack, in particular directly to the rack and / or indirectly via the steering pinion. This enables the measurement of pressure piece movements in the case of a defined excitation via the rack and thus, in particular, essentially simulating an excitation in the vehicle.
Besonders bevorzugt ist eine zugehörige Zahnstangen-Aktuatoreinrichtung dazu eingerichtet, die Zahnstange definiert zu bewegen, insbesondere mit einer definierten Kraft und/oder einer definierten Geschwindigkeit, vorzugsweise gemäß eines Zahnstangen-Anregungsprofils, das real im Fahrbetrieb aufgenommen worden ist.An associated rack actuator device is particularly preferably set up to move the rack in a defined manner, in particular with a defined force and / or a defined speed, preferably according to one Rack excitation profile that was actually recorded while driving.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Messen, insbesondere zum dynamischen Messen, einer Druckstückbewegung in einem Zahnstangenlenkgetriebe mit einer axial verschiebbar in einem Gehäuse des Lenkgetriebes gelagerten Zahnstange und einem drehbar gelagerten und mit der Zahnstange in Eingriff befindlichen Lenkungsritzel, wobei die Zahnstange mithilfe eines in einer Druckstückaufnahmeausnehmung angeordneten und in einer Längsrichtung der Druckstückaufnahmeausnehmung mit einem definierten Druckstückspiel beweglich gelagerten Druckstück in einer Andrückrichtung gegen das Lenkungsritzel gedrückt wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Messen der Druckstückbewegung mittels einer Messanordnung mit einer Anregungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt und die folgenden Schritte umfasst:
- - Bereitstellen einer Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
- - Anregen des Druckstücks und/oder der Zahnstange, und
- - Messen, insbesondere dynamisches Messen, wenigstens einer Bewegung des Druckstücks in einer Ebene senkrecht zur Andrückrichtung, vorzugsweise in wenigstens einer Richtung, insbesondere in radialer Richtung relativ zur Andrückrichtung, mithilfe wenigstens eines Sensors der Messanordnung während die Anregung aufgebracht wird.
- - Provision of a measuring arrangement according to the present invention
- - Exciting the pressure piece and / or the rack, and
- Measurement, in particular dynamic measurement, of at least one movement of the pressure piece in a plane perpendicular to the pressing direction, preferably in at least one direction, in particular in a radial direction relative to the pressing direction, with the aid of at least one sensor of the measuring arrangement while the excitation is being applied.
Das Anregen des Druckstücks und/oder der Zahnstange erfolgt dabei bevorzugt definiert, beispielsweise mit einer definierten, konstanten oder zeitlich veränderlichen Anregungskraft, vorzugsweise mittels einer Anregungseinrichtung über einen Anregungsstößel, wobei besonders bevorzugt das Druckstück mittels des Anregungsstößels direkt angeregt wird, und/oder mithilfe einer Zahnstangen-Aktuatorvorrichtung, mittels welcher eine Anregung auf die Zahnstange aufgebracht werden kann, so dass das Druckstück über die Zahnstange angeregt werden kann.The thrust piece and / or the rack are preferably excited in a defined manner, for example with a defined, constant or time-varying excitation force, preferably by means of an excitation device via an excitation plunger, with the pressure piece being particularly preferably excited directly by means of the excitation plunger, and / or with the aid of a Rack actuator device, by means of which an excitation can be applied to the rack, so that the pressure piece can be excited via the rack.
