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WO2016173840A1 - Steering gear having an elastically mounted pinion - Google Patents

Steering gear having an elastically mounted pinion Download PDF

Info

Publication number
WO2016173840A1
WO2016173840A1 PCT/EP2016/058104 EP2016058104W WO2016173840A1 WO 2016173840 A1 WO2016173840 A1 WO 2016173840A1 EP 2016058104 W EP2016058104 W EP 2016058104W WO 2016173840 A1 WO2016173840 A1 WO 2016173840A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pinion
steering
rack
bearing
elastic element
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/058104
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Mauricio STAMATI
Christian SPÄTH
Original Assignee
Thyssenkrupp Presta Ag
Thyssenkrupp 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 Thyssenkrupp Presta Ag, Thyssenkrupp Ag filed Critical Thyssenkrupp Presta Ag
Publication of WO2016173840A1 publication Critical patent/WO2016173840A1/en

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Classifications

    • 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
    • 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
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/20—Land vehicles
    • F16C2326/24—Steering systems, e.g. steering rods or columns
    • 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
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2361/00—Apparatus or articles in engineering in general
    • F16C2361/61—Toothed gear systems, e.g. support of pinion shafts
    • 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
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/06—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement by means of parts of rubber or like materials
    • F16C27/066—Ball or roller bearings

