DE10247331A1 - Rack and pinion steering transmission for vehicle, has press piece secured by form fit connection to bushing made by non cutting process - Google Patents

Rack and pinion steering transmission for vehicle, has press piece secured by form fit connection to bushing made by non cutting process Download PDF

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Abstract

The bushing (2) for the press piece (3) is made by a non-cutting process and the press piece comprises a plastic part with a shape adapted to the profile of the rack. The bushing and press piece are fitted together via a form- fit connection. The steering casing contains a rack which can be moved in the length direction of the casing and engages with a pinion (9). The bushing and press piece combine to form a press piece unit (1), the press being movable along an axis in this unit. A spring (14) acts against the base (2.1) of the bushing and the base (6) of the press piece.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindungfield of use the invention

Die Erfindung betrifft eine Zahnstangenlenkung für ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkgehäuse, in dem eine Zahnstange längsverschieblich gelagert ist, sowie mit einem mit der Zahnstange kämmenden Ritzel und einer Druckstückeinheit, bei der ein Druckstück in einer Gehäusebuchse entlang einer Achse längs verschieblich angeordnet ist, wobei in einem zwischen beiden gebildeten Hohlraum eine Feder angeordnet ist, die sich einerseits gegen einen Boden der Gehäusebuchse und andererseits gegen einen Boden des Druckstückes abstützt.The invention relates to a rack and pinion steering for a Motor vehicle with a steering housing in which a rack can be moved longitudinally is stored, as well as with a meshing with the rack Pinion and a pressure piece unit, at which a thrust piece in a housing socket along an axis lengthways is arranged displaceably, being formed in one between the two Cavity is arranged a spring that is on the one hand against one Bottom of the housing socket and on the other hand supports against a bottom of the pressure piece.

Derartige Zahnstangenlenkungen sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt. Bei diesen Lenkungen wird die Zahnstange in Längsrichtung verschieblich in einem Lenkgehäuse geführt. Ein in dem Lenkgehäuse drehbar gelagertes Ritzel greift in die Verzahnung der Zahnstange ein und bewirkt bei Drehung der mit dem Ritzel drehfest verbundenen Lenksäule die seitliche Verlagerung der Zahnstange, die wiederum über Spurstangen und Achsschenkeln zu einer Verschwenkung der gelenkten Räder des Kraftfahrzeuges führt. Der Eingriff des Ritzels in die Zahnstange wird spielfrei gehalten, indem ein gegenüber dem Ritzel an der Zahnstange anliegendes Druckstück unter Federvor spannung die Zahnstange gegen das Ritzel drückt. Das Druckstück muß dabei zum einen die erforderliche Anpreßkraft übertragen können und zum anderen eine Lagerfläche bieten, die bei Verschiebung der Zahnstange auf dem Druckstück keine nennenswerten Reibkräfte und keinen wesentlichen Verschleiß hervorruft.Such rack and pinion steering are has long been known from the prior art. With these steering systems becomes the rack lengthways slidably in a steering housing guided. On in the steering box rotatable pinion engages in the toothing of the rack and causes rotation of the sprocket connected to the pinion steering column the lateral displacement of the rack, which in turn is via tie rods and steering knuckles for pivoting the steered wheels of the Motor vehicle leads. The engagement of the pinion in the rack is kept free of play, by one opposite the pinion rests against the pinion on the rack under spring tension pushes against the pinion. The pressure piece must be on the one hand can transmit the necessary contact pressure and on the other hand offer a storage area, the none when moving the rack on the pressure piece significant friction forces and does not cause significant wear.

