WO2000005523A1 - Mounting sleeve for mounting shafts - Google Patents

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WO2000005523A1
WO2000005523A1 PCT/EP1999/005232 EP9905232W WO0005523A1 WO 2000005523 A1 WO2000005523 A1 WO 2000005523A1 EP 9905232 W EP9905232 W EP 9905232W WO 0005523 A1 WO0005523 A1 WO 0005523A1
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WO
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mounting device
shaft
head part
collar
guide piece
Prior art date
Application number
PCT/EP1999/005232
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German (de)
French (fr)
Inventor
Viktor Sandner
Original Assignee
Mercedes Benz Lenkungen Gmbh
Viktor Sandner
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Publication date
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Priority to AU51629/99A priority patent/AU5162999A/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3268—Mounting of sealing rings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00—Steering gears
    • B62D3/02—Steering gears mechanical
    • B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/20—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application
    • B62D5/22—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application for rack-and-pinion type

Definitions

  • the present invention relates to a mounting device for mounting shafts in sealing rings, in particular racks in steering gears, with the features of the preamble of claim 1.
  • Such mounting devices are required, for example, to insert the toothed end of a toothed rack for power steering in the steering housing, more precisely in the radial shaft sealing ring, which is arranged in the steering housing.
  • the toothed rack is initially relatively sharp-edged at its outer end, so that an unprotected insertion of the toothed rack into the radial shaft sealing ring would lead to damage and thus to a reduced service life of the sealing ring.
  • the shaft here the rack, is covered by a sleeve-shaped mounting device which is intended to enable the rack to be mounted as free of damage as possible.
  • the known mounting devices are made of a tube that is bevelled on one side and is made of relatively hard material, for example hard PVC.
  • the tube carries a glued-in end plug which has a central guide bore and which is also conically tapered in connection with the bevelled outside of the tube.
  • the result is an assembly sleeve with a frustoconical end which is penetrated by a central bore.
  • the truncated cone-shaped end in turn, has in its bevelled end face the material transition between the sleeve and the stopper, which represents the adhesive point.
  • the known assembly devices are unsatisfactory.
  • the material transfer in the slope between the plug and the sleeve is often not so smooth that the radial shaft sealing ring is expanded here without damage.
  • the material is relatively hard, since the mounting device derives its stability from the inherent stability of the sleeve.
  • the service life of the assembly device is limited because the hard material per se becomes brittle due to the constant action of greases and oils and tends to crack or break.
  • the known mounting device is relatively expensive.
  • This object is achieved by an assembly device with the features of claim 1. Because the shaft has an integrally formed, annular and inwardly facing collar at one end, there is no material transition in the transition region to the sleeve-shaped shaft. The radial shaft sealing ring is therefore not loaded here.
  • the collar can be used to attach a guide piece, which can be made separately from the sleeve and is not subject to wear, so that the guide piece can continue to be used even when the sleeve-shaped shaft is worn.
  • the shaft merges into the collar in a rounded area.
  • this rounded area can be generated, for example, by briefly heating the material on the end face.
  • the collar forms an annular collar which limits the clear width of the shaft, which is otherwise adapted to the toothed rack, at one end.
  • the guide piece has a head part with an essentially conical insertion bevel and a centering hole.
  • the outer diameter of the head part can essentially correspond to the shaft, so that the radial shaft sealing ring only has to be widened to the extent necessary for the shaft to pass through.
  • Assembly of the guide piece on the sleeve is simplified if the centering bore has a section provided with an internal thread.
  • the guide piece preferably has a holding part which is disc-shaped, corresponds in diameter to the inside diameter of the shaft and which carries a central, optionally threaded through bore.
  • the holding part can be screwed against the head part in a particularly simple manner, the holding part and the head part forming between them a circumferential groove or a slot which is suitable for receiving the collar of the shaft.
  • the groove is advantageously formed in a ring-shaped manner for receiving the collar-shaped section of the shaft in a form-fitting manner.
  • this centering hole can be used to guide the leading end End of the rack can be used during assembly.
  • the insertion slope of the head part preferably takes an angle of approximately 45 ° to the central axis of the mounting device.
  • This lead-in bevel because it is in one piece, can be made smooth from a preferably non-metallic material and thus particularly low-friction.
  • the guide piece has an annular groove undercut for a gripper or ejector. This allows the guide piece to be gripped together with the shaft and automatically removed from the fully assembled rack.
  • the shaft has a length of 0.25 to 0.5 m, a diameter of 25 to 40 mm and a wall thickness in the range of 0.25 to 1 mm. These dimensions result in practical sizes for the assembly of the racks.
  • the shaft is made from a sleeve made of fluorinated hydrocarbons, in particular PTFE (polytetrafluoethylene).
  • the guide piece can be made of a plastic in order to reliably avoid damage to the radial shaft sealing ring. This material can be chosen so that no burrs occur even with scratches.
  • Figure 1 The assembly device with a shaft and a guide piece in the assembly position immediately in front of a radial shaft seal;
  • Figure 2 the sleeve-shaped shaft of the mounting device without attachments
  • Figure 3 the assembly device of Figure 1 in an exploded view; such as
  • FIG. 4 is a schematic representation of the manufacturing machine, which introduces racks into the steering gear housing using the assembly device according to the invention.
  • FIG. 1 shows an assembly device with a sleeve-shaped shaft 1 and a guide piece 2.
  • the guide piece 2 comprises a head part 3, a holding part 4 and a fastening screw 5.
  • the shaft 1 surrounds the free end of a rack, not shown in this figure.