In einem weiteren Schritt wird bevorzugt eine gemessene Druckstückbewegung ausgewertet und insbesondere eine resultierende Druckstückbewegung und/oder eine resultierende Druckstückbeschleunigung ermittelt.In a further step, a measured pressure piece movement is preferably evaluated and, in particular, a resulting pressure piece movement and / or a resulting pressure piece acceleration is determined.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Messen einer Druckstückbewegung wird eine Messanordnung verwendet und bereitgestellt, welche eine Anregungseinrichtung zum Aufbringen einer definierten Anregung, insbesondere einer definierten Anregungskraft, auf das Druckstück aufweist, vorzugsweise zum Aufbringen einer Anregung in einer Ebene senkrecht zur Andrückrichtung, insbesondere einer Anregung in radialer Richtung, wobei die Anregungseinrichtung einen Anregungsstößel zur Übertragung einer Anregung auf das Druckstück aufweist, und vorzugsweise ferner eine Stößel-Aktuatoreinrichtung zur Erzeugung einer definierten Anregung des Druckstücks, wobei der Anregungsstößel in einer Anregungsrichtung verschiebbar gelagert ist, und die Stößel-Aktuatoreinrichtung (falls vorhanden) insbesondere dazu ausgebildet und eingerichtet ist, den Anregungsstößel mit einer definierten Anregung definiert in der Anregungsrichtung zu bewegen, wobei das Druckstück insbesondere mittels der Anregungseinrichtung angeregt wird, vorzugsweise mit einer definierten Anregung, insbesondere einer definierten Anregungskraft, insbesondere in einer Ebene senkrecht zur Andrückrichtung, vorzugsweise mit einer radialen Anregungskraft bezogen auf die Andrückrichtung.In a particularly advantageous embodiment of a method according to the invention for measuring a pressure piece movement, a measuring arrangement is used and provided which has an excitation device for applying a defined excitation, in particular a defined excitation force, to the pressure piece, preferably for applying an excitation in a plane perpendicular to the pressing direction, in particular an excitation in the radial direction, the excitation device having an excitation plunger for transmitting an excitation to the pressure piece, and preferably also a plunger actuator device for generating a defined excitation of the pressure piece, wherein the excitation plunger is mounted displaceably in an excitation direction, and the plunger Actuator device (if present) is designed and set up in particular to move the excitation plunger in a defined manner in the excitation direction with a defined excitation, the pressure piece in particular ere is excited by means of the excitation device, preferably with a defined excitation, in particular a defined excitation force, in particular in a plane perpendicular to the pressing direction, preferably with a radial excitation force based on the pressing direction.
Zur Messung einer Verkippung des Druckstücks dabei wird bevorzugt eine Messanordnung verwendet, welche einen ersten Sensor und einen zweiten Sensor aufweist, welche insbesondere dazu ausgebildet und eingerichtet sind, eine Bewegung des Druckstücks, insbesondere eine radiale Bewegung des Druckstücks relativ zur Andrückrichtung, in jeweils unterschiedlichen, sich senkrecht zur Andrückrichtung erstreckenden Ebenen zu erfassen. Besonders bevorzugt sind der erste und der zweite Sensor dabei jedoch zur Erfassung einer radialen Bewegung des Druckstücks in einer gemeinsamen axialen Ebene, d.h. in einer sich parallel zur Andrückrichtung erstreckenden Ebene.To measure a tilting of the pressure piece, a measuring arrangement is preferably used which has a first sensor and a second sensor, which are designed and set up in particular to detect a movement of the pressure piece, in particular a radial movement of the pressure piece relative to the pressure direction, in each case different, to capture planes extending perpendicular to the pressing direction. However, the first and the second sensor are particularly preferred for detecting a radial movement of the pressure piece in a common axial plane, i.e. in a plane extending parallel to the pressing direction.
