DE2437457C3 - Rack and pinion steering gear for automobiles - Google Patents

Rack and pinion steering gear for automobiles

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DE2437457C3 DE19742437457 DE2437457A DE2437457C3 DE 2437457 C3 DE2437457 C3 DE 2437457C3 DE 19742437457 DE19742437457 DE 19742437457 DE 2437457 A DE2437457 A DE 2437457A DE 2437457 C3 DE2437457 C3 DE 2437457C3
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Manfred 8071 Wettstetten Schneeweiss
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/26Racks
    • F16H55/28Special devices for taking up backlash
    • F16H55/283Special devices for taking up backlash using pressure yokes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00Steering gears
    • B62D3/02Steering gears mechanical
    • B62D3/12Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
    • B62D3/123Steering gears mechanical of rack-and-pinion type characterised by pressure yokes

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf Zahnstangenlenkgetriebe für Kraftfahrzeuge gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to rack and pinion steering gear for motor vehicles according to the generic term of the main claim.

Derartige Zahnstangenlenkgetriebe sind gemäß DE-AS 17 80 354 bekannt. Die Andrückeinrichtung besteht dabei aus einem senkrecht zur Ritzelachse in einer Gehäusebohrung verschiebbaren Druckstück, welches an seiner der Zahnstange abgewandten, zur Ritzelachse schräg verlaufenden Stirnfläche von einem Andrückteil beaufschlagt ist. Der Andrückteil wird von der Kraft einer Feder parallel zur Ritzelachse verschoben und drückt mit einer senkrecht zur Ritzelachse gerichteten Kraftkomponente das Druckstück gegen die Zahnstange. Diese Anordnung bewirkt einen weitgehend klapperfreien Eingriff der Zahnstange mit dem Ritzel, da ein Teil der auf das Druckstück im Sinne einer Spielvergrößerung wirkenden Störkräfte bereits durch das Reibmoment an den schrägen Flächen von Druckstück und Andrückkeil abgebaut wird. Wenn jedoch die Zahnstange zusätzlich wirksam gegen Verdrehen gesichert sein soll und deshalb an ihrem der Verzahnung abgewandten Rücken satteldachförmig ausgebildet ist, ergibt sich eine komplizierte Form des Druckstückes, da dieses nunmehr an seinen beiden Stirnseiten mit schrägen Flächen versehen sein muß, welche mit den schrägen Flächen des Zahnstangenrükkens und des Andrückkeils — um klapperfrei zu bleiben — genau parallel zueinander verlaufen müssen. Dies bedingt einen erhöhten Fertigungsaufwand, zumal sich zusätzlich die Gehäusebohrungen für das Ritzel und das Druckstück schneiden und diese somit in getrennten Arbeitsgängen einzubringen sind. Zudem erfordert die Hintereinanderstaffelung von Druckstück und Andrückkeil relativ viel Bauraum.Such rack and pinion steering gears are known from DE-AS 17 80 354. The pressing device consists of a pressure piece that can be displaced perpendicular to the pinion axis in a housing bore, which on its end face facing away from the rack and running obliquely to the pinion axis of a Pressing part is acted upon. The pressure part is parallel to the pinion axis by the force of a spring shifted and presses the pressure piece with a force component directed perpendicular to the pinion axis against the rack. This arrangement causes a largely rattle-free engagement of the rack with the pinion, as part of the disruptive forces acting on the pressure piece in the sense of increasing play is already reduced by the frictional torque on the inclined surfaces of the pressure piece and pressure wedge. if However, the rack should also be effectively secured against rotation and therefore at its the Toothing facing away from the back is formed in the shape of a gable roof, the result is a complicated shape of the Pressure piece, since this must now be provided with sloping surfaces on both of its front sides, which with the inclined surfaces of the rack back and the pressure wedge - to stay rattle-free - must run exactly parallel to each other. This requires an increased production effort, especially since In addition, cut the housing bores for the pinion and the pressure piece and thus separate them Work steps are to be brought in. In addition, the staggering of the pressure piece and pressure wedge requires one behind the other relatively much installation space.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei geringem Zeitaufwand für die Fertigung eines Lenkgetriebes mit geringem Raumbedarf in der zur Ritzelachse senkrechten Richtung die Führung der Zahnstange so zu verbesse-n, daß auch bei außergewöhnlichen Stoßbeanspruchungen kein schlagendes Geräusch oder ein Verdrehen bzw. Kippen auftritt, also die Zahnstange auch dann in der vorbestimmten Lage gehalten wird.The object of the invention is to produce a steering gear with little expenditure of time Little space required in the direction perpendicular to the pinion axis, the guidance of the rack improve that even with extraordinary impact loads no knocking noise or impact Twisting or tilting occurs, so the rack is then also held in the predetermined position.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches gelöst.This object is achieved according to the invention with the characterizing features of the main claim solved.

