WO1986003437A1 - Press device for producing a steering rack - Google Patents

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WO1986003437A1
WO1986003437A1 PCT/EP1985/000662 EP8500662W WO8603437A1 WO 1986003437 A1 WO1986003437 A1 WO 1986003437A1 EP 8500662 W EP8500662 W EP 8500662W WO 8603437 A1 WO8603437 A1 WO 8603437A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gap
press device
rack
die
negative
Prior art date
Application number
PCT/EP1985/000662
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ansgar Betz
Original Assignee
Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag filed Critical Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag
Publication of WO1986003437A1 publication Critical patent/WO1986003437A1/en

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00Making machine elements
    • B21K1/76Making machine elements elements not mentioned in one of the preceding groups
    • B21K1/767Toothed racks
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a pressing device for producing a rack according to the kind described in the preamble of claim 1.
  • DE-AS 21 41 205 describes a steering gear for vehicles, in which a toothed rack is explained, the teeth of which have a different profile shape in the central region than in the outer parts. In this way, a variable translation is achieved.
  • Steering gear with such racks can e.g. can be used advantageously for passenger cars.
  • the reduction changes relatively quickly from the center of the rack to both sides until an approximately constant reduction ratio is reached.
  • the rack works together with a pinion, which is provided with helical teeth and whose axis encloses an angle other than 90 ° with the rack axis. In the middle area of the rack, the flank lines of the teeth form an angle with the pinion axis, which angle is changed compared to the angle in the outer parts of the rack. With such a configuration, reduction ratios of 2: 1 can be achieved without difficulty.
  • DE-OS 32 02 254 already describes a method and a device for producing a toothed rack, which is produced by a pressing process.
  • a blank is treated in a press with an upper die and a lower die by cold forming, a die part performing a wobble movement over the blank during the pressing process.
  • the manufacturing time is shorter and the material requirement is lower. Furthermore, an increase in material strength and smooth surfaces are achieved.
  • this gap has the disadvantage that it is possible to drain excess material in a relatively simple manner. This means that the gap will fill with material very quickly during the wobble press. The resulting material bar thus offers a corresponding resistance to the further pressing process. A high degree of compression occurs in the two strips and there is a risk that a further collapse ken of the two die parts is no longer possible. This means that cavities can remain in the negative form, in particular in the area of the tooth tips, or that the tooth tips are not compressed sufficiently and are therefore not resistant enough and are not geometrically perfect.
  • the present invention is therefore based on the object of creating a pressing device of the type mentioned at the beginning, in which a material drain is possible to a sufficient extent, but which does not adversely affect the production of the toothed rack.
  • the two surfaces of the die parts facing each other are no longer flat or even, but at least partially widen outwards.
  • the tumbling die part generally the upper die, can be kneaded into the material that has flowed out at the beginning of the pressing process.
  • the gap can become ever narrower and less permeable, so that the pressing process can be carried out without interference from the emerging material.
  • the toothed rack can be produced from a blank, if necessary without pre-pressing, in one operation.
  • the gap can widen outwards from the edges of the negative mold, ie the surfaces of the two die parts facing each other run directly at the edges of the negative molds without a transition 8 5 /
  • the gap can widen continuously or in steps. Due to the wobbling movement, small steps can occur in the gap.
  • the gap can be widened, i.e. the edge along the die shape is formed like a hammer fin.
  • the half wedge angle is greater than the wobble angle of the swivel part that performs a wobble movement.
  • the wedge angle will be significantly larger than the wobble angle.
  • a sufficiently large wedge opening then arises in which the material which has flowed out through the constriction at the edge of the die no longer has any contact with the upper or lower part of the die. The pressing process can no longer be significantly hindered by the material that has flowed out.
  • the gap width at the narrowest point at the end of the pressing process can be between 0.2 to 5 mm, preferably 0.4 to 1 mm.
  • Other values are also possible within the scope of the invention. This depends on the individual circumstances, e.g. Size and material of the rack.
  • Fig. 1 the two die parts of a pressing device with the 'rack in cross section according to the prior art.
  • Fig. 2 the two die parts according to the invention with a rack in cross section.
  • press device Of the press device, only the two die parts, namely an upper die part 1 and a lower die part 2, are shown, since the press device itself is of a conventional design and thus its structure and mode of operation are generally known.