Für eine Messung einer reinen radialen Bewegung hingegen, insbesondere zur Messung einer Verschiebung des Druckstücks in radialer Richtung, wird dabei bevorzugt eine Messanordnung verwendet, welche einen ersten Sensor und einen zweiten Sensor aufweist, welche insbesondere dazu ausgebildet und eingerichtet sind, eine Bewegung des Druckstücks, insbesondere eine radiale Bewegung des Druckstücks relativ zur Andrückrichtung, in einer gemeinsamen sich senkrecht zur Andrückrichtung erstreckenden Ebenen zu erfassen, wobei der erste Sensor und der zweite Sensor dazu vorzugsweise in einem Winkel von 90° angeordnet sind, d.h. insbesondere derart, dass die erste (Erfassungs-)Richtung und die zweite (Erfassungs-)Richtung einen Winkel rechtwinklig zueinander verlaufen bzw. einen Winkel von 90° zwischen sich ausbilden.For a measurement of a pure radial movement, on the other hand, in particular for measuring a displacement of the pressure piece in the radial direction, a measuring arrangement is preferably used which has a first sensor and a second sensor, which are in particular designed and set up to detect a movement of the pressure piece, In particular, a radial movement of the pressure piece relative to the pressing direction can be detected in a common plane extending perpendicular to the pressing direction, the first sensor and the second sensor being preferably arranged at an angle of 90 °, i.e. in particular such that the first (detection -) Direction and the second (detection) direction run an angle at right angles to one another or form an angle of 90 ° between them.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Ermitteln eines eine Eigenschaft eines Gleit- und Führungselements in einem Zahnstangenlenkgetriebe charakterisierenden Kennwerts, insbesondere eines Steifigkeits- und/oder Dämpfungskennwerts, wobei das Zahnstangenlenkgetriebe eine in einem Gehäuse des Lenkgetriebes axial verschiebbar gelagerte Zahnstange und ein drehbar gelagertes und mit der Zahnstange in Eingriff befindliches Lenkungsritzel aufweist, wobei die Zahnstange mithilfe eines in einer Druckstückaufnahmeausnehmung angeordneten und in einer Längsrichtung der Druckstückaufnahmeausnehmung mit einem definierten Druckstückspiel beweglich gelagerten Druckstück in einer Andrückrichtung gegen das Lenkungsritzel gedrückt wird, und wobei in einem Spalt zwischen dem Druckstück und der Druckstückaufnahmeausnehmung, insbesondere in einem Spalt in axialer Richtung, d.h. in einer Richtung parallel zur Andrückrichtung, wenigstens ein Gleit- und Führungselement angeordnet ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Messen der Druckstückbewegung mittels einer Messanordnung erfolgt, die eine Anregungseinrichtung zum Aufbringen einer definierten Anregung, insbesondere einer definierten Anregungskraft, auf das Druckstück aufweist, vorzugsweise zum Aufbringen einer Anregung in einer Ebene senkrecht zur Andrückrichtung, insbesondere einer Anregung in radialer Richtung, wobei die Anregungseinrichtung einen Anregungsstößel zur Übertragung einer Anregung auf das Druckstück aufweist, und vorzugsweise ferner eine Stößel-Aktuatoreinrichtung zur Erzeugung einer definierten Anregung des Druckstücks, wobei der Anregungsstößel in einer Anregungsrichtung verschiebbar gelagert ist, und die Stößel-Aktuatoreinrichtung (falls vorhanden) insbesondere dazu ausgebildet und eingerichtet ist, den Anregungsstößel mit einer definierten Anregung definiert in der Anregungsrichtung zu bewegen, und umfasst die folgenden Schritte:
- - Bereitstellen einer wie vorbeschrieben ausgebildeten Messanordnung,
- - Anregen des Druckstücks mittels der Anregungseinrichtung mit einer definierten Anregung, insbesondere in einer definierten Anregungsrichtung,
- - Messen, insbesondere dynamisches Messen, einer Bewegung des Druckstücks in einer Ebene senkrecht zur Andrückrichtung, vorzugsweise in wenigstens einer Richtung, insbesondere in radialer Richtung relativ zur Andrückrichtung, mittels wenigstens eines Sensors der Messanordnung während die Anregung aufgebracht wird, und
- - Ermitteln wenigstens eines eine Eigenschaft wenigstens eines Gleit- und Führungselements charakterisierenden Kennwerts, insbesondere eines Steifigkeits- und/oder Dämpfungskennwerts, in Abhängigkeit von der gemessenen Bewegung des Druckstücks und der aufgebrachten Anregung.