Definitions

  • the present invention relates to a rack and pinion steering gear having the features of the preamble of claim 1.
  • the rack In order to reduce the games in contact between pinion and rack, which is to be understood in the context of the invention as a low-play engagement, the rack is usually pressed by a spring-loaded pressure piece against the pinion.
  • the rack must be movably mounted for this purpose in the pressure piece direction. This necessarily requires a flying mounting of the rack in the steering box.
  • the position of the rack does not always correspond to the zero position required for low-friction operation.
  • there is a tilt of the rack to the pinion and the pressure piece resulting in an increase in the frictional force and a deterioration of the driving feel.
  • the preload Since the maximum permissible friction represents an essential requirement in the specifications of a steering gear, the preload can not be chosen arbitrarily large. It can therefore occur operating cases in which it comes to acoustic problems such as rattling even at maximum preload.
  • the published patent application DE 10 2011 018 568 AI discloses a pinion, which is divided into two mutually rotatably mounted pinion parts, especially half pinion parts, which are biased in the tooth spaces of the rack by means of a spring force respectively with opposite tooth flanks of the toothing of the rack.
  • the teeth play of Lenkritzel rack engagement is directly at the point of origin, namely between the tooth flanks themselves, eliminated.
  • a pressure piece is not provided.
  • the associated with the two-piece pinion high complexity of the pinion shaft and a larger space requirement have a negative impact on the construction of the rack and pinion steering gear and its manufacturing costs.
  • rack and pinion steering gear for a motor vehicle is provided with a steering shaft connected to a steering pinion, which is in engagement with a displaceably mounted in a housing along a longitudinal axis rack and in the housing by means of a
  • Steering pinion bearing is mounted, wherein the steering pinion bearing at the end of the steering pinion distal end of the steering pinion has a roller bearing, and with a pressure member which holds the rack in playarmem engagement with the steering pinion, wherein the roller bearing is surrounded by an elastic element at least partially on the circumference and the elastic element in interaction allows pivoting of the steering pinion relative to the rack with a support ring supported in the housing.
  • the steering pinion By selectively pivoting the steering pinion can be set or delivered to the rack that the front and back of a pinion tooth at least partially engage or contact with the tooth flanks of the teeth of the rack and form a backlash-free engagement between pinion shaft and rack, thereby the driving experience is significantly improved.
  • the steering pinion bearing on the steering shaft side close to a rolling bearing, which is supported in the steering housing by means of a second elastic element.
  • the second elastic element is an elastic sleeve, which is coaxial both on its inside and on its outside of a further sleeve
  • Support is surrounded.
  • the elastic element is a plastic sleeve.
  • the steering pinion bearing according to the invention is designed so that the steering pinion is mounted orthogonally and / or parallel to the longitudinal axis of the rack pivot.
  • Fig. 1 a schematic representation of a rack and pinion steering
  • Fig. 3 a representation of an engagement between the steering pinion and the rack
  • Fig. 4 an exploded view of a steering pinion bearing according to the invention
  • Fig. 5 an exploded view of a two-sided steering pinion bearing, as well
  • Fig. 6 a spatial representation of a rack and pinion steering with servo assistance in
  • a steering shaft 2 is used to transmit the executed by a driver of the motor vehicle on the steering wheel 3 steering movements on a rack steering gear 4.
  • the rack steering gear 4 the rotational movement of the steering shaft 2 in a movement of a rack 5, whereby the articulated on a tie rod 6 wheel 7 of the vehicle performs a steering angle.
  • Ball joint configured connection between the rack 5 and the tie rods 6 is surrounded by a respective bellows 8 and protected against contamination.
  • the rotational movement of the steering shaft 2 is via a steering pinion 9 that with the rack 5 in a first
  • Gear area meshes, converted into a translational movement of the rack 5.
  • the rack and pinion steering can work in a conventional manner with a servo assistance.
  • the novel bearing of the steering pinion will be described in more detail below.
  • Assistance torque via a second pinion at a gear stage 15 in the rack 5 initiates.
  • FIG. 2 The components arranged in the housing 10 of FIG. 2 are partially illustrated in FIG. Spaced to a first gear portion 16 in which the steering pinion 9 meshes with the rack 5, a second gear portion 17 is provided, in which the second pinion in the gear stage 15 of the servo drive 14 is engaged with the rack 5.
  • the pressure piece 13 is on the first toothing region 16 of the rack 5
  • FIG 4 shows the engagement of steering pinion 9 and rack 5 of Figure 3 in an enlarged view.
  • the steering pinion 9 is rotatably mounted at its end remote from the steering shaft 18 via a needle bearing 19 in the steering housing 10, not shown.
  • the needle bearing 19 has an outer ring 20, which is coaxially surrounded by a first sleeve 21, a resilient second sleeve 22 and a collar 23 in a sandwich-like structure from the inside to the outside.
  • the first sleeve 21 is circumferentially in abutment with the outer ring 20.
  • the elastic second sleeve 22 and the adjusting ring 23 have bores 22 ', 23', which serve in conjunction with at least one screw for Deachs réelle the first sleeve 21 relative to the adjusting ring 23 ,
  • the adjusting ring 23 is supported on the circumference in the steering housing 10, so that over the Deachs réelle a bias or tilting of the steering pinion 9 are set relative to the rack 5 can.
  • the elastic sleeve is preferably a plastic sleeve. At the steering shaft near end of the pinion, the steering pinion bearing on a ball bearing 24.
  • the second pinion the inventive

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Abstract

The invention relates to a rack-and-pinion steering gear for a motor vehicle, having a steering pinion (9) which is connected to a steering shaft, is in engagement with a rack (5) which is mounted in a housing (10) such that it can be displaced along a longitudinal axis, and which steering pinion (9) is mounted in the housing (10) by means of a steering pinion bearing, wherein the steering pinion bearing has an anti-friction bearing (19) at that end (18) of the steering pinion (9) which is remote from the steering shaft, and having a pressure piece (13) which holds the rack (5) in play-free engagement with the steering pinion (9), wherein the anti-friction bearing (19) is surrounded at least partially on the circumferential side by an elastic element (22), and wherein the elastic element (22), in interaction with an adjusting ring (23) which is supported in the housing (10), makes pivoting of the steering pinion (9) relative to the rack (5) possible.