  • the upper part of the die is provided with a negative shape for the tooth profile and the lower part 2 is provided with a negative shape for the lower part of the toothed rack 3 to be produced from a blank.
  • the blank can be a round rod, for example.
  • the finished toothed rack 3 has - seen in cross section - essentially a Y-profile.
  • the rack 3 is provided with a flat in the of symmetry extending approximately over the extending to interlocking portion in the longitudinal direction of the web "4. From the web 4 from run two Schrägfl surfaces 5 and 6, rod side to the toothed.
  • the two inclined surfaces 5 and 6 represent the contact surfaces for a pressure piece after installation in a steering gear.
  • the upper die part 1 is generally fastened in a bell, not shown, which is pivotably mounted in a bearing the bell and thus also the upper part of the die are made to tumble in relation to the stationary lower part 2.
  • the forming force is thus concentrated only on a partial surface of the workpiece, the pressure zone being displaced over the entire surface of the workpiece and thus causing the forming.
  • 1 shows an upper die part 1 and a lower die part 2 according to the prior art.
  • the two mutually facing surfaces 10 and 11 of the upper die part 1 and the lower die part 2 are flat or lie parallel to one another.
  • the strips 8 thus represent considerable resistance to deformation and the two die parts may not come close enough under certain circumstances. This means that 4 cavities 12 can remain in the area of the tooth heads of the toothed rack.
  • the pressing device according to the invention can be seen from FIG. As indicated, the mutually facing surfaces 10 and 11 of the upper die part 1 and of the lower die part Z are not parallel to one another, but rather strive apart. This results in a wedge-shaped gap 13.
  • the gap width at the narrowest point can be between 0.2 and 5 mm, preferably between 0.4 and 1 mm.
  • the gap 13 widens continuously towards the outside.
  • Half the wedge angle A is significantly larger than the wobble angle of the upper die part 1.
  • the toothed rack 4 is formed in the upper region, in particular in the region of the teeth 3, on both sides upwards to be slightly inclined, which is shown in FIG. 2 . is represented by the angle B. In this way, compression also takes place from the side during the tumbling process.
  • the negative shape of the toothed rack in the upper part 1 of the die not only serves essentially as before to form the tooth profile shapes, but also absorbs more of the toothed rack. This is indicated in FIG. 2 by the dashed line 9. This measure makes production from a round rod easier, since it is better encompassed by the upper die part 1.
  • the additional molding depth can be a few millimeters.
  • the two die parts 1 and 2 have sharp edges there, the edge of the upper die part 1 even being able to overlap the edge of the lower die part somewhat. In this way, the bar 8 can be secured immediately at the end of the pressing process.
  • the upper die part 1 has a leading edge 14 (shown in dashed lines) against which the emerging material runs and is bent downwards there during the further pressing process, as a result of which the strip 8 also breaks off .
  • the leading edge can also be arranged on the lower part of the die for breaking off the strip 8. In this case it is bent upwards.

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Abstract

A press device for producing a steering rack (4), especially a rack with a variable ratio obtained by different tooth profiles, has an upper forging piece (1) and a lower forging piece (2). A forging piece (2) forms the negative die for the lower part of the steering rack which is to be made from a blank and the other forging piece (1) serves to shape the toothed profile of the rack to be produced in the negative die. The steering rack is produced by cold pressing whereby a forging piece (1) effects a tumbling motion over the forging blank during the pressing process. A gap (13) is formed between the two forging pieces (1, 2) for the lateral flow of the material during the pressing operation, the gap being at least partly filled by strips (8) which form on both longitudinal sides of the steering rack which is produced (4). The mutually facing surfaces (10, 11) of the two forging pieces (1, 2) are designed laterally next to the negative shapes of the steering rack (4) in the region of the gap (13) in such a way that the gap is at least partly widened towards the outside.

Description

Pressvorrichtung zur Herstellung einer Zahnstange Press device for producing a rack
Die Erfindung betrifft eine Pressvorrichtung zur Herstellung einer Zahnstange nach der im Oberbegriff des Anspruches 1 näher beschriebenen Art-.The invention relates to a pressing device for producing a rack according to the kind described in the preamble of claim 1.