Eine derart gattungsgemäß ausgebildete Druckstückeinheit ist aus der DE 199 37 253 A1 vorbekannt. Diese umfaßt eine Gehäusebuchse und ein in der Gehäusebuchse verschiebbar gelagertes Druckstück. Das Druckstück ist entsprechend dem der Verzahnung der Zahnstange abgewandten Zahnstangenrücken ausgebildet. Eine Spiraldruckfeder, die sich zum einen gegen die Gehäusebuchse und zum anderen gegen das Druckstück abstützt, beaufschlagt das Druckstück gegen den Zahnstangenrücken und drückt die Verzahnung der Zahnstange in die Schneckenverzahnung des Ritzels. Um die Reibung zwischen dem Zahnstangenrücken und dem Druckstück zu reduzieren, ist eine zusätzliche Platte vorgesehen, welche aus einem Material gefertigt ist, das zusammen mit dem Material der Zahnstange einen geringen Reibungskoeffizienten aufweist.Such a generic pressure piece unit is from the DE 199 37 253 A1 previously known. This comprises a housing bush and a pressure piece slidably mounted in the housing bush. The pressure piece is designed in accordance with the rack back facing away from the toothing of the rack. A spiral compression spring, which is supported on the one hand against the housing bush and on the other hand against the pressure piece, acts on the pressure piece against the back of the rack and presses the toothing of the rack into the worm toothing of the pinion. In order to reduce the friction between the back of the rack and the pressure piece, an additional plate is provided which is made of a material which, together with the material of the rack, has a low coefficient of friction.

Diese gattungsgemäß ausgebildete Druckstückeinheit ist mit Nachteilen behaftet. Einer besteht darin, dass sowohl Gehäusebuchse als auch Druckstück aus kompliziert geformten und damit aufwendig herzustellenden Einzelbauteilen bestehen. Diese erfordern somit hohe Werkzeugkosten. Auch ist aufgrund der komplizierten Ausbildung von Gehäusebuchse und Druckstück deren Montage erschwert. Ein anderer Nachteil liegt darin, dass die die Reibung zwischen Zahnstange und Druckstück vermindernde Platte aus einem Kunststoff aufwendig mit dem Druckstück verbunden werden muß.This generic pressure piece unit has disadvantages. One is that both housing bushing as well as pressure piece from intricately shaped and therefore complex to manufacture individual components consist. These therefore require high tool costs. Is also due the complicated design of the housing bushing and pressure piece Assembly difficult. Another disadvantage is that the Friction between the rack and pressure plate reducing plate a plastic must be connected to the pressure piece.

Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine Druckstückeinheit für ein Zahnstangenlenkge triebe bereitzustellen, die sich einerseits relativ einfach fertigen läßt und die andererseits die an sie gestellten mechanischen Anforderungen voll erfüllt.Based on the disadvantages of known prior art, it is therefore an object of the invention a pressure piece unit for a Rack and pinion drives provide, which is relative on the one hand easy to manufacture and the on the other hand, the mechanical requirements placed on them fully Fulfills.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass in der spanlos geformten Gehäusebuchse ein dem Profil der Zahnstange angepaßtes aus einem Kunststoff bestehendes Druckstück eingesetzt ist und beide Teile mittels Formschluß ineinander gehalten sind.According to the invention, this task is performed after characterizing part of claim 1 in connection with its preamble solved by that the profile of the Rack adapted pressure piece consisting of a plastic is used and both Parts in one another by positive locking are held.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Druckstückeinheit liegt darin, dass sie aufgrund ihres einfachen Aufbaues unkompliziert herstellbar ist. Die Gehäusebuchse kann in einfacher Weise durch einen spanlosen Formgebungsvorgang hergestellt werden, wobei unterschiedliche geometrische Ausführungsvarianten, die in einfacher Weise an das jeweilige Lenkgetriebegehäuse anpaßbar sind, fertigbar sind. Das aus einem Kunststoff bestehende Druckstück kann ebenso paßgenau in den unterschiedlichsten geometrischen Formenvarianten durch einen Spritzgießprozeß hergestellt werden. Die dämpfenden Eigenschaften des Kunststoffes verbessern die Wirkung der gesamten Druckstückeinheit. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist das geringe Gewicht der Druckstückeinheit, das durch die dünnwandige spanlos geformte Gehäusebuchse und durch das spezifisch leichte Druckstück bedingt ist.The main advantage of the pressure piece unit according to the invention lies in the fact that it is uncomplicated due to its simple structure can be produced. The housing socket can be done easily by a non-cutting shaping process are produced, with different geometric design variants, which can be easily adapted to the respective steering gear housing, are producible. The pressure piece consisting of a plastic can just as fitting in the most varied geometrical forms by one Injection molding process made become. The damping Properties of the plastic improve the effect of the whole Pressure-piece unit. Another major advantage is the low weight of the pressure piece unit, that through the thin-walled Chipless shaped housing bush and is caused by the specifically light pressure piece.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 beschrieben.Advantageous further developments the invention are described in subclaims 2 to 7.