Description

Lenkgetriebe mit elastisch gelagertem Ritzel  Steering gear with elastically mounted pinion
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zahnstangenlenkgetriebe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. The present invention relates to a rack and pinion steering gear having the features of the preamble of claim 1.
Gattungsgemäße Zahnstangenlenkgetriebe weisen eine in einem Getriebegehäuse linear beweglich geführte Zahnstange und ein drehbar gelagertes Lenkritzel auf, das mit der Zahnstange in Eingriff steht. Das von einem Fahrer auf ein Lenkrad ausgeübte Lenkdrehmoment wird über eine Lenkwelle auf eine Eingangswelle eines Lenkgetriebes übertragen . Die Eingangswelle des Lenkgetriebes umfasst ein Ritzel, das mit der Zahnstange kämmt. Eine Drehung der Eingangswelle und des Ritzels wird über den Zahneingriff mit der Zahnstange in eine Linearbewegung der Zahnstange umgewandelt. An der Zahnstange sind Spurstangen angelenkt, mit deren Hilfe die gelenkten Räder um einen Einschlagwinkel verstellt werden. Die Drehung des Lenkrades wird so in eine Generic rack and pinion steering gear have a linearly movably guided in a gear housing rack and a rotatably mounted steering pinion, which is in engagement with the rack. The steering torque exerted by a driver on a steering wheel is transmitted via a steering shaft to an input shaft of a steering gear. The input shaft of the steering gear includes a pinion that meshes with the rack. A rotation of the input shaft and the pinion is converted via the meshing with the rack in a linear movement of the rack. On the rack tie rods are articulated, with the help of the steered wheels are adjusted by a steering angle. The rotation of the steering wheel is so in one
Lenkbewegung der gelenkten Räder umgesetzt. Implemented steering movement of the steered wheels.
Für ein gutes Fahrgefühl ist es wichtig, dass die Lenkbewegung des Fahrers möglichst spielfrei und mit geringer Reibung in eine Lenkbewegung des Fahrzeugs umgesetzt wird. For a good driving feel, it is important that the driver's steering movement is converted into a steering movement of the vehicle as free of play and with little friction as possible.
Um die Spiele im Kontakt zwischen Ritzel und Zahnstange zu vermindern, was im Sinne der Erfindung als spielarmer Eingriff zu verstehen ist, wird die Zahnstange üblicherweise von einem federbelasteten Druckstück gegen das Ritzel gedrückt. Die Zahnstange muss zu diesem Zweck in Druckstückrichtung beweglich gelagert sein . Das erfordert zwingend eine fliegende Lagerung der Zahnstange in dem Lenkgehäuse. Die Lage der Zahnstange entspricht damit nicht immer der für einen reibungsarmen Betrieb erforderlichen Nulllage. Es besteht somit im Betrieb eine Verkippung der Zahnstange zu dem Ritzel und dem Druckstück, was in einer Zunahme der Reibkraft und einer Verschlechterung des Fahrgefühls resultiert. Da die maximal zulässige Reibung eine wesentliche Anforderung im Lastenheft eines Lenkgetriebes darstellt, kann die Vorspannung zudem nicht beliebig groß gewählt werden . Es können daher Betriebsfälle auftreten, bei denen es selbst bei maximaler Vorspannung zu akustischen Problemen wie Klappern kommt. In order to reduce the games in contact between pinion and rack, which is to be understood in the context of the invention as a low-play engagement, the rack is usually pressed by a spring-loaded pressure piece against the pinion. The rack must be movably mounted for this purpose in the pressure piece direction. This necessarily requires a flying mounting of the rack in the steering box. The position of the rack does not always correspond to the zero position required for low-friction operation. Thus, in operation, there is a tilt of the rack to the pinion and the pressure piece, resulting in an increase in the frictional force and a deterioration of the driving feel. Since the maximum permissible friction represents an essential requirement in the specifications of a steering gear, the preload can not be chosen arbitrarily large. It can therefore occur operating cases in which it comes to acoustic problems such as rattling even at maximum preload.