In der DE-AS 21 41 205 ist ein Lenkgetriebe für Fahrzeuge beschrieben, worin eine Zahnstange erläutert ist, deren Zäh¬ ne im mittleren Bereich eine andere Profilform aufweisen, wie in den Außenteilen. Auf diese Weise wird eine veränder¬ liche Übersetzung erreicht. Lenkgetriebe mit derartigen Zahnstangen können z.B. in vorteilhafter Weise für Personen¬ kraftwagen verwendet werden. Dabei ändert sich die Unterset¬ zung von der Zahnstangenmitte aus nach beiden Seiten relativ rasch, bis ein etwa konstantes Untersetzungsverhältnis er¬ reicht wird. Die Zahnstange arbeitet dabei mit einem Ritzel zusammen, das mit schraubenförmigen Zähnen versehen ist und dessen Achse einen von 90° abweichenden Winkel mit der Zahnstangenachse einschließt. Im mittleren Bereich der Zahn¬ stange schließen die Flankenlinien der Zähne mit der Ritzel¬ achse einen Winkel ein, der gegenüber dem Winkel in den Aus¬ senteilen der Zahnstange verändert ist. Mit einer derartigen Ausgestaltung lassen sich Untersetzungsverhältnisse von 2:1 ohne Schwierigkeiten erreichen.DE-AS 21 41 205 describes a steering gear for vehicles, in which a toothed rack is explained, the teeth of which have a different profile shape in the central region than in the outer parts. In this way, a variable translation is achieved. Steering gear with such racks can e.g. can be used advantageously for passenger cars. The reduction changes relatively quickly from the center of the rack to both sides until an approximately constant reduction ratio is reached. The rack works together with a pinion, which is provided with helical teeth and whose axis encloses an angle other than 90 ° with the rack axis. In the middle area of the rack, the flank lines of the teeth form an angle with the pinion axis, which angle is changed compared to the angle in the outer parts of the rack. With such a configuration, reduction ratios of 2: 1 can be achieved without difficulty.
Die wirtschaftliche Herstellung für eine Serienproduktion einer derartigen Zahnstange ist jedoch mit Schwierigkeiten verbunden. So ist in' der DE-AS 21 41 205 vorgeschlagen, die Zahnstange durch einen geradlinigen Räumvorgang für die Mehrzahl der Zähne herzustellen. Eine Anzahl von Zähnen im mittleren Bereich der Zahnstange muß jedoch auf besondere Weise gefertigt werden. Hierzu sollen in einer Spezialbe- handlung diese Profile durch ein spezielles Räumverfahreή entsprechend abgeändert werden. Nachteilig bei diesem Her- stellungsverfahren ist .jedoch, daß es sehr aufwendig und teuer ist, bzw. auf diese Art und Weise wirtschaftlich über¬ haupt nicht durchführbar ist.However, the economical production for series production of such a rack is associated with difficulties. It is proposed in ' DE-AS 21 41 205 to produce the rack by a straight-line broaching process for the majority of the teeth. However, a number of teeth in the central area of the rack must be manufactured in a special way. For this purpose, these profiles are to be modified accordingly in a special treatment using a special broaching method. A disadvantage of this Positioning method is. However, it is very complex and expensive, or is not economically feasible in this way at all.
In der DE-OS 32 02 254 ist bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Zahnstange beschrieben, wobei diese durch einen Pressvorgang hergestellt wird. Hier¬ zu wird ein Rohling in einer Presse mit einem Obergesenk und einem Untergesenk durch Kaltumformpressen behandelt, wobei ein Gesenkteil während des Pressvorganges eine Taumelbewe¬ gung über dem Rohling ausführt. Bei diese Herstellungsver¬ fahren ist die Fertigungszeit kürzer und der Materialbedarf ist niedriger. Weiterhin werden eine Erhöhung der Werkstoff¬ festigkeit und glatte Oberflächen erreicht.DE-OS 32 02 254 already describes a method and a device for producing a toothed rack, which is produced by a pressing process. For this purpose, a blank is treated in a press with an upper die and a lower die by cold forming, a die part performing a wobble movement over the blank during the pressing process. With these manufacturing processes, the manufacturing time is shorter and the material requirement is lower. Furthermore, an increase in material strength and smooth surfaces are achieved.
Pressvorrichtungen zum Kaltfließpressen mit einem taumelnden Gesenk sind auch in VDI-Berichte Nr. 266 (^ö"), S. 29 - 35 beschrieben.Press devices for cold extrusion with a tumbling die are also described in VDI reports No. 266 (^ ö "), pp. 29-35.
