WO2004076261A1 - Steering gear for an electric power steering mechanism in motor vehicles - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a steering gear for a motor vehicle steering system with electric drive means for increasing the steering force (so-called electric power steering or electric steering).
- the steering force is transferred via a drive pinion to a rack that is in engagement with it and surrounded by an elongated tubular housing! and is led.
- the invention has for its object to reduce the manufacturing and / or material costs for the housing surrounding the rack in a steering gear for electric power steering systems in motor vehicles.
- housing tubes of cylindrical tube quality that are not formed in one piece are used for the transmission housing, but rather tubular housing composed of several parts.
- the housing parts can be produced from sheet metal, in particular sheet steel, and formed by deep drawing into the shell-shaped and elongated housing parts used according to the invention. Two or more of these shell shells are over their Longitudinal edges assembled so that there is a cavity closed in the longitudinal direction. This can have a rounded or angular shape in cross section.
- the stacked housing part shells must be firmly connected to one another at their edges.
- optional inventive designs consist in connecting the longitudinal edges of adjoining shells to one another by longitudinal welding. Fusion welding with a high energy density (for example laser welding) can be considered as a suitable welding method. It is also conceivable to use joining methods with the aid of molten additional metals (solders), such as brazing, to form the longitudinal seams for the purpose of connecting the partial housing shells.
- the longitudinal edges of adjoining housing part shells can be connected to one another by forming-joining (for example flanging).
- the tubular, elongated steering gear housing 1 is designed with a cross section with a rectangular basic shape. This is composed of a first housing part shell 2 and a second housing part shell 3, each of which forms one half of the housing 1. They are placed on top of one another via their respective outwardly curved edges 4 and are firmly connected there by means of a longitudinal weld 5 running in the longitudinal direction (perpendicular to the drawing surface in the drawing).
- the design according to Figure 2 differs from that according to Figure 1 essentially in that the two housing part shells 2, 3 complement each other to form a circular cylindrical shape.
- the lower is provided with an outwardly angled or cranked edge 6, which partially covers the straight edge 7 of the upper housing part shell 2, which is opposite in the transverse direction, from the outside.
- the longitudinal weld seam 5 is formed in the longitudinal gap formed between the two edges 6, 7.
- the housing 1, which is divided in two in the longitudinal direction, is designed with a shape which allows the inclusion of a pinion housing (not shown) for the drive pinion of the rack and pinion steering.
- both the upper and the lower housing part shell 2, 3 are each provided with an opening 7, which can be produced by punching out and which enables the pinion housing or the drive pinion to be inserted for engagement with the rack guided in the (main) housing 1 ,
- the pinion axis 8 running transversely to the longitudinal direction is indicated by dashed lines.
- the two housing part shells 2, 3 can also be connected to one another by flanging, in that, according to the drawing example, the lower shell 3 is in turn provided with outwardly bent edges 4 which extend from the receiving edges 9 of the upper shell 2 that run outward like a goiter are included.
- the receiving edge 9 is bent such that it forms a receiving pocket in cross section with a U-shaped profile.
- the edge 4 of the lower shell 3, for example, projecting vertically outwards, is inserted therein and firmly embraced, which results in the flare connection.
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Abstract
Disclosed is a steering gear for a motor vehicle steering mechanism comprising electrical driving means for boosting the steering power which can be transferred to a gear rack via a drive pinion, the gear rack meshing therewith. The gear rack is surrounded, retained, and guided by an elongate tube-type housing (1) that is formed by or composed of two or more individually or separately produced partial shells (2, 3) which are connected to each other in the longitudinal direction of the housing or tube.