So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass die Gehäusebuchse an ihrem vom Boden abgewandten Ende mit mehreren radial nach innen gerichteten Vorsprüngen versehen ist, die in korrespondierende, in einer zylindrischen Mantelfläche des Druckstückes angeordnete Ausnehmungen eingreifen.Thus, according to claim 2, that the housing jack at its end facing away from the ground with several radially inwards directed projections is provided in the corresponding, in a cylindrical lateral surface of the Pressure piece arranged Engage recesses.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 3 soll das Druckstück an seiner zylindrischen Mantelfläche eine umlaufende Nut aufweisen, in der ein O-Ring angeordnet ist, der sich mit seinem äußeren Durchmes ser an der Innenseite der Gehäusebuchse abstützt.According to a further feature of the invention according to claim 3 is the pressure piece on its cylindrical surface have a circumferential groove in which an O-ring is arranged, with its outer diameter on the inside of the housing socket supported.

Nach einem anderen zusätzlichen Merkmal gemäß Anspruch 4 soll der Boden des Druckstückes mit einer umlaufenden Nut versehen sein, in der ein O-Ring angeordnet ist. Zweck dieser angeordneten O-Ringe ist eine zusätzliche Dämpfungswirkung und ein verringertes Geräusch.According to another additional feature according to claim 4, the bottom of the pressure piece should be provided with a circumferential groove in which O-ring is arranged. The purpose of these arranged O-rings is an additional damping effect and a reduced noise.

Aus Anspruch 5 geht hervor, dass der Boden der Gehäusebuchse mit einer zentrischen Erhebung versehen ist und das Druckstück im Boden eine zentrische Bohrung aufweist, so dass die Feder in beiden axialen Richtungen geführt ist.It is apparent from claim 5 that the bottom of the housing socket is provided with a central elevation and the pressure piece in the bottom has a central bore so that the spring in both axial Directions led is.

Nach einem anderen zusätzlichen Merkmal gemäß Anspruch 6 soll das Druckstück an seiner der Zahnstange zugewandten Seite mit einer verschleißfesten, die Reibung vermindernden Gleitschale versehen sein. Dadurch wird es möglich, preislich unterschiedliche Kunststoffe zu verwenden und so die Gestehungskosten der gesamten Druckstückeinheit nochmals zu minimieren.After another additional Feature according to claim 6 is the pressure piece on its side facing the rack with a wear-resistant, the friction-reducing sliding shell. This will it possible to use differently priced plastics and so the production costs the entire pressure piece unit again to minimize.

Dabei hat es sich nach Anspruch 7 als vorteilhaft erwiesen, wenn die Gleitschale vom Druckstück umspritzt ist, so dass zwischen beiden Teilen ein unverlierbarer Werkstoffzusammenhang gegeben ist.It has according to claim 7 proven to be advantageous if the sliding shell is encapsulated by the pressure piece is, so that an undetachable material connection between the two parts given is.

Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention will be as follows embodiment explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

1 eine erfindungsgemäße Druckstückeinheit in perspektivischer Darstellung, 1 a pressure piece unit according to the invention in a perspective view,

2 eine Draufsicht von oben auf die Druckstückeinheit gemäß 1, 2 a plan view from above of the pressure unit according 1 .