Bei dem in der DE-OS 32 02 254 beschriebenen Herstellungs¬ verfahren liegt zwischen den beiden Gesenkteilen zum seit¬ lichen Abfließen von Material während des Pressvorganges ein Spalt vor. In diesen Spalt kann während des Pressvorganges das überflüssige Material einfließen und bildet damit an beiden Längsseiten der entstehenden Zahnstange verlaufende Leisten. Diese Leisten können nach dem Fertigungsvorgang entfernt werden.In the manufacturing process described in DE-OS 32 02 254, there is a gap between the two die parts for the lateral outflow of material during the pressing process. The unnecessary material can flow into this gap during the pressing process and thus forms strips running on both longitudinal sides of the resulting rack. These strips can be removed after the manufacturing process.
Dieser Spalt hat jedoch den Nachteil, daß das an sich not¬ wendige Abfließen von überflüssigem Werkstoff auf relativ einfache Weise möglich ist. Dies bedeutet, der Spalt wird sich während des Taumel pressens sehr schnell mit Material füllen. Die dabei entstehende Material!eiste stellt damit dem weiteren Pressvorgang einen entsprechenden Widerstand entgegen. In den beiden Leisten tritt eine hohe Verdichtung ein und es besteht die Gefahr, daß ein weiteres Zusarnmenrük- ken der beiden Gesenkteile nicht mehr möglich ist. Dies be¬ deutet, daß Hohlräume in der Negativform, insbesondere im Bereich der Zahnköpfe verbleiben können, bzw. die Zahnköpfe nicht genügend stark verdichtet und damit nicht widerstands¬ fähig genug und geometrisch nicht einwandfrei sind.However, this gap has the disadvantage that it is possible to drain excess material in a relatively simple manner. This means that the gap will fill with material very quickly during the wobble press. The resulting material bar thus offers a corresponding resistance to the further pressing process. A high degree of compression occurs in the two strips and there is a risk that a further collapse ken of the two die parts is no longer possible. This means that cavities can remain in the negative form, in particular in the area of the tooth tips, or that the tooth tips are not compressed sufficiently and are therefore not resistant enough and are not geometrically perfect.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Pressvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaf¬ fen, bei der zwar ein Materialabfluß in ausreichendem Maße möglich ist, welcher jedoch die Herstellung der Zahnstange nicht negativ beeinflußt.The present invention is therefore based on the object of creating a pressing device of the type mentioned at the beginning, in which a material drain is possible to a sufficient extent, but which does not adversely affect the production of the toothed rack.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das im kennzeich¬ nenden Teil von Anspruch 1 genannte Merkmal gelöst.According to the invention, this object is achieved by the feature mentioned in the characterizing part of claim 1.
Die beiden einander zugekehrten Flächen der Gesenkteile sind nun nicht mehr flächig bzw. eben verlaufend, sondern sie er¬ weitern sich nach außen wenigstens teilweise. Auf diese Wei¬ se kann das taumel nde Gesenkteil , im .all gemeinen das Oberge¬ senk, in das zu Anfang des Pressvorganges ausgeflossene Ma¬ terial hineingeknetet werden. Während des weiteren Pressvor¬ ganges kann der Spalt dabei jedoch immer enger und weniger durchlässig werden, so daß der Pressvorgang ohne Störung durch das austretende Material durchgeführt werden kann.The two surfaces of the die parts facing each other are no longer flat or even, but at least partially widen outwards. In this way, the tumbling die part, generally the upper die, can be kneaded into the material that has flowed out at the beginning of the pressing process. During the further pressing process, however, the gap can become ever narrower and less permeable, so that the pressing process can be carried out without interference from the emerging material.
Dadurch daß das überflüssige Material nunmehr durch die er¬ findungsgemäße Ausbildung des Spaltes ohne besondere Schwie¬ rigkeiten nach außen fließen kann, kann die Zahnstange aus einem Rohling ggf. ohne Vorpressung in einem Arbeitsgang hergestellt werden.Because the superfluous material can now flow outwards without any particular difficulties due to the formation of the gap according to the invention, the toothed rack can be produced from a blank, if necessary without pre-pressing, in one operation.