Description
Lenkgetriebe für eine elektrische Servolenkung in Kraftfahrzeugen Steering gear for electric power steering in motor vehicles
Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe für eine Kraftfahrzeug-Lenkung mit elektrischen Äntriebsmitteln zur Verstärkung der Lenkkraft (sogenannte elektrische Servolenkung bzw. Elektrolenkung). Dabei wird die Lenkkrafl über ein Antriebsritzel auf eine damit in Eingriff stehende Zahnstange übertragen, die von einem länglich rohrartigem Gehäuse umgeben, gehaltet! und geführt ist.The invention relates to a steering gear for a motor vehicle steering system with electric drive means for increasing the steering force (so-called electric power steering or electric steering). The steering force is transferred via a drive pinion to a rack that is in engagement with it and surrounded by an elongated tubular housing! and is led.
Derartige Lenkgetriebe elektrischer Servolenkungen sind bekannt (vgl. Firmenschrift „ZF-SERVOLECTRIK" 2/98 der Firma ZF Friedrichshafen AG). Dabei wird mit elektronisch geregeltem Elektromotor gearbeitet, welcher den hydraulischen Servomechanismus ersetzt und zu seiner Versorgung lediglich elektrischen Strom benötigt. Bei einer derartigen Elektrolenkung hat das Lenkgetriebe-Gehäuse deshalb nur die Aufgabe „Führung und Halterung der Zahnstange". Anforderungen wie bei der Hydrolenkung nach effektiver Abdichtung gegenüber hydraulischen Drücken entfallen. Gleichwohl bleibt die Notwendigkeit eines Schutzes des Lenkgetriebes vor eindringenden, äußeren Medien bestehen.Such steering gears of electric power steering systems are known (cf. company publication "ZF-SERVOLECTRIK" 2/98 from ZF Friedrichshafen AG). In this case, work is carried out with an electronically controlled electric motor which replaces the hydraulic servomechanism and only requires electrical current to supply it The power steering system therefore only has the task of "guiding and holding the rack". There are no requirements like hydraulic steering for effective sealing against hydraulic pressures. Nevertheless, the need to protect the steering gear from penetrating external media remains.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Lenkgetriebe für elektrische Servolenkungen in Kraftfahrzeugen den Herstellungs- und/oder Materialaufwand für das die Zahnstange umgebende Gehäuse zu vermindern.The invention has for its object to reduce the manufacturing and / or material costs for the housing surrounding the rack in a steering gear for electric power steering systems in motor vehicles.
Zur Lösung wird das im Patentanspruch 1 angegebene Lenkgetriebe vorgeschlagen. Optionale, vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.To solve the steering gear specified in claim 1 is proposed. Optional, advantageous configurations result from the dependent claims.
Demnach werden für das Getriebegehäuse nicht einstückig geformte Gehäuserohre mit Zylinderrohrqualität, sondern aus mehreren Teilen zusammengesetzte, rohrartige Gehäuse verwendet. Die Gehäuseteile lassen sich aus Blech, insbesondere Stahlblech herstellen und durch Tiefziehen zu den erfindungsgemäß eingesetzten, schalenförmigen und länglichen Gehäuseteilen formen. Zwei oder mehrere dieser Gehäuseteil-Schalen werden über ihre
Längsränder zusammengesetzt, so dass sich ein in Längsrichtung geschlossener Hohlraum ergibt. Dieser kann im Querschnitt eine rundliche oder eckige Form aufweisen.Accordingly, housing tubes of cylindrical tube quality that are not formed in one piece are used for the transmission housing, but rather tubular housing composed of several parts. The housing parts can be produced from sheet metal, in particular sheet steel, and formed by deep drawing into the shell-shaped and elongated housing parts used according to the invention. Two or more of these shell shells are over their Longitudinal edges assembled so that there is a cavity closed in the longitudinal direction. This can have a rounded or angular shape in cross section.