  • the head part 3 of the guide piece 2 has an insertion bevel 6, the end of which has larger diameters. sers facing the shaft 1. With its smaller diameter end, the lead-in bevel 6 adjoins a wide, annular groove 7, which finally merges into an annular collar 8 at its end facing away from the shaft 1.
  • the overall rotationally symmetrical assembly device is shown in FIG. 1 in a position as it occurs immediately before the assembly device 1 and the associated end of the rack are inserted into a radial shaft sealing ring 10.
  • the shaft 1 of the mounting device according to the invention is shown again without the other parts of the guide piece. It can be seen that the shaft 1 is formed by a thin-walled, sleeve-shaped wall region which has a collar 12 drawn in on the end face. The entire shaft 1 with the sleeve-shaped main part and the retracted collar
  • the shaft 1 is made of a thin-walled PTFE tube with a wall thickness of approximately 0.5 mm, the collar 12 being drawn in by approximately 3 mm.
  • FIG. 3 shows the shaft 1 and the guide piece 2 in an exploded view, which serves to illustrate the individual components.
  • the same parts have the same reference numbers as in FIGS. 1 and 2.
  • the head part 3 of the guide piece 2 has a taper 13 which can be seen in this illustration and which faces the shaft 1 in the assembly position.
  • the guide piece 1 corresponds to the smaller diameter, which corresponds to the inside width of the collar 12.
  • the guide piece can thus be centered in the shaft 1 at any time. freeze.
  • the head part 3 of the guide piece 2 has a central inner bore 14 which comprises a threaded section 15, a threadless section 16 and a conically widening centering region 17.
  • the holding part 4 is recognizably designed in the form of a circular disk and has an inner, threaded through bore 18.
  • the known hexagon socket screw 5 is provided, which can be inserted through the bore 18 into the threaded bore 15 and the guide piece 2 so that the shaft 1 is fixed in the region of the collar 12 in the fillet or taper 13.
  • the entire arrangement is rotationally symmetrical, so that the guide piece 2 is automatically centered in the shaft 1 when it is assembled.
  • the screw 5 can be provided with a central vent hole for easy placement of the mounting device on the rack.
  • FIG. 4 illustrates the assembly of a rack 20 in a steering housing 21 using the assembly device 1, 2.
  • the position of the mounting device 1, 2 shown with respect to the radial shaft sealing ring 10 corresponds to the enlarged illustration in FIG. 1.
  • the rack 20 is inserted into the steering housing 21 from the left in this illustration.
  • the guide of the rack 20 with the mounting device 1, 2 is taken over by a guide rod 22 which has a tip that fits into the centering bore 17.
  • the guide rod 22 is gripped by the mounting device in the region of the centering bore and is pushed out of the steering housing 21 essentially to the right without force, whereby it merely guides the toothed rack and the mounting device 1, 2 centrally through the radial shaft sealing ring 10.
  • the rack 20 is driven with the mounting device 1, 2 by a push rod 23, which on the free End of the rack 20 abuts.
  • the push rod 23 applies the force required in the longitudinal direction of the toothed rack 20 to insert the toothed rack and the mounting device 1, 2 into the radial shaft sealing ring 10.
  • the assembly device is first assembled from the shaft 1 and the guide piece 2 by inserting the holding part 4 into the shaft 1 and the head part 3 being placed on the collar 12 from the outside. Then the Allen screw 5 is screwed into the head part 3 and holds the mounting device together in the area of the guide piece.
  • the head part then has the same diameter as the shaft 1 after its insertion bevel 6.
  • the head part 3 is also made of aluminum and polished, so that a very smooth surface results.
  • the holding part 4 is made of plastic to avoid damage to the shaft 1 during assembly and is slightly rounded at its edges.
  • the assembly device after it is assembled, is guided over the part of the toothed rack 20 that leads during the assembly.
  • the rack 20 is then centered with the guide rod 22 which extends through the steering housing 21.
  • the push rod 23 then prints the mounting device 1, 2 and the rack 20 m with the head part 2, the steering housing 21 and through the radial shaft seal 10.
  • the push rod 23 and the guide rod 22 are removed.
  • a hitherto not shown gripper grips the head piece of the mounting device in the region of the groove 7 and pulls the entire mounting device out of the steering housing on the collar 8.
  • the radial shaft seal then lies on the provided sealing surface 20 so that this assembly section is completed.
  • the assembly device can be easily recycled.
  • the new mounting device In practice, it has been shown that, on the one hand, the previously inevitable minor damage to the radial shaft seal 10 is minimized by using the new mounting device.
  • the wear of the mounting device is significantly less than with previously known mounting devices.
  • only the shaft 1 can be replaced in the event of wear, while the guide piece 2 can be used as often as desired.
  • the new assembly device can be made extremely thin-walled in the region of the shaft 1, so that the radial shaft sealing ring 10 is expanded only minimally beyond its nominal diameter during assembly.

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Abstract

The invention relates to a mounting device for shafts or for racks in steering gears. The device comprises a sleeve-shaped shank and a guiding piece which is located at the end of said shank. The shank supports a ring-shaped, inwardly oriented collar at one end, said collar being moulded-on in a single piece. The guiding piece grips the shank in a positive fit.

Description

Montagehülse für die Montage von WellenMounting sleeve for the assembly of shafts
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Montagevorrichtung für die Montage von Wellen in Dichtringen, insbesondere von Zahnstangen in Lenkgetrieben, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The present invention relates to a mounting device for mounting shafts in sealing rings, in particular racks in steering gears, with the features of the preamble of claim 1.