Bezüglich der Erweiterung des Spaltes sind verschiedene Aus¬ gestaltungen möglich. So kann sich der Spalt z.B. von den Rändern der Negativform aus nach außen erweitern, d.h. die einander zugekehrten Flächen der beiden Gesenkteile laufen ohne Übergang unmittelbar an den Rändern der Negativforrnen 8 5/Various configurations are possible with regard to the widening of the gap. For example, the gap can widen outwards from the edges of the negative mold, ie the surfaces of the two die parts facing each other run directly at the edges of the negative molds without a transition 8 5 /
auseinander.apart.
Der Spalt kann sich dabei kontinuierlich oder stufenförmig erweitern. Aufgrund der Taumelbewegung können in dem Spalt geringe Stufen auftreten.The gap can widen continuously or in steps. Due to the wobbling movement, small steps can occur in the gap.
Die Erweiterung des Spaltes kann dabei keilförmig erfolgen, d.h. der Rand längs der Gesenkform wird hammerfinnenartig ausgebil det.The gap can be widened, i.e. the edge along the die shape is formed like a hammer fin.
Von Vorteil ist es, wenn der halbe Keilwinkel größer ist als der Taumelwinkel des eine Taumel bewegung ausführenden Ge¬ senkteiles. Dabei wird man im allgemeinen den Keilwinkel we¬ sentlich größer als den Taumelwinkel ausbilden. Es entsteht dann eine ausreichend große Keilöffnung in der das durch die Engstelle am Gesenkrand ausgeflossene Material keine Berüh¬ rung mehr mit dem Gesenkober- oder Unterteil hat. Der Pre߬ vorgang kann durch das ausgeflossene Material nicht mehr wesentlich behindert werden.It is advantageous if the half wedge angle is greater than the wobble angle of the swivel part that performs a wobble movement. In general, the wedge angle will be significantly larger than the wobble angle. A sufficiently large wedge opening then arises in which the material which has flowed out through the constriction at the edge of the die no longer has any contact with the upper or lower part of the die. The pressing process can no longer be significantly hindered by the material that has flowed out.
Die Spaltbreite an der engsten Stelle am Ende des Pressvor¬ ganges kann zwischen 0,2 bis 5 mm vorzugsweise 0,4 bis 1 mm betragen. Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung jedoch auch noch andere Werte möglich. Dies hängt von den einzelnen Gegebenheiten, wie z.B. Größe und Material der Zahnstange ab.The gap width at the narrowest point at the end of the pressing process can be between 0.2 to 5 mm, preferably 0.4 to 1 mm. Of course, other values are also possible within the scope of the invention. This depends on the individual circumstances, e.g. Size and material of the rack.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung prin¬ zipmäßig beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is described in principle below.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1: die beiden Gesenkteile einer Pressvorrichtung mit der 'Zahnstange im Querschnitt nach dem Stand der Technik. Fig. 2: die beiden erfindungsgemäßen Gesenkteile mit einer Zahnstange im Querschnitt.Fig. 1: the two die parts of a pressing device with the 'rack in cross section according to the prior art. Fig. 2: the two die parts according to the invention with a rack in cross section.
Fig. 3: Ausschnittsvergrößerung des Kreises A aus der Fig. 2 in anderer Ausgestaltung.3: Enlarged section of the circle A from FIG. 2 in a different embodiment.
Von der Pressvorrichtung sind nur die beiden Gesenkteile nämlich ein Gesenkoberteil 1 und ein Gesenkunterteil 2 dar¬ gestellt, da die Pressvorrichtung selbst von herkömmlicher Bauart und damit ihr Aufbau und ihre Funktionsweise allge¬ mein bekannt sind.Of the press device, only the two die parts, namely an upper die part 1 and a lower die part 2, are shown, since the press device itself is of a conventional design and thus its structure and mode of operation are generally known.