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2011 018 568 AI offenbart ein Ritzel, das in zwei zueinander drehbar gelagerte Ritzelteile, besonders Halbritzelteile aufgeteilt ist, die in den Zahnlücken der Zahnstange mittels einer Federkraft jeweils mit gegenüberliegenden Zahnflanken der Verzahnung der Zahnstange vorspannbar sind . Dadurch wird das Verzahnungsspiel des Lenkritzel- Zahnstangen-Eingriffs unmittelbar am Entstehungsort, nämlich zwischen den Zahnflanken selbst, beseitigt. Ein Druckstück ist dabei nicht vorgesehen . Die mit dem zweiteiligen Ritzel einhergehende hohe Komplexität der Ritzelwelle und ein größerer Bauraumbedarf wirken sich jedoch negativ auf die Konstruktion des Zahnstangenlenkgetriebes und dessen Herstellungskosten aus. The published patent application DE 10 2011 018 568 AI discloses a pinion, which is divided into two mutually rotatably mounted pinion parts, especially half pinion parts, which are biased in the tooth spaces of the rack by means of a spring force respectively with opposite tooth flanks of the toothing of the rack. As a result, the teeth play of Lenkritzel rack engagement is directly at the point of origin, namely between the tooth flanks themselves, eliminated. A pressure piece is not provided. The associated with the two-piece pinion high complexity of the pinion shaft and a larger space requirement, however, have a negative impact on the construction of the rack and pinion steering gear and its manufacturing costs.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Zahnstangenlenkgetriebe anzugeben, das einen möglichst spielfreien Eingriff zwischen Ritzelwelle und Zahnstange aufweist und das Fahrgefühl durch geringe Reibung verbessert, wobei ein Verkippen des Druckstücks vermieden werden soll. It is therefore an object of the present invention to provide a rack and pinion steering gear, which has a possible backlash-free engagement between pinion shaft and rack and improves the driving feel by low friction, with a tilting of the pressure piece should be avoided.
Diese Aufgabe wird von einem Zahnstangenlenkgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved by a rack and pinion steering gear with the features of claim 1.
Danach ist Zahnstangenlenkgetriebe für ein Kraftfahrzeug vorgesehen mit einem mit einer Lenkwelle verbundenen Lenkritzel, welches mit einer in einem Gehäuse entlang einer Längsachse verschieblich gelagerten Zahnstange in Eingriff steht und in dem Gehäuse mittels einer Thereafter, rack and pinion steering gear for a motor vehicle is provided with a steering shaft connected to a steering pinion, which is in engagement with a displaceably mounted in a housing along a longitudinal axis rack and in the housing by means of a
Lenkritzellagerung gelagert ist, wobei die Lenkritzellagerung am lenkwellenfernen Ende des Lenkritzels ein Wälzlager aufweist, und mit einem Druckstück, welches die Zahnstange in spielarmem Eingriff mit dem Lenkritzel hält, wobei das Wälzlager von einem elastischen Element zumindest teilweise umfangseitig umgeben ist und das elastische Element im Zusammenspiel mit einem im Gehäuse abgestützten Stellring ein Verschwenken des Lenkritzels relativ zur Zahnstange ermöglicht. Steering pinion bearing is mounted, wherein the steering pinion bearing at the end of the steering pinion distal end of the steering pinion has a roller bearing, and with a pressure member which holds the rack in playarmem engagement with the steering pinion, wherein the roller bearing is surrounded by an elastic element at least partially on the circumference and the elastic element in interaction allows pivoting of the steering pinion relative to the rack with a support ring supported in the housing.