Zur Erzielung einer ausreichenden Stabilität müssen die aufeinandergesetzten Gehäuseteil-Schalen an ihren Rändern fest miteinander verbunden sein. Dazu bestehen optionale Erfindungsausbildungen darin, die Längsränder aneinanderliegender Schalen durch Längsschweißen miteinander zu verbinden. Als geeignete Schweißverfahren kann Schmelzschweißen mit hoher Energiedichte (zum Beispiel Laserschweißen) in Betracht gezogen werden. Auch ist der Einsatz von Fügeverfahren mit Hilfe geschmolzener Zusatzmetalle (Lote), wie zum Beispiel Hartlöten, zur Bildung der Längsnähte zwecks Verbindung der Gehäuseteilschalen denkbar. Alternativ oder zusätzlich können die Längsränder aneinanderliegender Gehäuseteil-Schalen durch Umform-Fügen (zum Beispiel Bördeln) miteinander verbunden werden.To achieve sufficient stability, the stacked housing part shells must be firmly connected to one another at their edges. For this purpose, optional inventive designs consist in connecting the longitudinal edges of adjoining shells to one another by longitudinal welding. Fusion welding with a high energy density (for example laser welding) can be considered as a suitable welding method. It is also conceivable to use joining methods with the aid of molten additional metals (solders), such as brazing, to form the longitudinal seams for the purpose of connecting the partial housing shells. Alternatively or additionally, the longitudinal edges of adjoining housing part shells can be connected to one another by forming-joining (for example flanging).
Es besteht die Anforderung, das Antriebsritzel baulich kompakt und geschützt innerhalb des erfindungsgemäßen Gehäuses mit längsgeteilten Schalen unterbringen zu können. Für die schalenartige Grundform eines Gehäuseteils steht auf der Basis der Erfindung ein weiter Gestaltungsspielraum zur Verfügung. Dieser lässt sich im Zusammenhang mit dem Antriebsritzel dahingehend ausnutzen, dass das erfindungsgemäß längsgeteilte Gehäuse im Rahmen einer Erfindungs-Weiterbildung mit einer oder mehreren Aus- oder Durchstanzungen oder sonst wie angebrachten Durchbrüchen in der und den Gehäuseteilschalen versehen ist, wodurch oder worin das Antriebsritzel mit dem Ritzelgehäuse untergebracht werden kann. Die Ränder der Durchbrüche können mit an das Ritzel (-Gehäuse) angepassten Ansätzen oder Ausformungen gestaltet sein.There is a requirement to be able to accommodate the drive pinion structurally compact and protected within the housing according to the invention with longitudinally divided shells. For the shell-like basic shape of a housing part, there is further scope for design based on the invention. This can be used in connection with the drive pinion to the extent that the housing, which is divided longitudinally according to the invention, is provided with one or more punched-out or punched holes or other openings in the housing shell, as part of a further development of the invention, whereby or in which the drive pinion with the Pinion housing can be accommodated. The edges of the breakthroughs can be designed with lugs or shapes adapted to the pinion (housing).
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und aus den Zeichnungen. Diese zeigen in Abbildungen 1 - 6 querschnittliche Darstellungen unterschiedlicher, erfindungsgemäßer Lenkgetriebe-Gehäuseformen.
Gemäß Abbildung 1 ist das rohrartige, längliche Lenkgetriebegehäuse 1 mit einem Querschnitt mit rechteckiger Grundform gestaltet. Dieser ist aus einer ersten Gehäuseteil-Schale 2 und einer zweiten Gehäuseteil-Schale 3 zusammengesetzt, welche je eine Hälfte des Gehäuses 1 bilden. Sie sind über ihre jeweiligen, nach außen gebogenen Ränder 4 aufeinandergeset∑l und dort mittels einer in Längsrichtung (in der Zeichnung senkrecht zur Zeichenfläche) verlaufenden Längsschweißnaht 5 fest verbunden.Further details, features, combinations of features, advantages and effects based on the invention result from the following description of preferred embodiments and from the drawings. In Figures 1-6, these show cross-sectional representations of different steering gear housing shapes according to the invention. According to Figure 1, the tubular, elongated steering gear housing 1 is designed with a cross section with a rectangular basic shape. This is composed of a first housing part shell 2 and a second housing part shell 3, each of which forms one half of the housing 1. They are placed on top of one another via their respective outwardly curved edges 4 and are firmly connected there by means of a longitudinal weld 5 running in the longitudinal direction (perpendicular to the drawing surface in the drawing).