Das Gesenkoberteil ist mit einer Negativform für das Verzah¬ nungsprofil und das Gesenkunterteil 2 mit einer Negativform für den unteren Teil der aus einem Rohling herzustellenden Zahnstange 3 versehen. Der Rohling kann z.B. ein Rundstab sein. Die fertige Zahnstange 3 weist - im Querschnitt gese¬ hen - im wesentlichen eine Y-Prof l form auf. Auf der Unter¬ seite ist die Zahnstange 3 dabei mit einem in der Symmetrie¬ ebene verlaufenden sich ungefähr über den zu verzahnenden Bereich in Längsrichtung erstreckenden Steg" 4 versehen. Von dem Steg 4 aus führen zwei Schrägfl chen 5 und 6 zur Zahn¬ stangenseite. Die beiden Schrägfl chen 5 und 6 stellen die Auflageflächen für ein Druckstück nach dem Einbau in ein Lenkgetriebe dar. Das Gesenkoberteil 1 ist im allgemeinen in einer nicht dargestellten Glocke befestigt, welche in einer Lagerung verschwenkbar gelagert ist. Über einen nicht darge¬ stellten Exzenter wird die Glocke und damit auch das Gesenk¬ oberteil in eine Taumelbewegung gegenüber dem stationären Gesenkunterteil 2 versetzt. Die Umformkraft konzentriert sich damit nur auf eine Teilfläche des Werkstückes, wobei die Druckzone über die gesamte Werkstückoberfläche verlagert wird und damit die Umformung bewirkt wird. In der Fig. 1 sind ein Gesenkoberteil 1 und ein Gesenkunter¬ teil 2 nach dein Stand der Technik dargestellt. Wie ersicht¬ lich, liegt zwischen beiden Gesenkteilen ein Spalt 7 vor, in welchen während des Pressvorganges überflüssiges Material in Form von seitlichen Leisten 8 einfließen kann. Die beiden einander zugekehrten Flächen 10 und 11 des Gesenkoberteiles 1 bzw. des Gesenkunterteiles 2 sind flächig bzw. liegen pa¬ rallel zueinander. Damit stellen die Leisten 8 einen erheb¬ lichen Verformungswiderstand dar und die beiden Gesenkteile können sich unter Umständen nicht genügend nahe kommen. Dies bedeutet, daß im Bereich der Zahnköpfe der Zahnstange 4 Hohlräume 12 verbleiben können.The upper part of the die is provided with a negative shape for the tooth profile and the lower part 2 is provided with a negative shape for the lower part of the toothed rack 3 to be produced from a blank. The blank can be a round rod, for example. The finished toothed rack 3 has - seen in cross section - essentially a Y-profile. On the Unter¬ side, the rack 3 is provided with a flat in the of symmetry extending approximately over the extending to interlocking portion in the longitudinal direction of the web "4. From the web 4 from run two Schrägfl surfaces 5 and 6, rod side to the toothed. The two inclined surfaces 5 and 6 represent the contact surfaces for a pressure piece after installation in a steering gear. The upper die part 1 is generally fastened in a bell, not shown, which is pivotably mounted in a bearing the bell and thus also the upper part of the die are made to tumble in relation to the stationary lower part 2. The forming force is thus concentrated only on a partial surface of the workpiece, the pressure zone being displaced over the entire surface of the workpiece and thus causing the forming. 1 shows an upper die part 1 and a lower die part 2 according to the prior art. As can be seen, there is a gap 7 between the two die parts, into which superfluous material in the form of side strips 8 can flow during the pressing process. The two mutually facing surfaces 10 and 11 of the upper die part 1 and the lower die part 2 are flat or lie parallel to one another. The strips 8 thus represent considerable resistance to deformation and the two die parts may not come close enough under certain circumstances. This means that 4 cavities 12 can remain in the area of the tooth heads of the toothed rack.
Aus der Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Pressvorrichtung er¬ sichtlich. Wie angegeben, sind die einander zugekehrten Flä¬ chen 10 und 11 des Gesenkoberteiles 1 bzw. des Gesenkunter¬ teils Z nicht parallel zueinander sondern sie streben aus¬ einander. Damit ergibt sich ein keilförmiger Spalt 13. Die Spaltbreite an der engsten Stelle kann dabei zwischen 0,2 und 5 mm vorzugsweise zwischen 0,4 und 1 mm betragen.The pressing device according to the invention can be seen from FIG. As indicated, the mutually facing surfaces 10 and 11 of the upper die part 1 and of the lower die part Z are not parallel to one another, but rather strive apart. This results in a wedge-shaped gap 13. The gap width at the narrowest point can be between 0.2 and 5 mm, preferably between 0.4 and 1 mm.
Der Spalt 13 erweitert sich dabei nach außen kontinuierlich.The gap 13 widens continuously towards the outside.