Derartige Montagevorrichtungen werden zum Beispiel benötigt, um das gezahnte Ende einer Zahnstange für Servolenkungen in das Lenkungsgehäuse, genauer gesagt in den Ra- dialwellendichtring einzusetzen, der in dem Lenkgehäuse angeordnet ist. Die Zahnstange ist an ihrem äußeren Ende zunächst relativ scharfkantig, so daß ein ungeschütztes Einführen der Zahnstange in den Radialwellendichtring zu Beschädigungen und damit zu verringerter Lebensdauer des Dichtrings führen würde. Entsprechendes gilt für andere Wellen, z.B. Getriebewellen, die in Radialwellen- dichtringe eingeführt werden sollen. Deshalb wird die Welle, hier die Zahnstange, von einer hülsenförmigen Montagevorrichtung abgedeckt, die ein möglichst beschädigungsfreies Montieren der Zahnstange ermöglichen soll. Die bekannten Montagevorrichtungen sind aus einem einseitig angeschrägten Rohr aus relativ hartem Material, beispielsweise Hart-PVC gefertigt. Endseitig trägt das Rohr einen eingeklebten Abschlußstopfen, der eine mittige Führungsbohrung aufweist und der in Anschluß an die abgeschrägte Außenseite des Rohres ebenfalls konisch abgeschrägt ist. Es ergibt sich so eine Montagehülse mit einem kegelstumpfförmigen Ende, das von einer zentrischen Bohrung durchsetzt ist. Das kegelstumpfför- mige Ende wiederum weist in seiner abgeschrägten Stirnfläche den Materialübergang zwischen der Hülse und dem Stopfen auf, der die Klebestelle darstellt.Such mounting devices are required, for example, to insert the toothed end of a toothed rack for power steering in the steering housing, more precisely in the radial shaft sealing ring, which is arranged in the steering housing. The toothed rack is initially relatively sharp-edged at its outer end, so that an unprotected insertion of the toothed rack into the radial shaft sealing ring would lead to damage and thus to a reduced service life of the sealing ring. The same applies to other shafts, eg gear shafts, which are to be inserted into radial shaft sealing rings. For this reason, the shaft, here the rack, is covered by a sleeve-shaped mounting device which is intended to enable the rack to be mounted as free of damage as possible. The known mounting devices are made of a tube that is bevelled on one side and is made of relatively hard material, for example hard PVC. At the end, the tube carries a glued-in end plug which has a central guide bore and which is also conically tapered in connection with the bevelled outside of the tube. The result is an assembly sleeve with a frustoconical end which is penetrated by a central bore. The truncated cone-shaped end, in turn, has in its bevelled end face the material transition between the sleeve and the stopper, which represents the adhesive point.
In der Praxis sind die bekannten Montagevorrichtungen nicht zufriedenstellend. So ist zum einen der Materialübergang in der Schräge zwischen dem Stopfen und der Hülse vielfach nicht so glatt, daß der Radialwellen- dichtring hier beschädigungsfrei aufgeweitet wird. Zum zweiten ist das Material relativ hart, da die Montagevorrichtung ihre Stabilität aus der Eigenstabilität der Hülse bezieht. Die Lebensdauer der Montagevorrichtung ist beschränkt, da das an sich harte Material aufgrund der ständigen Einwirkung von Fetten und Ölen weiter ver- sprödet und Rißbildung oder Bruch neigt. Schließlich ist die bekannte Montagevorrichtung relativ teuer.In practice, the known assembly devices are unsatisfactory. On the one hand, the material transfer in the slope between the plug and the sleeve is often not so smooth that the radial shaft sealing ring is expanded here without damage. Secondly, the material is relatively hard, since the mounting device derives its stability from the inherent stability of the sleeve. The service life of the assembly device is limited because the hard material per se becomes brittle due to the constant action of greases and oils and tends to crack or break. Finally, the known mounting device is relatively expensive.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Montagevorrichtung für Zahnstangen in Lenkgetrieben von Servolenkungen zu schaffen, die eine Montage mit geringer Belastung des Radialwellendichtrings erlaubt, die zudem preiswerter und haltbarer als die bekannten Montagevorrichtungen ist. Diese Aufgabe wird von einer Montagevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weil der Schaft an dem einen Ende einen einstückig angeformten, ringförmigen und nach innen weisenden Kragen trägt, ist in dem Übergangsbereich zu dem hülsenförmigen Schaft kein Materialübergang gegeben. Der Radialwellendichtring wird hier deshalb nicht belastet. Außerdem kann der Kragen zur Befestigung eines Führungsstücks verwendet werden, das separat von der Hülse angefertigt werden kann und keinem Verschleiß unterliegt, so daß das Führungsstück auch bei Verschleiß des hülsenförmigen Schaftes weiter verwendet werden kann.It is therefore an object of the present invention to provide a mounting device for racks in steering gears of power steering systems, which allows mounting with a low load on the radial shaft sealing ring, which is also cheaper and more durable than the known mounting devices. This object is achieved by an assembly device with the features of claim 1. Because the shaft has an integrally formed, annular and inwardly facing collar at one end, there is no material transition in the transition region to the sleeve-shaped shaft. The radial shaft sealing ring is therefore not loaded here. In addition, the collar can be used to attach a guide piece, which can be made separately from the sleeve and is not subject to wear, so that the guide piece can continue to be used even when the sleeve-shaped shaft is worn.