3 einen Axialschnitt durch die Druckstückeinheit entlang der Linie III – III in 2 und 3 an axial section through the pressure piece unit along the line III - III in 2 and

4 einen Axialschnitt durch die Druckstückeinheit entlang der Linie IV – IV in 2. 4 an axial section through the pressure piece unit along the line IV - IV in 2 ,

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenFull Description of the drawings

Die in den 1 bis 4 gezeigte und mit 1 bezeichnete Druckstückeinheit besteht aus der Gehäusebuchse 2 und dem eigentlichen Druckstück 3, das in der Gehäusebuchse 2 entlang der Achse 4 längsverschieblich angeordnet ist. Das Druckstück 3 weist die zylindrische Mantelfläche 5, den Boden 6 und ein Querschnittsprofil 7 auf, das dem Negativ einer entsprechend Y-förmigen Zahnstange entspricht. Dieses Profil 7 besitzt zwei symmetrisch angeordnete Schrägflächen 7.1, die in zwei senkrecht abfallende, parallel zur Achse 4 verlaufende Flanken 7.2 übergehen und durch die rechtwinkelig zur Achse 4 verlaufende Grundfläche 7.3 miteinander verbunden sind. Zum Druckstück 3 gehören auch die Ausnehmungen 8, welche in Umfangsrichtung voneinander beabstandet in der zylindrischen Mantelfläche 5 angeordnet sind. Es gehört auch die im Boden 6 eingebrachte zentrische Bohrung 9 dazu. Sowohl in der zylindrischen Mantelfläche 5 als auch im Boden 6 des Druckstückes 3 ist je eine umlaufende Nut 10, 11 angeordnet, in die je ein O-Ring 12, 13 eingesetzt ist.The in the 1 to 4 shown and designated 1 pressure piece unit consists of the housing bush 2 and the actual pressure piece 3 that in the housing socket 2 along the axis 4 is arranged to be longitudinally displaceable. The pressure piece 3 has the cylindrical surface 5 , the ground 6 and a cross-sectional profile 7 on, which corresponds to the negative of a corresponding Y-shaped rack. This profile 7 has two symmetrically arranged inclined surfaces 7.1 that fall in two vertically, parallel to the axis 4 running flanks 7.2 pass over and through the right angle to the axis 4 trending base area 7.3 are interconnected. To the pressure piece 3 the recesses also belong 8th , which are spaced apart in the circumferential direction in the cylindrical lateral surface 5 are arranged. It also includes the one in the floor 6 introduced central bore 9 to. Both in the cylindrical surface 5 in the ground as well 6 of the pressure piece 3 is a circumferential groove 10 . 11 arranged, each in an O-ring 12 . 13 is used.

Die nach oben offene Gehäusebuchse 2 ist durch den Boden 2.1 verschlossen, der in Richtung der Achse 4 mit der zentrischen Erhebung 2.2. versehen ist. Am oberen offenen Ende weist die Gehäusebuchse 2 vier radial nach innen gerichtete Vorsprünge 2.3 auf, die in zugehörige Ausnehmungen 8 des Druckstückes 3 eingreifen. Auf diese Weise ist die formschlüssig verbundene Druckstückeinheit 1 gebildet, wobei das Druckstück 3 in der Gehäusebuchse 2 über die Feder 14 abgestützt ist. Diese ist von der zentrischen Bohrung 9 des Druckstückes 3 aufgenommen und stützt sich am anderen Ende am Boden 2.1 über dessen zentrischer Erhebung 2.2 ab.The open housing socket 2 is through the floor 2.1 locked in the direction of the axis 4 with the central elevation 2.2 , is provided. At the upper open end, the housing socket points 2 four radially inward projections 2.3 on that in related recesses 8th of the pressure piece 3 intervention. In this way, the positively connected pressure piece unit 1 formed, the pressure piece 3 in the housing socket 2 over the spring 14 is supported. This is from the central hole 9 of the pressure piece 3 picked up and supported at the other end on the ground 2.1 about its central elevation 2.2 from.