Wie ersichtlich, entsteht damit - im Querschnitt gesehen eine keilförmige Form der Leisten 8. Aufgrund der Formen der Spalte 13 kann während der Annäherung und während des Tau¬ melvorganges des Gesenkoberteiles 1 das überflüssige Mate¬ rial leicht austreten. Da der Querschnitt der beiden Leisten 3 an den Längsseiten der Zahnstange sehr gering ist, können die beiden Leisten 8 nachträglich leicht abgestanzt werden.As can be seen, this results in a wedge-shaped shape of the strips 8 seen in cross section. Due to the shapes of the gaps 13, the superfluous material can easily escape during the approach and during the tumbling process of the upper part 1 of the die. Since the cross section of the two strips 3 on the long sides of the rack is very small, the two strips 8 can be easily punched out subsequently.
Der halbe Keilwinkel A ist wesentlich größer als der Taumel¬ winkel des Gesenkoberteiles 1. Die Zahnstange 4 ist im oberen Bereich, insbesondere im Be¬ reich der Zähne 3 an beiden Seiten nach oben zu etwas abge¬ schrägt nach innen verlaufend ausgebildet, was in der Fig. 2. durch den Winkel B dargestellt ist. Auf diese Weise findet auch während des Taumel Vorganges zusätzlich noch eine Ver¬ dichtung von der Seite her statt.Half the wedge angle A is significantly larger than the wobble angle of the upper die part 1. The toothed rack 4 is formed in the upper region, in particular in the region of the teeth 3, on both sides upwards to be slightly inclined, which is shown in FIG. 2 . is represented by the angle B. In this way, compression also takes place from the side during the tumbling process.
Von Vorteil ist es auch, wenn die Negativform der Zahnstange im Gesenkoberteil 1 nicht nur wie bisher im wesentlichen zur Ausbildung der Zahnprofilformen dient, sondern mehr von der Zahnstange aufnimmt. Dies ist in der Fig. 2 durch die ge¬ strichelte Linie 9 angedeutet. Durch diese Maßnahme wird die Herstellung aus einem Rundstab erleichtert, da dieser besser vom Gesenkoberteil 1 umfasst wird. Die zusätzliche Einform¬ tiefe kann einige Millimeter betragen.It is also advantageous if the negative shape of the toothed rack in the upper part 1 of the die not only serves essentially as before to form the tooth profile shapes, but also absorbs more of the toothed rack. This is indicated in FIG. 2 by the dashed line 9. This measure makes production from a round rod easier, since it is better encompassed by the upper die part 1. The additional molding depth can be a few millimeters.
In der Fig. 3 ist im Ausschnitt eine Ausgestaltung der Ge¬ senkteile 1 und 2 im Bereich neben der zu bildenden Zahn¬ stange gezeigt. Wie ersichtlich besitzen die beiden Gesenk¬ teile 1 und 2 dort scharfe Kanten, wobei die Kante des Ge¬ senkoberteiles 1 die Kante des Gesenkunterteiles sogar etwas überlappen kann. Auf diese Weise kann am Ende des Preßvor-" ganges die Leiste 8 unmittelbar abgesichert werden.3 shows an embodiment of the die parts 1 and 2 in the area next to the toothed rack to be formed. As can be seen, the two die parts 1 and 2 have sharp edges there, the edge of the upper die part 1 even being able to overlap the edge of the lower die part somewhat. In this way, the bar 8 can be secured immediately at the end of the pressing process.