Es ist vorteilhaft, wenn der Schaft in einem abgerundeten Bereich in den Kragen übergeht. Dieser abgerundete Bereich kann bei thermoplastischem Material beispielsweise durch kurzzeitige, stirnseitige Erhitzung des Materials erzeugt werden. Für die Montage eines Führungsstücks ist es von Vorteil, wenn der Kragen einen ringförmigen Bund bildet, der die ansonsten der Zahnstange angepaßte lichte Weite des Schaftes an dem einen Ende begrenzt.It is advantageous if the shaft merges into the collar in a rounded area. In the case of thermoplastic material, this rounded area can be generated, for example, by briefly heating the material on the end face. For the assembly of a guide piece, it is advantageous if the collar forms an annular collar which limits the clear width of the shaft, which is otherwise adapted to the toothed rack, at one end.
Eine besonders schonende Montage der Welle oder Zahnstange in dem Radialwellendichtring wird ermöglicht, wenn das Führungsstück ein Kopfteil mit einer im wesentlichen konischen Einführungsschräge und einer Zentrierungsbohrung aufweist. Dabei kann das Kopfteil im Außendurchmesser im wesentlichen dem Schaft entsprechen, so daß der Radialwellendichtring nur auf das für den Durchtritt des Schaftes erforderliche Maß aufgeweitet werden muß. Eine Montage des Führungsstücks an der Hülse wird vereinfacht, wenn die Zentrierungsbohrung einen mit Innengewinde versehenen Abschnitt aufweist. Das Führungsstück weist überdies vorzugsweise ein Halteteil auf, das scheibenförmig ist, im Durchmesser dem Innendurchmesser des Schaftes entspricht und das einen mittige, gegebenenfalls mit Gewinde versehene Durchgangsbohrung trägt. Dann kann das Halteteil besonders einfach mit einer Schraube gegen das Kopfteil geschraubt werden, wobei das Halteteil und das Kopfteil zwischen sich eine umlaufende Nut oder einen Schlitz bilden, die oder der geeignet ist, den Kragen des Schaftes aufzunehmen. Die Nut ist zur formschlüssigen Aufnahme des kragenförmigen Abschnitts des Schaftes vorteilhaft ringförmig umlaufend ausgebildet.A particularly gentle assembly of the shaft or rack in the radial shaft sealing ring is made possible if the guide piece has a head part with an essentially conical insertion bevel and a centering hole. The outer diameter of the head part can essentially correspond to the shaft, so that the radial shaft sealing ring only has to be widened to the extent necessary for the shaft to pass through. Assembly of the guide piece on the sleeve is simplified if the centering bore has a section provided with an internal thread. In addition, the guide piece preferably has a holding part which is disc-shaped, corresponds in diameter to the inside diameter of the shaft and which carries a central, optionally threaded through bore. Then it can The holding part can be screwed against the head part in a particularly simple manner, the holding part and the head part forming between them a circumferential groove or a slot which is suitable for receiving the collar of the shaft. The groove is advantageously formed in a ring-shaped manner for receiving the collar-shaped section of the shaft in a form-fitting manner.
Wenn das Kopfteil und das Halteteil von dem Halteteil her mittels einer Gewindeschraube aneinander befestigt werden, wobei die Gewindeschraube in den mit Gewinde versehenen Abschnitt der Zentrierungsbohrung des Kopfteils eingeschraubt ist und ein dem Schaft abgewandter Teil der Zentrierungsbohrung frei bleibt, kann diese Zentrierungsbohrung zur Führung des voreilenden Endes der Zahnstange bei der Montage genutzt werden.If the head part and the holding part are fastened to one another by means of a threaded screw from the holding part, the threaded screw being screwed into the threaded section of the centering hole of the head part and a part of the centering hole facing away from the shaft, this centering hole can be used to guide the leading end End of the rack can be used during assembly.
Die Einführungsschräge des Kopfteils nimmt vorzugsweise einen Winkel von etwa 45° zu der Mittenachse der Montagevorrichtung ein. Diese Einführungsschräge kann, weil sie einstückig ist, aus einem vorzugsweise nichtmetallischen Material glatt und damit besonders reibungsarm gefertigt werden .The insertion slope of the head part preferably takes an angle of approximately 45 ° to the central axis of the mounting device. This lead-in bevel, because it is in one piece, can be made smooth from a preferably non-metallic material and thus particularly low-friction.
Es ist für die Montage von Vorteil, wenn das Führungsstück eine ringnutförmige Hinterschneidung für einen Greifer oder Auswerfer aufweist. Damit kann das Führungsstück zusammen mit dem Schaft ergriffen und automatisch von der fertig montierten Zahnstange abgezogen werden.It is advantageous for assembly if the guide piece has an annular groove undercut for a gripper or ejector. This allows the guide piece to be gripped together with the shaft and automatically removed from the fully assembled rack.
In der Praxis ist es von Vorteil, wenn der Schaft eine Länge von 0,25 bis 0,5 m, einen Durchmesser von 25 bis 40 mm und eine Wandstärke im Bereich von 0,25 bis 1 mm aufweist. Diese Abmessungen ergeben praxisgerechte Größen für die Montage der Zahnstangen. Schließlich ist es von Vorteil, wenn der Schaft aus einer Hülse aus fluorierten Kohlenwasserstoffen, insbesondere PTFE (Polytetrafluoethylen) gefertigt ist. Das Führungsstück kann zur sicheren Vermeidung von Beschädigungen des Radialwellendichtrings aus einem Kunststoff gefertigt sein. Dieses Material kann so gewählt werden, daß auch bei Kratzern keine Grate entstehen.In practice, it is advantageous if the shaft has a length of 0.25 to 0.5 m, a diameter of 25 to 40 mm and a wall thickness in the range of 0.25 to 1 mm. These dimensions result in practical sizes for the assembly of the racks. Finally, it is advantageous if the shaft is made from a sleeve made of fluorinated hydrocarbons, in particular PTFE (polytetrafluoethylene). The guide piece can be made of a plastic in order to reliably avoid damage to the radial shaft sealing ring. This material can be chosen so that no burrs occur even with scratches.