Durch das gezielte Verschwenken kann das Lenkritzel so zur Zahnstange eingestellt oder zugestellt werden, dass die Vorder- und Rückseite eines Ritzelzahns zumindest teilweise in Eingriff bzw. Anlage mit den Zahnflanken der Verzahnung der Zahnstange kommen und einen möglichst spielfreien Eingriff zwischen Ritzelwelle und Zahnstange bilden, wodurch das Fahrgefühl deutlich verbessert wird. By selectively pivoting the steering pinion can be set or delivered to the rack that the front and back of a pinion tooth at least partially engage or contact with the tooth flanks of the teeth of the rack and form a backlash-free engagement between pinion shaft and rack, thereby the driving experience is significantly improved.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem Wälzlager und dem elastischen Element eine Anlagehülse zur Abstützung des elastischen Elements an dem Außenring des Wälzlagers angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Wälzlager ein Nadellager. It is advantageous if between the rolling bearing and the elastic element, a contact sleeve for supporting the elastic element is arranged on the outer ring of the rolling bearing. Preferably, the rolling bearing is a needle bearing.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen der Stellring und das elastische Element Bohrungen auf, die im Zusammenspiel mit wenigstens einem Verbindungselement das Verschwenken des Ritzels erleichtern . Das Verbindungselementverbindet dabei den Stellring und das elastische Element und stützt sich an der Anlagehülse ab. Als Verbindungselement wird bevorzugt eine Schraube eingesetzt. In einer anderen Ausführungsform ist der Stellring ein Exzenterring und zwischen dem Stellring und dem elastischen Element ist eine weitere Anlagehülse vorgesehen. Durch Drehen des Exzenterrings kann die Verschwenkung des Ritzels vorgenommen und damit die Position relativ zu der In a preferred embodiment, the adjusting ring and the elastic element have bores which, in interaction with at least one connecting element, facilitate the pivoting of the pinion. The connecting element connects the adjusting ring and the elastic element and is supported on the contact sleeve. As a connecting element, a screw is preferably used. In another embodiment, the adjusting ring is an eccentric ring and between the adjusting ring and the elastic element, a further contact sleeve is provided. By turning the eccentric ring can be made the pivoting of the pinion and thus the position relative to the
Zahnstange eingestellt werden. Rack are set.
Vorteilhafterweise weist die Lenkritzellagerung auf der lenkwellennahen Seite ein Wälzlager auf, das im Lenkgehäuse mittels eines zweiten elastischen Elements abgestützt ist. Advantageously, the steering pinion bearing on the steering shaft side close to a rolling bearing, which is supported in the steering housing by means of a second elastic element.
Dabei ist es bevorzugt, wenn das zweite elastische Element eine elastische Hülse ist, die sowohl auf ihrer Innenseite als auch auf ihrer Außenseite jeweils koaxial von einer weiteren Hülse zur It is preferred if the second elastic element is an elastic sleeve, which is coaxial both on its inside and on its outside of a further sleeve
Abstützung umgeben ist. Support is surrounded.
Vorzugsweise ist das elastische Element eine Kunststoffhülse. Preferably, the elastic element is a plastic sleeve.
Die erfindungsgemäße Lenkritzellagerung ist so ausgestaltet, dass das Lenkritzel orthogonal und/oder parallel zur Längsachse der Zahnstange verschwenkbar gelagert ist. The steering pinion bearing according to the invention is designed so that the steering pinion is mounted orthogonally and / or parallel to the longitudinal axis of the rack pivot.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Gleichartige oder gleichwirkende Bauteile werden in den Figuren mit Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the drawings. Similar or equivalent components are in the figures with
denselben Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen: the same reference numerals. Show it:
Fig . 1 : eine schematische Darstellung einer Zahnstangenlenkung, Fig. 1: a schematic representation of a rack and pinion steering,