- - Provision of a measuring arrangement designed as described above,
- - Excitation of the pressure piece by means of the excitation device with a defined excitation, in particular in a defined excitation direction,
- Measurement, in particular dynamic measurement, of a movement of the pressure piece in a plane perpendicular to the pressing direction, preferably in at least one direction, in particular in a radial direction relative to the pressing direction, by means of at least one sensor of the measuring arrangement while the excitation is being applied, and
- Determination of at least one characteristic value characterizing a property of at least one sliding and guiding element, in particular a rigidity and / or damping characteristic value, as a function of the measured movement of the pressure piece and the applied excitation.
Das Messen der Druckstückbewegung erfolgt dabei vorzugsweise in einer Ebene senkrecht zur Andrückrichtung, insbesondere zum Ermitteln einer Eigenschaft in radialer Richtung des Gleit- und Führungselements, und besonders bevorzugt mit einer Messanordnung, die einen ersten Sensor und einen zweiten Sensor aufweist und der erste Sensor und der zweite Sensor derart angeordnet sind, dass mittels des ersten Sensors und des zweitens Sensors jeweils eine Druckstückbewegung in der gleichen, sich senkrecht zur Andrückrichtung erstreckenden Ebene erfassbar ist, und das Messen einer Bewegung des Druckstücks mittels des ersten Sensors und des zweitens Sensors erfolgt. Der erste Sensor und der zweite Sensor sind dabei besonders bevorzugt in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet, d.h. insbesondere derart, dass die erste (Erfassungs-)Richtung und die zweite (Erfassungs-)Richtung einen Winkel rechtwinklig zueinander verlaufen bzw. einen Winkel von 90° zwischen sich ausbilden.The pressure piece movement is preferably measured in a plane perpendicular to the pressing direction, in particular to determine a property in the radial direction of the sliding and guide element, and particularly preferably with a measuring arrangement that has a first sensor and a second sensor and the first sensor and the Second sensors are arranged in such a way that a pressure piece movement in the same plane extending perpendicular to the pressing direction can be detected by means of the first sensor and the second sensor, and a movement of the pressure piece is measured by means of the first sensor and the second sensor. The first sensor and the second sensor are particularly preferably arranged at an angle of 90 ° to one another, ie in particular such that the first (detection) direction and the second (detection) direction run an angle at right angles to one another or an angle of Form 90 ° between them.
Grundsätzlich kann eine radiale Eigenschaft eines Gleit- und Führungselements, vor allem ein diese charakterisierender Kennwert, insbesondere ein radialer Steifigkeits- und/oder Dämpfungskennwert, aber auch nur mit einem Sensor erfasst werden. In diesem Fall sollte der Sensor dabei in Anregungsrichtung angeordnet sein, d.h. derart, dass seine (Erfassungs-)Richtung insbesondere mit der Anregungsrichtung zusammenfällt, wobei sich hierdurch insbesondere wenigstens Eigenschaft des Gleit- und Führungselements in dieser Richtung ermitteln lässt.In principle, a radial property of a sliding and guiding element, in particular a characteristic value that characterizes it, in particular a radial stiffness and / or damping parameter, can also be detected with just one sensor. In this case, the sensor should be arranged in the direction of excitation, i.e. in such a way that its (detection) direction coincides in particular with the direction of excitation, whereby in particular at least the property of the sliding and guiding element in this direction can thereby be determined.