Im folgenden wird die vorliegenden Erfindung in ihrer Anwendung bei der Montage einer Zahnstange anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.In the following, the present invention will be described in its application in the assembly of a rack using an exemplary embodiment.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 : Die Montagevorrichtung mit einem Schaft und einem Führungsstück in Montageposition unmittelbar vor einem Radialwellendichtring;Figure 1: The assembly device with a shaft and a guide piece in the assembly position immediately in front of a radial shaft seal;
Figur 2: den hülsenförmigen Schaft der Montagevorrichtung ohne Anbauteile;Figure 2: the sleeve-shaped shaft of the mounting device without attachments;
Figur 3 : die Montagevorrichtung gemäß Figur 1 in einer Explosionsdarstellung; sowieFigure 3: the assembly device of Figure 1 in an exploded view; such as
Figur 4 : eine schematische Darstellung des Fertigungsautomaten, der unter Verwendung der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung Zahnstangen in Lenkgetriebegehäuse einführt.Figure 4 is a schematic representation of the manufacturing machine, which introduces racks into the steering gear housing using the assembly device according to the invention.
In der Figur 1 ist eine Montagevorrichtung mit einem hülsenförmigen Schaft 1 und einem Führungsstück 2 dargestellt. Das Führungsstück 2 umfaßt ein Kopfteil 3, ein Halteteil 4 sowie eine Befestigungsschraube 5. Der Schaft 1 umgibt das freie Ende einer in dieser Abbildung nicht dargestellten Zahnstange.FIG. 1 shows an assembly device with a sleeve-shaped shaft 1 and a guide piece 2. The guide piece 2 comprises a head part 3, a holding part 4 and a fastening screw 5. The shaft 1 surrounds the free end of a rack, not shown in this figure.
Das Kopfteil 3 des Führungsstücks 2 weist eine Einführungsschräge 6 auf, die mit ihrem Ende größeren Durchmes- sers dem Schaft 1 zugewandt ist. Mit ihrem Ende kleineren Durchmessers schließt die Einführungsschräge 6 an eine breite, ringförmige Nut 7 an, die schließlich an ihrem dem Schaft 1 abgewandten Ende in einen Ringbund 8 übergeht .The head part 3 of the guide piece 2 has an insertion bevel 6, the end of which has larger diameters. sers facing the shaft 1. With its smaller diameter end, the lead-in bevel 6 adjoins a wide, annular groove 7, which finally merges into an annular collar 8 at its end facing away from the shaft 1.
Die insgesamt rotationssymmetrische Montagevorrichtung ist in der Figur 1 in einer Position dargestellt, wie sie unmittelbar vor dem Einführen der Montagevorrichtung 1 und des zugeordneten Endes der Zahnstange in einen Radialwellendichtring 10 auftritt.The overall rotationally symmetrical assembly device is shown in FIG. 1 in a position as it occurs immediately before the assembly device 1 and the associated end of the rack are inserted into a radial shaft sealing ring 10.
In der Figur 2 ist der Schaft 1 der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung nochmals ohne die übrigen Teile des Führungsstückes dargestellt. Es ist ersichtlich, daß der Schaft 1 von einem dünnwandigen, hülsenförmigen Wandbereich gebildet ist, der stirnseitig einen nach innen eingezogenen Kragen 12 aufweist. Der gesamte Schaft 1 mit dem hülsenförmigen Hauptteil und dem eingezogenen KragenIn Figure 2, the shaft 1 of the mounting device according to the invention is shown again without the other parts of the guide piece. It can be seen that the shaft 1 is formed by a thin-walled, sleeve-shaped wall region which has a collar 12 drawn in on the end face. The entire shaft 1 with the sleeve-shaped main part and the retracted collar
12 ist einstückig. Eine derzeit bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß der Schaft 1 aus einem dünnwandigen PTFE-Rohr mit etwa 0,5 mm Wandstärke gefertigt ist, wobei der Kragen 12 um rund 3 mm nach innen eingezogen ist.12 is in one piece. A currently preferred embodiment provides that the shaft 1 is made of a thin-walled PTFE tube with a wall thickness of approximately 0.5 mm, the collar 12 being drawn in by approximately 3 mm.
Die Figur 3 zeigt den Schaft 1 und das Führungsstück 2 in einer Explosionsdarstellung, die zur Veranschaulichung der einzelnen Bauelemente dient. Gleiche Teile tragen gleiche Bezugsziffern wie in den Figuren 1 und 2.FIG. 3 shows the shaft 1 and the guide piece 2 in an exploded view, which serves to illustrate the individual components. The same parts have the same reference numbers as in FIGS. 1 and 2.