Eine andere Möglichkeit oder in Ergänzung hierzu besteht darin, daß das Gesenkoberteil 1 eine Anlaufkante 14 (gestri¬ chelt dargestellt) besitzt, gegen die das austretende Mate¬ rial anläuft und dort während des weiteren Preßvorganges nach unten umgebogen wird, wodurch die Leiste 8 ebenfalls abbricht. Selbstverständlich kann die Anlaufkante jedoch auch an dem Gesenkunterteil zum Abbrechen der Leiste 8 ange¬ ordnet sein. In diesem Falle wird diese nach oben umgebogen. Another possibility or in addition to this is that the upper die part 1 has a leading edge 14 (shown in dashed lines) against which the emerging material runs and is bent downwards there during the further pressing process, as a result of which the strip 8 also breaks off . Of course, however, the leading edge can also be arranged on the lower part of the die for breaking off the strip 8. In this case it is bent upwards.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Pressvorrichtung zur Herstellung einer Zahnstange, insbe¬ sondere einer Zahnstange mit veränderlicher Übersetzung durch unterschiedl che Zahnprofil formen, mit einem Gesenk¬ oberteil und einem Gesenkunterteil , wobei ein Gesenkteil die Negativform für den unteren Teil der aus einem Rohling her¬ zustellenden Zahnstange bildet und in das andere Gesenkteil' das Verzahnungsprofil der herzustellenden Zahnstange in Ne¬ gativform eingeformt ist, wobei die Zahnstange durch Kaltum¬ formpressen hergestellt wird, wozu ein Gesenkteil während des Pressvorganges eine Taumel bewegung über dem Rohling aus¬ führt und wobei zwischen den beiden Gesenkteilen zum seit¬ lichen Abfließen von Material während des Pressvorganges ein Spalt gebildet ist, der wenigstens teilweise von an beiden Längsseiten der entstehenden Zahnstange sich bildenden Lei¬ sten ausgefüllt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die einander zugekehrten Flächen (10,11) der beiden Gesenk¬ teile (1,2) seitlich neben den Negativformen der Zahnstange (4) im Bereich des Spaltes (13) so ausgebildet sind, daß sich der Spalt (13) nach außen wenigstens teilweise erwei¬ tert.1. Press device for producing a toothed rack, in particular a toothed rack with variable translation through different tooth profiles, with a die upper part and a lower die part, a die part forming the negative form for the lower part of the toothed rack to be produced from a blank, and in the other die part 'the toothing profile of the toothed rack to be produced is molded in negative form, the toothed rack being produced by cold forming, for which purpose a die part performs a wobble movement over the blank during the pressing process and between the two die parts to the side ¬ Liche flow of material during the pressing process, a gap is formed, which is at least partially filled by bars forming on both long sides of the resulting rack, characterized in that the mutually facing surfaces (10, 11) of the two die parts (1 , 2) are formed laterally next to the negative forms of the toothed rack (4) in the area of the gap (13) in such a way that the gap (13) at least partially widens outwards.
2. Pressvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sich der Spalt (13) von den Rändern der Negativformen aus nach außen erweitert.2. Press device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the gap (13) widens outwards from the edges of the negative molds.
3. Pressvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sich der Spalt (13) wenigstens annähernd kontinuierlich er¬ weitert. 3. Press device according to claim 1 or 2, characterized in that the gap (13) widens at least approximately continuously er¬.
4. Pressvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sich der Spalt (13) stufenförmig erweitert.4. Press device according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the gap (13) widens stepwise.
5. Pressvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sich der Spalt (13) keilförmig erweitert.5. Press device according to one of claims 1 to 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the gap (13) widens wedge-shaped.
6. Pressvorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der halbe Keilwinkel (A) größer ist als der Taumelwinkel des eine Taumelbewegung ausführenden Gesenkteiles (1).6. Press device according to claim 6, so that the half wedge angle (A) is greater than the wobble angle of the swage part (1) that performs a wobble movement.
7. Pressvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spaltbreite an der engsten Stelle am Ende des Pressvor¬ ganges zwischen 0,2 bis 5 mm beträgt.7. Press device according to one of claims 1 to 6, that the gap width at the narrowest point at the end of the pressing process is between 0.2 to 5 mm.
8. Pressvorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spaltbreite an der engsten Stelle am Ende des Pressvor¬ ganges zwischen 0,4 bis 1 mm beträgt.8. Press device according to claim 7, so that the gap width at the narrowest point at the end of the pressing process is between 0.4 and 1 mm.
9. Pressvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in die Negätivform des Gesenkoberteiles (1) neben den Zahn¬ profilformen noch der obere Teil des Zahnstangeπunterteiles eingeformt ist.9. Press device according to one of claims 1 to 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that in addition to the tooth profile shapes, the upper part of the rack lower part is also molded into the negative shape of the upper die part (1).
10. Pressvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gesenkoberteil (1) und das Gesenkunterteil (2)' seitlich neben den Negativformen der Zahnstange jeweils scharfe Kan¬ ten besitzen. 10. Press device according to one of claims 1-9, characterized in that the upper die part (1) and the lower die part (2) ' laterally each have sharp edges next to the negative forms of the rack.
11. Pressvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an dem Gesenkoberteil (1) oder dem Gesenkunterteil (2) seit¬ lich neben den Negativformen der Zahnstange in Abstand dazu eine Anlaufkante (14) für die Leiste (8) angeordnet ist. 11. Press device according to one of claims 1-11, characterized in that a leading edge (14) for the bar (8) is arranged on the upper die part (1) or the lower die part (2) laterally next to the negative forms of the rack at a distance therefrom .
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