Die Ausbildung nach Abbildung 2 unterscheidet sich von der nach Abbildung 1 im Wesentlichen dadurch, dass die beiden Gehäuseteil-Schalen 2, 3 sich zu einer kreiszylindrischen Form ergänzen.The design according to Figure 2 differs from that according to Figure 1 essentially in that the two housing part shells 2, 3 complement each other to form a circular cylindrical shape.
Nach Abbildung 3 ist von den beiden Gehäuseteil-Schalen 2, 3 die untere mit einem nach außen abgewinkelten bzw. abgekröpften Rand 6 versehen, der den in Querrichtung gegenüberliegenden, geraden Rand 7 der oberen Gehäuseteil- Schale 2 von außen teilweise abdeckt. In den zwischen beiden Rändern 6, 7 gebildeten Längsspalt ist die Längsschweißnaht 5 ausgebildet.According to Figure 3, of the two housing part shells 2, 3, the lower is provided with an outwardly angled or cranked edge 6, which partially covers the straight edge 7 of the upper housing part shell 2, which is opposite in the transverse direction, from the outside. The longitudinal weld seam 5 is formed in the longitudinal gap formed between the two edges 6, 7.
Gemäß Abbildung 4 ist das in Längsrichtung zweigeteilte Gehäuse 1 mit einer Form gestaltet, welche die Aufnahme eines (nicht gezeichneten) Ritzelgehäuses für das Antriebsritzel der Zahnstangenlenkung erlaubt. Dazu ist sowohl die obere als auch die untere Gehäuseteil-Schale 2, 3 je mit einem Durchbruch 7 versehen, der durch Ausstanzen hergestellt sein kann und das Einschieben des Ritzelgehäuses oder des Antriebsritzels zwecks Eingriff mit der im (Haupt-) Gehäuse 1 geführten Zahnstange ermöglicht. Die quer zur Längsrichtung verlaufende Ritzelachse 8 ist gestrichelt angedeutet.According to Figure 4, the housing 1, which is divided in two in the longitudinal direction, is designed with a shape which allows the inclusion of a pinion housing (not shown) for the drive pinion of the rack and pinion steering. For this purpose, both the upper and the lower housing part shell 2, 3 are each provided with an opening 7, which can be produced by punching out and which enables the pinion housing or the drive pinion to be inserted for engagement with the rack guided in the (main) housing 1 , The pinion axis 8 running transversely to the longitudinal direction is indicated by dashed lines.
Gemäß Abbildungen 5 und 6 lassen sich die beiden Gehäuseteil-Schalen 2, 3 auch durch Bördeln miteinander verbinden, indem gemäß Zeichnungsbeispiel die untere Schale 3 wiederum mit nach außen gebogenen Rändern 4 versehen ist, welche von kropfartig nach außen verlaufenden Aufnahmerändern 9 der oberen Schale 2 umfaßt sind. Der Aufnahmerand 9 ist derart gebogen, dass er im Querschnitt mit U-arligem Profil eine Aufnahmetasche bildet. Darin ist der beispielsweise senkrecht nach außen vorspringende Rand 4 der unteren Schale 3 eingesteckt und fest umfaßt, woraus sich die Bördel-Verbindung ergibt.