Das Kopfteil 3 des Führungsstücks 2 weist eine in dieser Darstellung erkennbare Verjüngung 13 auf, die in der Montageposition dem Schaft 1 zugewandt ist. Die VerjüngungThe head part 3 of the guide piece 2 has a taper 13 which can be seen in this illustration and which faces the shaft 1 in the assembly position. The rejuvenation
13 ist so bemessen, daß sie sich von dem größeren Durchmesser des Abschnitts 3, der dem Durchmesser des Schafts13 is dimensioned so that it differs from the larger diameter of section 3, the diameter of the shaft
1 entspricht, auf den kleineren Durchmesser verjüngt, der der lichten Weite des Kragens 12 entspricht. So ist das Führungsstück jederzeit mittig in dem Schaft 1 zu zen- frieren. Weiter weist das Kopfteil 3 des Führungsstücks 2 eine mittige innere Bohrung 14 auf, die einen Gewindeabschnitt 15, einen gewindelosen Abschnitt 16 und einen sich konisch erweiternden Zentrierbereich 17 umfaßt. Das Halteteil 4 ist in dieser Darstellung erkennbar kreisscheibenförmig gestaltet und trägt eine innere, mit Gewinde versehene Durchgangsbohrung 18. Schließlich ist die an sich bekannte Innensechskantschraube 5 vorgesehen, die durch die Bohrung 18 in die Gewindebohrung 15 einführbar ist und das Führungsstück 2 so zusammenfügt, daß der Schaft 1 im Bereich des Kragens 12 in der Hohlkehle oder Verjüngung 13 festgelegt wird. Die gesamte Anordnung ist, wie bereits erwähnt, rotationssymmetrisch, so daß sich das Führungsstück 2 bei seiner Montage selbsttätig in dem Schaft 1 zentriert. Die Schraube 5 kann für ein einfaches Aufsetzen der Montagevorrichtung auf die Zahnstange mit einer zentrischen Entlüftungsbohrung versehen sein.1 corresponds to the smaller diameter, which corresponds to the inside width of the collar 12. The guide piece can thus be centered in the shaft 1 at any time. freeze. Furthermore, the head part 3 of the guide piece 2 has a central inner bore 14 which comprises a threaded section 15, a threadless section 16 and a conically widening centering region 17. The holding part 4 is recognizably designed in the form of a circular disk and has an inner, threaded through bore 18. Finally, the known hexagon socket screw 5 is provided, which can be inserted through the bore 18 into the threaded bore 15 and the guide piece 2 so that the shaft 1 is fixed in the region of the collar 12 in the fillet or taper 13. As already mentioned, the entire arrangement is rotationally symmetrical, so that the guide piece 2 is automatically centered in the shaft 1 when it is assembled. The screw 5 can be provided with a central vent hole for easy placement of the mounting device on the rack.
Die Figur 4 veranschaulicht die Montage einer Zahnstange 20 in einem Lenkungsgehäuse 21 unter Verwendung der Montagevorrichtung 1,2. Die dargestellte Position der Montagevorrichtung 1,2 bezüglich des Radialwellendichtrings 10 entspricht der vergrößerten Darstellung der Figur 1. Die Zahnstange 20 wird bei dieser Darstellung von links in das Lenkgehäuse 21 eingeführt. Die Führung der Zahnstange 20 mit der Montagevorrichtung 1,2 wird von einer Führungsstange 22 übernommen, die eine in die Zentrierbohrung 17 passende Spitze aufweist. Die Führungsstange 22 wird von der Montagevorrichtung im Bereich der Zentrierungsbohrung gefaßt und im wesentlichen kraftlos nach rechts aus dem Lenkgehäuse 21 herausgeschoben, wobei sie lediglich die Zahnstange und die Montagevorrichtung 1,2 mittig durch den Radialwellendichtring 10 führt.FIG. 4 illustrates the assembly of a rack 20 in a steering housing 21 using the assembly device 1, 2. The position of the mounting device 1, 2 shown with respect to the radial shaft sealing ring 10 corresponds to the enlarged illustration in FIG. 1. The rack 20 is inserted into the steering housing 21 from the left in this illustration. The guide of the rack 20 with the mounting device 1, 2 is taken over by a guide rod 22 which has a tip that fits into the centering bore 17. The guide rod 22 is gripped by the mounting device in the region of the centering bore and is pushed out of the steering housing 21 essentially to the right without force, whereby it merely guides the toothed rack and the mounting device 1, 2 centrally through the radial shaft sealing ring 10.
Angetrieben wird die Zahnstange 20 mit der Montagevorrichtung 1,2 durch eine Schubstange 23, die an dem freien Ende der Zahnstange 20 anliegt. Die Schubstange 23 bringt die in Längsrichtung der Zahnstange 20 erforderliche Kraft zum Einfuhren der Zahnstange und der Montagevorrichtung 1,2 in den Radialwellendichtring 10 auf.The rack 20 is driven with the mounting device 1, 2 by a push rod 23, which on the free End of the rack 20 abuts. The push rod 23 applies the force required in the longitudinal direction of the toothed rack 20 to insert the toothed rack and the mounting device 1, 2 into the radial shaft sealing ring 10.
In der Praxis wird zunächst die Montagevorrichtung aus dem Schaft 1 und dem Fuhrungsstuck 2 zusammengesetzt, indem das Halteteil 4 in den Schaft 1 eingefügt wird und das Kopfteil 3 von außen auf den Kragen 12 aufgesetzt wird. Sodann wird die Innensechskantschraube 5 in das Kopfteil 3 hineingeschraubt und halt die Montagevorrichtung im Bereich des Fuhrungsstucks zusammen. Das Kopfteil hat dabei anschließend an seine Einfuhrungsschrage 6 den gleichen Durchmesser wie der Schaft 1. Das Kopfteil 3 ist darüber hinaus bei der bevorzugten Ausfuhrungsform aus Aluminium gefertigt und poliert, so daß sich eine sehr glatte Oberflache ergibt. Das Halteteil 4 ist zur Vermeidung von Beschädigungen des Schaftes 1 bei der Montage aus Kunststoff gefertigt und an seinen Kanten geringfügig abgerundet .In practice, the assembly device is first assembled from the shaft 1 and the guide piece 2 by inserting the holding part 4 into the shaft 1 and the head part 3 being placed on the collar 12 from the outside. Then the Allen screw 5 is screwed into the head part 3 and holds the mounting device together in the area of the guide piece. The head part then has the same diameter as the shaft 1 after its insertion bevel 6. In the preferred embodiment, the head part 3 is also made of aluminum and polished, so that a very smooth surface results. The holding part 4 is made of plastic to avoid damage to the shaft 1 during assembly and is slightly rounded at its edges.