Je nach gewünschter Richtung der Eigenschaft, die bestimmt bzw. ermittelt werden soll, sind ein oder mehrere Sensoren relativ zur Anregungsrichtung anzuordnen. D.h. mit anderen Worten, dass vorzugsweise die Anzahl und Anordnung der Sensoren in Abhängigkeit von der gewünschten Bewegungsmessrichtung des Druckstück gewählt ist bei einer erfindungsgemäßen Messanordnung.Depending on the desired direction of the property that is to be determined or ascertained, one or more sensors are to be arranged relative to the direction of excitation. In other words, the number and arrangement of the sensors is preferably selected as a function of the desired direction of movement of the pressure piece in a measuring arrangement according to the invention.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Messen einer Druckstückbewegung und/oder zum Ermitteln wenigstens eines eine Eigenschaft eines Gleit- und Führungselements charakterisierenden Kennwerts schließt das Bereitstellen der Messanordnung jeweils ein Einstellen eines definierten Druckstückspiels und/oder einer definierten Andrückkraft ein, wobei das definierte Druckstückspiel insbesondere eingestellt wird, in dem ein Druckstück-Andrückdeckel oder ein Sensorhalter wie er in der
Wird ein erfindungsgemäßes Verfahren auf einem Prüfstand durchgeführt, schließt das Bereitstellen der Messanordnung besonders bevorzugt das Anordnen der Messanordnung auf einem Prüfstand ein, wobei das Lenkgetriebegehäuse insbesondere auf einer Halterung befestigt wird und mit einer Aktuatoreinrichtung zum Aufbringen einer Anregung auf die Zahnstange gekoppelt wird. Das Anregen der Zahnstange erfolgt vorzugsweise mithilfe der Aktuatoreinrichtung, insbesondere definiert, vorzugsweise mithilfe eines definierten Anregungsprofils, insbesondere mithilfe eines real in einem Fahrzeug erfassten Anregungsprofils.If a method according to the invention is carried out on a test stand, the provision of the measuring arrangement particularly preferably includes arranging the measuring arrangement on a test stand, the steering gear housing being fastened in particular on a holder and being coupled to an actuator device for applying a stimulus to the rack. The rack is preferably excited with the aid of the actuator device, in particular in a defined manner, preferably with the aid of a defined excitation profile, in particular with the aid of an excitation profile actually recorded in a vehicle.
Wird eines der erfindungsgemäßen Verfahren in einem Fahrzeug durchgeführt, schließt das Bereitstellen der Messanordnung besonders bevorzugt das Anordnen der Messanordnung in einem Fahrzeug ein, wobei die Zahnstange insbesondere mit Spurstangen einer lenkbaren Achse des Fahrzeugs verbunden wird und das Lenkungsritzel insbesondere mit einer Lenkwelle eines Lenksystems des Fahrzeugs. Die Anregung der Zahnstange erfolgt durch die im Fahrbetrieb auf die Zahnstange wirkenden Kräfte.If one of the methods according to the invention is carried out in a vehicle, the provision of the measuring arrangement particularly preferably includes arranging the measuring arrangement in a vehicle, the rack being connected in particular to tie rods of a steerable axle of the vehicle and the steering pinion in particular to a steering shaft of a steering system of the vehicle . The rack is excited by the forces acting on the rack during travel.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Messen einer Druckstückbewegung und/oder zum Ermitteln wenigstens eines eine Eigenschaft eines Gleit- und Führungselements charakterisierenden Kennwerts wird, vorzugsweise in einem weiteren Schritt, wenigstens eine gemessene Druckstückbewegung ausgewertet, wobei insbesondere eine resultierende Druckstückbewegung ermittelt wird. Dies ist insbesondere hilfreich, wenn mehrere Abstandssensoren verwendet werden und somit mehrere Bewegungen des Druckstücks gemessen werden, insbesondere in unterschiedlichen Richtungen. In diesem Fall wird die resultierende Druckstückbewegung bevorzugt aus den jeweils mithilfe der verschiedenen Sensoren jeweils einzeln erfassten Bewegungen ermittelt, welche sich insbesondere aus dem arithmetischen Mittel der gemessenen Bewegungsvektoren der einzelnen Abstandssensoren ergibt.In a particularly advantageous embodiment of a method according to the invention for measuring a pressure piece movement and / or for determining at least one characteristic value characterizing a property of a sliding and guide element, at least one measured pressure piece movement is evaluated, preferably in a further step, with a resulting pressure piece movement being determined in particular. This is particularly helpful if several distance sensors are used and thus several movements of the pressure piece are measured, in particular in different directions. In this case, the resulting movement of the pressure piece is preferably determined from the movements recorded individually with the aid of the various sensors, which results in particular from the arithmetic mean of the measured movement vectors of the individual distance sensors.