Bezugs∑eichenlisteAccording to FIGS. 5 and 6, the two housing part shells 2, 3 can also be connected to one another by flanging, in that, according to the drawing example, the lower shell 3 is in turn provided with outwardly bent edges 4 which extend from the receiving edges 9 of the upper shell 2 that run outward like a goiter are included. The receiving edge 9 is bent such that it forms a receiving pocket in cross section with a U-shaped profile. The edge 4 of the lower shell 3, for example, projecting vertically outwards, is inserted therein and firmly embraced, which results in the flare connection. BezugsΣeichenliste
Gehäuse Gehäuseteil-Schale senkrecht nach außen vorstehender Rand Längsschweißnaht abgekröpfter Rand Durchbruch Ritzelachse Aufnahmerand
Housing housing part shell vertically protruding edge longitudinal weld seam bent edge breakthrough pinion axis receiving edge
Claims
1. Lenkgetriebe für eine Kraftfahrzeug-Lenkung mit elektrischen Antriebsmitteln zur Verstärkung der Lenkkraft, die über ein Antriebsritzel auf eine damit in Eingriff stehende Zahnstange übertragbar ist, die von einem länglich rohrartigem Gehäuse (1) umgeben, gehaltert und geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) aus zwei oder mehr einzeln beziehungsweise separat hergestellten Gehäuseteil-Schalen (2,3) gebildet oder zusammengesetzt ist, die in Gehäuse- beziehungsweise Rohr-Längsrichtung miteinander verbu nden sind.1. Steering gear for a motor vehicle steering system with electric drive means for increasing the steering force, which can be transmitted via a drive pinion to an engaging rack which is surrounded, held and guided by an elongate tubular housing (1), characterized in that the housing (1) is formed or assembled from two or more individually or separately produced housing part shells (2, 3) which are connected to one another in the longitudinal direction of the housing or tube.
2. Lenkgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) im Querschnitt eine rundliche Form aufweist.2. Steering gear according to claim 1, characterized in that the housing (1) has a rounded shape in cross section.
3. Lenkgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) im Querschnitt eine eckige, insbesondere rechteckige Form aufweist.3. Steering gear according to claim 1, characterized in that the housing (1) has an angular, in particular rectangular, shape in cross section.
4. Lenkgetriebe nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteil-Schalen (2,3) ganz oder teilweise durch Schweissen (5) und/oder Löten, insbesondere Hartlöten, miteinander verbunden sind.4. Steering gear according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the housing part shells (2, 3) are connected to one another in whole or in part by welding (5) and / or soldering, in particular brazing.
5. Lenkgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteil-Schalen (2,3) ganz oder teilweise durch Bördeln (9) oder sonstiges Umform-Fügen miteinander verbunden sind.5. Steering gear according to one of the preceding claims, characterized in that the housing part shells (2, 3) are connected to one another in whole or in part by flanging (9) or other forming.
6. Lenkgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (4), in dem zwei Gehäuseteil-Schalen (2,3) miteinander verbunden sind, gegenüber der an diesen Bereich angrenzenden Gehäuse-Außenseite vorspringt, abgewinkelt und/oder abgekröpft ist. 6. Steering gear according to one of the preceding claims, characterized in that the region (4), in which two housing part shells (2, 3) are connected to one another, protrudes relative to the housing exterior adjoining this region, angled and / or bent is.
7. Lenkgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Gehäuseteil-Schalen (2,3) aus tiefgezogenem Blech insbesondere mit/aus Stahl hergestellt ist.7. Steering gear according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the housing part shells (2, 3) is made from deep-drawn sheet metal, in particular with / from steel.
8. Lenkgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme eines Ritzelgehäuses das Gehäuse (1) mit einer an das Antriebsritzel und/oder dessen Ritzelgehäuse angepassten Gestaltung versehen ist, die eine oder mehrere Ausstanzungen oder sonstige Durchbrechungen (7) in der oder den8. Steering gear according to one of the preceding claims, characterized in that for receiving a pinion housing, the housing (1) is provided with a design adapted to the drive pinion and / or its pinion housing, which has one or more punchings or other openings (7) in the or that
Gehäuseteil-Schalen (2,3) aufweist. Has housing part shells (2,3).
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