Durch die achsparallele Anordnung von Ritzel und Druckstück wird ein relativ niedrig bauendes Lenkgetriebe geschaffen, wobei die Gehäusebohrungen in zeitsparender Weise gleichzeitig eingebracht werden können. Da die zylindrischen Druckstücke nur an einer ihrer Stirnflächen mit einer schrägen Fläche ausgebildet sind, ist eine genaue Parallelität zu der jeweiligen schrägen Fläche am Zahnstangenrücken auch in der Großserienfertigung sicher beherrschbar, so daß einThe axially parallel arrangement of pinion and pressure piece creates a relatively low-profile steering gear created, the housing bores being introduced simultaneously in a time-saving manner can. Since the cylindrical pressure pieces are only formed with an inclined surface on one of their end faces are, an exact parallelism to the respective inclined surface on the rack back is also in the Large-scale production safely manageable, so that a

■to spielfreier oder kippfreier Eingriff der Zahnstange mit dem Ritze! gewährleistet ist.■ to play-free or tilt-free engagement of the rack with the crack! is guaranteed.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar. Durch die Merkmale des Anspruches 2 läßt sich die Lage der Zahnstange durch das eine, gegen einen Anschlag des Gehäuses abgestützte Druckstück festlegen, wobei gemäß Anspruch 3 dieser Anschlag einstellbar ausgebildet sein kann. Durch die Merkmale des Anspruches 5 kann das Lenkgetriebe vollkommen wartungsfrei ausgebildet werden.Expedient developments of the invention can be found in the subclaims. By the characteristics of claim 2 can be the position of the rack through the one against a stop of the housing Set supported pressure piece, wherein according to claim 3, this stop can be designed to be adjustable can. Due to the features of claim 5, the steering gear can be designed to be completely maintenance-free will.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung.The drawing shows an embodiment of the invention in a schematic representation.

Ein Getriebegehäuse 1 nimmt eine verschiebbar gelagerte, an ihrer Rückseite satteldachartig abgeschrägte Zahnstange 2 auf. An den satteldachartig abgeschrägten Flächen 3 und 4 greifen entsprechend abgeschrägte Druckstücke 5 und 6 an und halten ein am Ende einer Lenkspindel 7 angeordnetes Ritzel 8 im Eingriff mit der Verzahnung der Zahnstange 2. Die Lenkspindel 2 ist über ein Wälzlager 11 und ein Wälzlager 12 in einer Bohrung des Getriebegehäuses 1 gelagert. Die zylindrischen Druckstücke 5 und 6 sind in einer Bohrung 9 gleichachsig in einem Gehäuseteil 10 des Getriebegehäuses 1 angeordnet. Die Bohrung 3 ist parallel zur Bohrung für die Lagerung des Ritzels 8 angeordnet. Das Druckstück 5 ist durch eine Schraubenfeder 13 belastet, die einen Schaft eines Pilzes 16 umfaßt und an einem Kopf 18 des Pilzes 16 anliegt.A gear housing 1 accommodates a displaceably mounted rack 2 which is beveled on its rear side in the manner of a gable roof. On the saddle roof-like beveled surfaces 3 and 4 correspondingly beveled pressure pieces 5 and 6 engage and hold a pinion 8 arranged at the end of a steering spindle 7 in engagement with the toothing of the rack 2. The steering spindle 2 is via a roller bearing 11 and a roller bearing 12 in one Bore of the gear housing 1 mounted. The cylindrical pressure pieces 5 and 6 are arranged coaxially in a bore 9 in a housing part 10 of the gear housing 1. The bore 3 is arranged parallel to the bore for mounting the pinion 8. The pressure piece 5 is loaded by a helical spring 13 which comprises a shaft of a mushroom 16 and rests against a head 18 of the mushroom 16.

Das Druckstück 6 liegt an einem Gewindestopfen 14 an, der durch eine Mutter 15 gesichert ist Das freie Ende 17 des Püzschaftes dient als Anschlag für das Druckstück 5. Die Achsen der Bohrungen 9 bzw. der Bohrung für das Ritzel 8 können senkrecht untereinander in einer gemeinsamen senkrechten Ebene durch die Zahnstangenlängsachse oder in zwei zueinander parallelen solchen Ebenen angeordnet sein, so daß Platz für eine Mutter 15 auf derjenigen Seite des Getriebegehäuses 1 geschaffen wird, auf der die Lenkspindel 7 in das Getriebegehäuse 1 eindringt Die Bohrung 9 kann auch, im Gegensatz zur dargestellten Ausführung, durch das Gehäuse 10 hindurch gehen und der Pilz 16 z.B. an einem Federring abgestützt sein, der in einer Nute in der Bohrung 9 angeordnet istThe pressure piece 6 rests against a threaded plug 14 which is secured by a nut 15, the free end 17 of the Püzschaftes serves as a stop for the pressure piece 5. The axes of the holes 9 or the Bore for the pinion 8 can be perpendicular to each other in a common perpendicular plane through the Rack longitudinal axis or be arranged in two such planes parallel to each other, so that there is space for a nut 15 is created on that side of the gear housing 1 on which the steering shaft 7 in the Gearbox housing 1 penetrates the bore 9, in contrast to the embodiment shown, through the Housing 10 go through and the mushroom 16 be supported e.g. on a spring ring which is in a groove in the Bore 9 is arranged