Darüber hinaus kann auch eine resultierende Druckstückgeschwindigkeit und/oder Druckstückbeschleunigung aus der resultierenden Druckstückbewegung ermittelt werden, insbesondere indem die ermittelte, resultierende Druckstückbewegung einfach bzw. zweifach differenziert wird.In addition, a resulting pressure piece speed and / or pressure piece acceleration can also be determined from the resulting pressure piece movement, in particular by differentiating the determined, resulting pressure piece movement once or twice.
Die jeweils mit Bezug auf einen der vorstehend erläuterten Gegenstände der vorliegenden Erfindung beschriebenen Ausgestaltungen und deren Vorteile gelten entsprechend auch jeweils die anderen erfindungsgemäßen Gegenstände soweit sie jeweils den entsprechenden Gegenstand betreffen. D.h. die vorstehend im Zusammenhang mit eine erfindungsgemäßen Messanordnung beschriebenen, vorteilhaften Ausgestaltungen und deren Vorteile gelten jeweils auch für eines oder beide erfindungsgemäßen Verfahren und umgekehrt.The embodiments described with reference to one of the objects of the present invention explained above and their advantages also apply accordingly to the other objects according to the invention as far as they each relate to the corresponding object. That is to say, the advantageous configurations described above in connection with a measuring arrangement according to the invention and their advantages also apply to one or both methods according to the invention and vice versa.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch aus den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich genommen schutzfähige Ausführungen darstellen können, sofern diese technisch umsetzbar sind. Viele der Merkmale sind dabei, um Wiederholungen zu vermeiden, jeweils nur einmal beschrieben, beispielsweise nur im Zusammenhang mit einer erfindungsgemäßen Messanordnung, gelten davon unabhängig jedoch jeweils auch für ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Messen einer Druckstückbewegung sowie für ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Ermitteln wenigstens eines eine Eigenschaft eines Gleit- und Führungselements charakterisierenden Kennwerts und umgekehrt.These and other features emerge from the claims and the description also from the drawings, the individual features being implemented individually or in combination in the form of sub-combinations in one embodiment of the invention and representing advantageous and individually protectable designs if they are technically feasible. In order to avoid repetition, many of the features are each described only once, for example only in connection with a measuring arrangement according to the invention, but also apply independently of this to a method according to the invention for measuring a pressure piece movement and for a method according to the invention for determining at least one property a characteristic value characterizing sliding and guiding element and vice versa.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert, wobei die Erfindung dazu in den beigefügten Figuren schematisch dargestellt ist.
Erfindungswesentlich können dabei sämtliche näher beschriebenen und in den beigefügten Figuren erkennbar dargestellten Merkmale sein, welche jeweils für sich genommen oder auch unabhängig von den illustrierten Merkmalskombinationen, d.h. in Alleinstellung, bei einer erfindungsgemäßen Messanordnung und/oder einem erfindungsgemäßen Verfahren verwirklicht sein können.Essential to the invention can be all features described in more detail and shown recognizable in the accompanying figures, which can be implemented individually or independently of the illustrated feature combinations, i.e. on their own, in a measuring arrangement according to the invention and / or a method according to the invention.