Die Montagevorrichtung wird, nachdem sie zusammengesetzt ist, über den bei der Montage voreilenden Teil der Zahnstange 20 gefuhrt. Sodann wird die Zahnstange 20 mit der durch das Lenkgehause 21 hindurchreichenden Fuhrungs- stange 22 zentriert. Die Schubstange 23 druckt dann mit dem Kopfteil 2 voraus die Montagevorrichtung 1,2 und die Zahnstange 20 m das Lenkgehause 21 und durch den Radialwellendichtring 10 hindurch. Wenn die Zahnstange 20 mit ihrer für den Betrieb vorgesehenen Dichtflache im Bereich des Radialwellendichtnngs angekommen ist, werden die Schubstange 23 und die Fuhrungsstange 22 entfernt. Ein bislang nicht dargestellter Greifer erfaßt das Kopfstuck der Montagevorrichtung im Bereich der Nut 7 und zieht an dem Ringbund 8 die gesamte Montagevorrichtung aus dem Lenkgehause heraus. Der Radialwellendichtring liegt dann an αer vorgesehenen Dichtflache 20 an, so daß αieser Montageabschnitt abgeschlossen ist. Die Montagevorrichtung kann problemlos wiederverwertet werden. In der Praxis zeigt sich, daß zum einen die bislang unvermeidlichen geringfügigen Beschädigungen des Radialwellendichtπngs 10 durch Verwendung der neuen Montagevorrichtung minimiert werden. Der Verschleiß der Montagevorrichtung ist deutlich geringer als bei bisher bekannten Montagevorrichtungen. Darüber hinaus kann im Verschleißfall lediglich der Schaft 1 ausgetauscht werden, wahrend das Fuhrungs- stuck 2 beliebig oft weiter verwendbar ist. Schließlich ist von Vorteil, daß die neue Montagevorrichtung im Bereich des Schaftes 1 ausgesprochen dünnwandig ausgeführt werden kann, so daß der Radialwellendichtring 10 bei der Montage nur minimal über seinen Solldurchmesser hinaus aufgeweitet wird. The assembly device, after it is assembled, is guided over the part of the toothed rack 20 that leads during the assembly. The rack 20 is then centered with the guide rod 22 which extends through the steering housing 21. The push rod 23 then prints the mounting device 1, 2 and the rack 20 m with the head part 2, the steering housing 21 and through the radial shaft seal 10. When the rack 20 with its sealing surface intended for operation has reached the area of the radial shaft seal, the push rod 23 and the guide rod 22 are removed. A hitherto not shown gripper grips the head piece of the mounting device in the region of the groove 7 and pulls the entire mounting device out of the steering housing on the collar 8. The radial shaft seal then lies on the provided sealing surface 20 so that this assembly section is completed. The assembly device can be easily recycled. In practice, it has been shown that, on the one hand, the previously inevitable minor damage to the radial shaft seal 10 is minimized by using the new mounting device. The wear of the mounting device is significantly less than with previously known mounting devices. In addition, only the shaft 1 can be replaced in the event of wear, while the guide piece 2 can be used as often as desired. Finally, it is advantageous that the new assembly device can be made extremely thin-walled in the region of the shaft 1, so that the radial shaft sealing ring 10 is expanded only minimally beyond its nominal diameter during assembly.

Claims

P a t e n t an s p r ch e Patent at speech
1. Montagevorrichtung für Wellen oder für Zahnstangen von Lenkgetrieben, mit einem hülsenförmigen Schaft (1) und einem an einem Ende des Schafts angeordneten Fuhrungsstuck (2) , da du r ch ge k e n n z e i c hn e t , daß der Schaft (1) an dem einen Ende einen emstuckig angeformten, ringförmigen und nach innen weisenden Kragen (12) tragt.1. Mounting device for shafts or for racks of steering gears, with a sleeve-shaped shaft (1) and a guide piece arranged at one end of the shaft (2), since you r ch ge kennzeic hn et that the shaft (1) at one end carries an integrally formed, ring-shaped and inwardly facing collar (12).
2. Montagevorrichtung nach Anspruch 1, da du r ch ge k e n n z e i chn e t , daß der Schaft (1) in einem abgerundeten Bereich in den Kragen (12) übergeht .2. Mounting device according to claim 1, since you r ch ge k e n z e i chn e t that the shaft (1) merges into a rounded area in the collar (12).
3. Montagevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da du r ch ge k e nn z e i chn e t , daß der Kragen (12) einen ringförmigen Bund bildet, der die lichte Weite des Schaftes (1) an dem einen Ende begrenzt .3. Mounting device according to claim 1 or 2, since you r ch ge k e nn z e i chn e t that the collar (12) forms an annular collar which limits the clear width of the shaft (1) at one end.
4. Montagevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadu r ch gekenn z e i chn e t , daß das Fuhrungsstuck (2) ein Kopfteil (3) mit einer im wesentlichen konischen Einfuhrungsschrage (6) und einer Zentrierungsbohrung (15, 16, 17) aufweist. 4. Mounting device according to one of the preceding claims, characterized in that the guide piece (2) has a head part (3) with a substantially conical insertion slope (6) and a centering hole (15, 16, 17).
5. Montagevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da du r ch g e ke n n z e i ch n e t , daß das Kopfteil (3) im Außendurchmesser im wesentlichen dem Schaft (1) entspricht.5. Mounting device according to one of the preceding claims, since you r ch g e ke n n z e i ch n e t that the head part (3) substantially corresponds to the shaft (1) in outer diameter.
6. Montagevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da du r ch ge k e n n z e i ch n e t , daß die Zentrierungsbohrung (15, 16, 17) einen mit Innengewinde versehenen Abschnitt (15) aufweist.6. Mounting device according to one of the preceding claims, since you r ch ge k e n n z e i ch n e t that the centering bore (15, 16, 17) has an internally threaded portion (15).
7. Montagevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da du r ch ge k e nn z e i ch n e t , daß das Führungsstück (2) ein Halteteil (4) umfaßt, das scheibenförmig ist, im Durchmesser dem Innendurchmesser des Schafts (1) entspricht und das eine mittige Durchgangsbohrung (18) trägt.7. Mounting device according to one of the preceding claims, since you r ch ge ke nn zei ch net that the guide piece (2) comprises a holding part (4) which is disc-shaped, corresponds in diameter to the inner diameter of the shaft (1) and the one central through bore (18) carries.
8. Montagevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadu r ch ge k e nn z e i ch n e t , daß das Halteteil (4) mittels einer Schraube (5) gegen das Kopfteil (3) schraubbar ist, wobei das Halteteil (4) und das Kopfteil (3) zwischen sich eine Nut (13) oder einen Schlitz bilden, die oder der geeignet ist, den Kragen (12) des Schafts (1) aufzunehmen, insbesondere formschlüssig aufzunehmen.8. Mounting device according to one of the preceding claims, that the holding part (4) can be screwed against the head part (3) by means of a screw (5), the holding part (4) and the head part ( 3) form between them a groove (13) or a slot which is suitable for receiving the collar (12) of the shaft (1), in particular for receiving it in a form-fitting manner.
9. Montagevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da du r ch g e ke nn z e i ch n e t , daß die Nut (13) oder der Schlitz ringförmig umlaufend ausgebildet ist.9. Mounting device according to one of the preceding claims, since you r ch g e ke nn z e i ch n e t that the groove (13) or the slot is formed in a circular ring.
10. Montagevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da du r ch ge ke nn z e i c h n e t , daß das Kopfteil (3) und das Halteteil (4) von dem Halteteil (4) her mittels einer Gewindeschraube (5) aneinander befestigt sind, wobei die Gewindeschraube (5) in den mit Gewinde versehenen Abschnitt (15) der Zentrierungsbohrung (15, 16, 17) des Kopfteils (3) eingeschraubt ist und ein dem Schaft (1) abgewandter Teil (16, 17) der Zentrierungsbohrung frei bleibt.10. Mounting device according to one of the preceding claims, since you r ch ge ke nn records that the head part (3) and the holding part (4) from the holding part (4) ago by means of a threaded screw (5) are attached to each other, the Threaded screw (5) is screwed into the threaded section (15) of the centering hole (15, 16, 17) of the head part (3) and a part (16, 17) of the centering hole facing away from the shaft (1) remains free.
11. Montagevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da du r ch ge ke nn z e i ch n e t , daß die Einführungsschräge (6) einen Winkel von etwa 45° zu der Mittenachse der Montagevorrichtung (1, 2) einnimmt .11. Mounting device according to one of the preceding claims, since you r ch ge ke nn z e i ch n e t that the insertion bevel (6) is at an angle of approximately 45 ° to the central axis of the mounting device (1, 2).
12. Montagevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da du r ch g e k e n n z e i ch n e t , daß das Führungsstück (2) eine ringnutför- mige Hinterschneidung (7, 8) für einen Greifer aufweist .12. Mounting device according to one of the preceding claims, since you r ch g e k e n n z e i ch n e t that the guide piece (2) has an annular groove-shaped undercut (7, 8) for a gripper.
13. Montagevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da du r ch ge k e n n z e i ch n e t , daß der Schaft (1) eine Länge von 0,25 - 0,50 m, einen Durchmesser von 25 - 40 mm und eine Wandstärke von 0,25 bis 1 mm aufweist.13. Mounting device according to one of the preceding claims, since you r ch ge kennzei ch net that the shaft (1) has a length of 0.25 - 0.50 m, a diameter of 25 - 40 mm and a wall thickness of 0.25 up to 1 mm.
14. Montagevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da du r ch ge k e n n z e i ch n e t , daß der Schaft (1) aus einer Hülse aus fluorierten Kohlenwasserstoffen, insbesondere aus PTFE gefertigt ist.14. Mounting device according to one of the preceding claims, since you r ch ge k e n n z e i ch n e t that the shaft (1) is made of a sleeve made of fluorinated hydrocarbons, in particular made of PTFE.
15. Montagevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da du r ch ge k e nn z e i ch n e t , daß das Kopfteil (3) aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem halogenierten Kohlenwasserstoff und insbesondere aus PTFE gefertigt ist. 15. Mounting device according to one of the preceding claims, since you r ch ge k e nn z e i ch n e t that the head part (3) is made of a plastic, preferably a halogenated hydrocarbon and in particular made of PTFE.
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