Wie insbesondere aus 4 ersichtlich, weist die Druckstückeinheit 1 einen oberen und einen unteren Anschlagpunkt auf. Im ersten Fall ist die axiale Ausdehnung der Druckstückeinheit 1 am größten, d.h., das Druckstück 3 ragt am weitesten aus der Gehäusebuchse 2 heraus. Der Anschlag wird in diesem Fall von den radial nach innen gerichteten Vorsprüngen 2.3 der Gehäusebuchse 2 gebildet, die an der unteren Kante der zugehörigen Ausnehmungen 8 des Druckstückes 3 anliegen. Im zweiten Fall wird der untere Anschlagpunkt durch den in der Nut 11 angeordneten O-Ring 13 gebildet, der dann am Boden 2.1 der Gehäusebuchse 2 anliegt. Auf diese Weise ist es möglich, axiale Lageveränderungen der Zahnstange in einfacher Weise durch das verschieblich angeordnete Druckstück 3 auszugleichen. Wie aus den 3 und 4 auch ersichtlich, kann das Querschnittsprofil 7 des Druckstückes 3 auch von einer zusätzlichen Gleitschale 15 gebildet sein, die aus einem die Reibung verminderten Kunststoff gefertigt ist. Eine solche aus Gehäusebuchse 2 und Druckstück 3 bestehende Druckstückeinheit 1 ist in nicht dargestellter Weise in einer Aufnahmebohrung eines Lenkgehäuses aufgenommen, wobei die Gehäusebuchse 2 in die Aufnahmebohrung durch ein Übermaß unverlierbar eingepreßt ist.How especially out 4 can be seen, the pressure piece unit 1 an upper and a lower anchor point. In the first case, the axial extension of the pressure piece unit 1 is greatest, ie the pressure piece 3 protrudes the farthest from the housing socket 2 out. The stop is in this case by the radially inward projections 2.3 the housing socket 2 formed on the lower edge of the associated recesses 8th of the pressure piece 3 issue. In the second case, the lower anchor point is the one in the groove 11 arranged O-ring 13 formed, which then on the ground 2.1 the housing socket 2 is applied. In this way, it is possible to easily change the axial position of the rack by the displaceably arranged pressure piece 3 compensate. Like from the 3 and 4 can also be seen, the cross-sectional profile 7 of the pressure piece 3 also from an additional sliding shell 15 be formed, which is made of a reduced plastic friction. Such a housing socket 2 and pressure piece 3 existing pressure unit 1 is received in a manner not shown in a receiving bore of a steering housing, the housing bushing 2 is pressed captively into the receiving bore by an oversize.

11
DruckstückeinheitPressure-piece unit
22
Gehäusebuchsehousing socket
2.12.1
Bodenground
2.22.2
zentrische Erhebungcentric survey
2.32.3
Vorsprunghead Start
33
DruckstückPressure piece
44
Achseaxis
55
zylindrische Mantelflächecylindrical lateral surface
66
Bodenground
77
QuerschnittsprofilCross-sectional profile
7.17.1
Schrägflächesloping surface
7.27.2
Flankeflank
7.37.3
GrundflächeFloor space
88th
Ausnehmungrecess
99
zentrische Bohrungcentric drilling
1010
Nutgroove
1111
Nutgroove
1212
O-RingO-ring
1313
O-RingO-ring
1414
Federfeather
1515
Gleitschalesliding

Claims (7)