Das Lenkgetriebe
Erfindungsgemäß weist die Messanordnung
Das Druckstück
Der erste Sensor
Dieses Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messanordnung
Zur direkten Anregung des Druckstücks
An seinem dem Druckstück
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Sensoren
Diese Anordnung ermöglicht eine Messung einer Bewegung des Druckstücks
Diese Messanordnung
Dieses erste Ausführungsbeispiel einer Sensorführung
Zusätzlich weist diese Messanordnung
Die Axial-Sensoren
Wie
Mit einer derartigen Messanordnung
In dieser Darstellung ist gut zu erkennen, dass sich die Sensor-Ausnehmung
Das Druckstück
Der Sensorhalter
Die Andrückkraft
Die Abstandssensoren
Neben den Sensor-Aufnahmebohrungen
Die Sensor-Aufnahmebohrungen
Im Zentrum des Druckstücks
Die Längsachsen der Sensor-Aufnahmebohrungen
Die Abstandssensoren
Mithilfe entsprechender, insbesondere kapazitiver Abstandssensoren
Für eine besonders präzise Positionierung der Abstandssensoren
Bei dieser Messanordnung
Die radialen Sensoren
Statt drei axialen Sensoren
Das Messen, insbesondere zum dynamischen Messen, einer Druckstückbewegung in einem Zahnstangenlenkgetriebe
Besonders bevorzugt wird das Druckstück
Das Ermitteln wenigstens eines eine Eigenschaft eines Gleit- und Führungselements
Besonders bevorzugt erfolgt das Messen einer Druckstückbewegung zum Ermitteln wenigstens eines eine Eigenschaft eines Gleit- und Führungselements
Selbstverständlich ist eine Vielzahl an Abwandlungen, insbesondere von konstruktiven Abwandlungen, zu den erläuterten Ausführungsbeispielen möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.Of course, a large number of modifications, in particular structural modifications, to the exemplary embodiments explained are possible without departing from the content of the claims.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 200, 300, 400200, 300, 400
- erfindungsgemäße Messanordnungmeasuring arrangement according to the invention
- 1010
- LenkgetriebeSteering gear
- 1111
- ZahnstangeRack
- 1212th
- DruckstückaufnahmebohrungPressure piece receiving bore
- 1313th
- Druckstück-AndrückdeckelPressure piece pressure cover
- 1414th
- LenkgetriebegehäuseSteering gear housing
- 1515th
- LenkungsritzelSteering pinion
- 20'20 '
- SensorhalterkörperSensor holder body
- 2121
- Montageöffnungen zur Befestigung eines MontagewerkzeugsAssembly openings for attaching an assembly tool
- 2222nd
- Taster-DurchgangsöffnungPush button through opening
- 2424
- Sensor-AufnahmebohrungSensor mounting hole
- 2525th
- BefestigungsbohrungMounting hole
- 2626th
- Außengewinde des SensorhalterkörpersExternal thread of the sensor holder body
- 30'30 '
- Axial-SensorhalterAxial sensor holder
- 40'40 '
- Axial-SensoranordnungAxial sensor arrangement
- 31, 32, 33, 7431, 32, 33, 74
- axialer Abstandssensoraxial distance sensor
- 3636
- AnschlusskabelConnection cable
- 3737
- Abstützfläche für Druckfeder an Unterseite des SensorhalterkörpersSupport surface for compression spring on the underside of the sensor holder body
- 4141
- SensorfixierungsplatteSensor fixing plate
- 60, 60'60, 60 '
- DruckstückPressure piece
- 6161
- DruckfederCompression spring
- 6363
- Bezugsfläche für Messtaster für Einstellung DruckstückspielReference surface for measuring probe for setting pressure piece clearance
- 6464
- Oberseite des DruckstücksTop of the pressure piece
- 6565
- Abstützfläche für Druckfeder am DruckstückSupport surface for compression spring on the pressure piece
- 6666
- umlaufende Nut zur Aufnahme eines Gleit- und Führungselements (O-Rings)circumferential groove to accommodate a sliding and guide element (O-ring)
- 6767
- Ausnehmung, insbesondere Vertiefung, in DrückstückoberflächeRecess, in particular depression, in the surface of the pressure piece