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Zahnstangenlenkgetriebe für Kraftfahrzeuge, mit einem die Zahnstange führenden Gehäuse, in dem ein mit der Zahnstange im Eingiiff befindliches Ritzel sowie eine den Rücken der Zahnstange in Richtung zum Ritzel hin belastende Andrückeinrichtung aufgenommen ist, wobei ein Druckstück der Andrückeinrichtung sich seinerseits mit einer Rückfläche an einer Innenwand des Gehäuses abstützend durch eine Federanordnung in einer zur Ritzelachse parallelen Richtung belastet ist und mittels gegenüber der Kraftrichtung der Federanordnung geneigter Flächen auf die Zahnstange einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücken der Zahnstange (2) in an sich bekannter Weise satteldachförmig ausgebildet ist und in einer zur Ritzelachse parallelen Bohrung (9) des Gehäuses (10) zwei zylindrische Druckstücke (5, 6) aufgenommen sind, die durch die Federanordnung mit ihren einen Stirnflächen aufeinander zugedrüchkt werden, wobei diese Stirnflächen gegenüber den Längsachsen der Druckstücke (5, 6) geneigt sind und sich jeweils an einer der Rückenflächen (3,4) der Zahnstange (2) abstützen.1. Rack-and-pinion steering gear for motor vehicles, with a housing leading the rack, in which a pinion located with the rack in engagement and a pressure device loading the back of the rack in the direction of the pinion is received, a pressure piece of the pressure device in turn having a rear surface an inner wall of the housing is loaded by a spring arrangement in a direction parallel to the pinion axis and acts on the rack by means of surfaces inclined with respect to the direction of force of the spring arrangement, characterized in that the back of the rack (2) is designed in the manner of a gable roof in a manner known per se and in a r direction parallel to the pinion shaft bore (9) of the housing (10) has two cylindrical plungers (5, 6) are added, which are zugedrüchkt each other by the spring arrangement at their one end faces, said end faces with respect to the longitudinal axes of the plungers (5, 6 ) are inclined and are each supported on one of the back surfaces (3, 4) of the rack (2). 2. Zahnstangenlenkung nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß sich eines der Druckstücke (6) in der unmittelbaren Wirkrichtung der Federanordnung mit seiner freien Stirnfläche an einem Anschlag (14) des Gehäuses (10) abstützt und das andere Druckstück (5) durch eine Schraubenfeder (13) an seiner freien Stirnfläche belastet ist.2. Rack and pinion steering according to claim I 1, characterized in that one of the pressure pieces (6) is supported in the immediate effective direction of the spring arrangement with its free end face on a stop (14) of the housing (10) and the other pressure piece (5) is supported by a helical spring (13) is loaded on its free end face. 3. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Stirnfläche des einen Druckstückes (6) sich an einem einstellbar in das Gehäuse (10) eingeschraubten Gewindestopfen (14) abstützt.3. Rack and pinion steering according to claim 2, characterized in that the free end face of the one The pressure piece (6) is attached to an adjustable threaded plug (14) screwed into the housing (10) supports. 4. Zahnstangenlenkung nach uinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das andere Druckstück (5) belastende Schraubenfeder (13) sich über den Kopf eines Pilzes (16) am Gehäuse (10) abstützt und der im von den Federwindungen umschlossenen Raum aufgenommene Schaft des Pilzes (16) als Endanschlag für das andere Druckstück (6) dient.4. Rack and pinion steering according to uinem of claims 1 to 3, characterized in that the helical spring loading the other pressure piece (5) (13) is supported by the head of a mushroom (16) on the housing (10) and that of the spring coils enclosed space recorded shaft of the mushroom (16) as an end stop for the other pressure piece (6) is used. 5. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Druckstücke (5, 6) an ihren freien Stirnflächen durch Schraubenfedern belastet sind.5. rack and pinion steering according to claim 1, 3 or 4, characterized in that both pressure pieces (5, 6) are secured on their free end faces by helical springs are burdened.
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DE102009046868A1 (en) * 2009-11-19 2011-05-26 Zf Lenksysteme Gmbh Rack steering, particularly for motor vehicle, e.g. passenger car or commercial vehicles, comprises teeth at one or both sides of longitudinal axis of rack, where teeth of rack inclines with profile base and tip line

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