Zahnstangenlenkung für ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkgehäuse, in dem eine Zahnstange längsverschieblich gelagert ist, sowie mit einem mit der Zahnstange kämmmenden Ritzel und einer Druckstückeinheit (1), bei der ein Druckstück (3) in einer Gehäusebuchse (2) entlang einer Achse (4) längsverschieblich angeordnet ist, wobei in einem zwischen beiden gebildeten Hohlraum eine Feder (14) angeordnet ist, die sich einerseits gegen einen Boden (2.1) der Gehäusebuchse (2) und andererseits gegen einen Boden (6) des Druckstücks (3) abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß in der spanlos geformten Gehäusebuchse (2) ein dem Profil der Zahnstange angepaßtes aus einem Kunststoff bestehendes Druckstück (3) eingesetzt ist und beide Teile (2, 3) mittels Formschluß ineinander gehalten sind.Rack and pinion steering for a motor vehicle with a steering housing in which a rack is mounted so as to be longitudinally displaceable, as well as with a pinion meshing with the rack and a pressure piece unit ( 1 ) where a pressure piece ( 3 ) in a housing socket ( 2 ) along an axis ( 4 ) is arranged so as to be longitudinally displaceable, a spring ( 14 ) is arranged on the one hand against a floor ( 2.1 ) of the housing socket ( 2 ) and on the other hand against a floor ( 6 ) of the pressure piece ( 3 ), characterized in that in the non-cutting shaped housing bushing ( 2 ) a pressure piece made of a plastic and adapted to the profile of the rack ( 3 ) is used and both parts ( 2 . 3 ) are held together by positive locking. Druckstückeinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusebuchse (2) an ihrem vom Boden (2.1) abgewandten Ende mit mehreren radial nach innen gesichteten Vorsprüngen (2.3) versehen ist, die in korrespondierende, in einer zylindrischen Mantelfläche (5) des Druckstückes (3) angeordnete Ausnehmungen (8) eingreifen.Pressure piece unit ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the housing bushing ( 2 ) on her from the floor ( 2.1 ) opposite end with several radially inward projections ( 2.3 ) is provided, which in corresponding cylindrical surface ( 5 ) of the pressure piece ( 3 ) arranged recesses ( 8th ) intervene. Druckstückeinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (3) an seiner zylindrischen Mantelfläche (5) eine umlaufende Nut (10) aufweist, in der ein O-Ring (12) angeordnet ist, der sich mit seinem äußeren Durchmesser an der Innenseite der Gehäusebuchse (2) abstützt.Pressure piece unit ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the pressure piece ( 3 ) on its cylindrical surface ( 5 ) a circumferential groove ( 10 ) in which an O-ring ( 12 ) is arranged, which with its outer diameter on the inside of the housing bushing ( 2 ) supports. Druckstückeinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (6) des Druckstückes (3) mit einer umlaufenden Nut (11) versehen ist, in der ein O-Ring (13) angeordnet ist.Pressure piece unit ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the bottom ( 6 ) of the pressure piece ( 3 ) with a circumferential groove ( 11 ) is provided in which an O-ring ( 13 ) is arranged. Druckstückeinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (2.1) der Gehäusebuchse (2) mit einer zentrischen Erhebung (2.2) versehen ist und das Druckstück (3) im Boden (6) eine zentrische Bohrung (9) aufweist, so daß die Feder (14) in beiden axialen Richtungen geführt ist.Pressure piece unit ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the bottom ( 2.1 ) of the housing socket ( 2 ) with a central elevation ( 2.2 ) is provided and the pressure piece ( 3 ) in the ground ( 6 ) a central bore ( 9 ) so that the spring ( 14 ) is guided in both axial directions. Druckstückeinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (3) an seiner der Zahnstange zugewandten Seite mit einer verschleißfesten, die Reibung vermindernden Gleitschale (15) aus einem Kunststoff versehen ist.Pressure piece unit ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the pressure piece ( 3 ) on its side facing the rack with a wear-resistant, friction-reducing sliding shell ( 15 ) is made of a plastic. Druckstückeinheit (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschale (15) vom Druckstück (3) umspritzt ist.Pressure piece unit ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the sliding shell ( 15 ) from the pressure piece ( 3 ) is overmolded.
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