- 71, 72, 7971, 72, 79
- radialer Abstandssensorradial distance sensor
- 7373
- Gleit- und Führungselement / O-RingSliding and guide element / O-ring
- 7575
- SensoroberflächeSensor surface
- 7676
- Nut in Außenfläche am AbstandssensorGroove in the outer surface of the distance sensor
- 7777
- Sensoraufnahmeausnehmung in der DruckstückaufnahmeSensor receptacle in the pressure piece receptacle
- 7878
- Nut zur Aufnahme eines Gleit- und FührungselementsGroove for receiving a sliding and guide element
- 8080
- AnregungseinrichtungExcitation device
- 8181
- AnregungsstößelExcitation plunger
- 8282
- Stößel-AktuatoreinrichtungSlide actuator device
- 8383
- Anregungs-AusnehmungExcitation recess
- 8484
- Vertiefung im Druckstück, insbesondere durch Körnen hergestelltIndentation in the pressure piece, in particular made by punching
- 85, 85`85, 85 '
- SensorführungSensor guidance
- 8686
- Befestigungsabschnitt der SensorführungAttachment section of the sensor guide
- 87, 8887, 88
- Sensoraufnahmeabschnitt der SensorführungSensor receiving section of the sensor guide
- 91, 92, 9491, 92, 94
- Sensoraufnahmeausnehmung in der SensorführungSensor receiving recess in the sensor guide
- 9595
- Ausnehmung für Klemmschraube Recess for clamping screw
- A1A1
- erste Achsefirst axis
- A2A2
- zweite Achsesecond axis
- DD.
- Druckstückaufnahmebohrungs-Längsrichtung, axiale RichtungPressure piece receiving bore longitudinal direction, axial direction
- DSDS
- axiales Druckstückspielaxial pressure piece play
- FF.
- AndrückkraftPressing force
- FAFA
- AnregungskraftStimulating force
- LL.
- ZahnstangenlängsrichtungLongitudinal direction of the rack
- R1R1
- erste (Erfassungs-)Richtung, insbesondere Abstandserfassungs-Richtungfirst (detection) direction, in particular distance detection direction
- R2R2
- zweite (Erfassungs-)Richtung, insbesondere Abstandserfassungs-Richtungsecond (detection) direction, in particular distance detection direction
- RFARFA
- AnregungsrichtungDirection of excitation
- ZZ
- Hubrichtung des Druckstücks, axiale RichtungDirection of stroke of the pressure piece, axial direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102006052376 A1 [0004]DE 102006052376 A1 [0004]
- DE 10354776 A1 [0004]DE 10354776 A1 [0004]
- DE 102019120586 [0004, 0021, 0026, 0028, 0029, 0069, 0082, 0109]DE 102019120586 [0004, 0021, 0026, 0028, 0029, 0069, 0082, 0109]
Claims (18)
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---|---|---|---|
DE102020105280.4A DE102020105280A1 (en) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | Measuring arrangement for measuring a movement of a pressure piece in a rack and pinion steering gear, method for measuring a movement of a pressure piece movement in a rack and pinion steering gear and method for determining a characteristic value characterizing a property of a sliding and guide element in a rack and pinion steering gear |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE102020105280.4A DE102020105280A1 (en) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | Measuring arrangement for measuring a movement of a pressure piece in a rack and pinion steering gear, method for measuring a movement of a pressure piece movement in a rack and pinion steering gear and method for determining a characteristic value characterizing a property of a sliding and guide element in a rack and pinion steering gear |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102020105280A1 (en) |
Citations (4)
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2020
- 2020-02-28 DE DE102020105280.4A patent/DE102020105280A1/en active Pending
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