Fig . 2: eine räumliche Ansicht eines Gehäuses eines Doppelritzel-Lenkgetriebes,  Fig. 2 is a perspective view of a housing of a double pinion steering gear,
Fig . 3: eine Darstellung eines Eingriffs zwischen Lenkritzel und Zahnstange,  Fig. 3: a representation of an engagement between the steering pinion and the rack,
Fig . 4: eine Explosionszeichnung eines erfindungsgemäßen Lenkritzellagers,  Fig. 4: an exploded view of a steering pinion bearing according to the invention,
Fig . 5: eine Explosionszeichnung einer beidseitigen Lenkritzellagerung, sowie  Fig. 5: an exploded view of a two-sided steering pinion bearing, as well
Fig . 6: eine räumliche Darstellung einer Zahnstangenlenkung mit Servo-Unterstützung in  Fig. 6: a spatial representation of a rack and pinion steering with servo assistance in
Form eines Riementriebs.  Shape of a belt drive.
In der Figur 1 ist schematisch eine Zahnstangenlenkung 1 eines Kraftfahrzeuges gezeigt. Eine Lenkspindel 2 dient der Übertragung der von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs am Lenkrad 3 ausgeführten Lenkbewegungen auf ein Zahnstangenlenkgetriebe 4. Das Zahnstangenlenkgetriebe 4 setzt die Drehbewegung der Lenkspindel 2 in eine Bewegung einer Zahnstange 5 um, wodurch das an einer Spurstange 6 angelenkte Rad 7 des Fahrzeugs einen Lenkeinschlag ausführt. Die als Kugelgelenk ausgestaltete Verbindung zwischen der Zahnstange 5 und den Spurstangen 6 ist von jeweils einem Faltenbalg 8 umgeben und gegen Verschmutzung geschützt. Die Drehbewegung der Lenkspindel 2 wird über ein Lenkritzel 9, dass mit der Zahnstange 5 in einem ersten 1 shows a rack and pinion steering system 1 of a motor vehicle is shown schematically. A steering shaft 2 is used to transmit the executed by a driver of the motor vehicle on the steering wheel 3 steering movements on a rack steering gear 4. The rack steering gear 4, the rotational movement of the steering shaft 2 in a movement of a rack 5, whereby the articulated on a tie rod 6 wheel 7 of the vehicle performs a steering angle. As Ball joint configured connection between the rack 5 and the tie rods 6 is surrounded by a respective bellows 8 and protected against contamination. The rotational movement of the steering shaft 2 is via a steering pinion 9 that with the rack 5 in a first
Verzahnungsbereich kämmt, in eine translatorische Bewegung der Zahnstange 5 umgesetzt. Gear area meshes, converted into a translational movement of the rack 5.
Die Zahnstangenlenkung kann in an sich bekannter Weise mit einer Servo-Unterstützung arbeiten. Die neuartige Lagerung des Lenkritzels wird nachfolgend näher beschrieben . The rack and pinion steering can work in a conventional manner with a servo assistance. The novel bearing of the steering pinion will be described in more detail below.
Figur 2 zeigt ein Lenkgehäuse 10 mit Anschlüssen 11 zur Befestigung des Lenkgehäuses 10 an einer Karosserie. Im Inneren des lang gestreckten und im Wesentlichen hohlen zylindrischen Lenkgehäuses 10 ist die Zahnstange 5 in Längsrichtung verschieblich gelagert. Das Lenkgehäuse 10 weist auf der vom Ritzel 9 abgewandten Seite eine Aufnahmebohrung 12 auf, in die ein Druckstück 13 integriert ist. Weiterhin ist ein Servoantrieb 14 vorgesehen, der ein Figure 2 shows a steering housing 10 with terminals 11 for attachment of the steering housing 10 to a body. Inside the elongated and substantially hollow cylindrical steering housing 10, the rack 5 is slidably mounted in the longitudinal direction. The steering housing 10 has on the side facing away from the pinion 9 side a receiving bore 12 into which a pressure piece 13 is integrated. Furthermore, a servo drive 14 is provided which a
Unterstützungsmoment über ein zweites Ritzel an einer Getriebestufe 15 in die Zahnstange 5 einleitet. Assistance torque via a second pinion at a gear stage 15 in the rack 5 initiates.
Die im Gehäuse 10 der Figur 2 angeordneten Bauteile sind teilweise in der Figur 3 dargestellt. Beabstandet zu einem ersten Verzahnungsbereich 16, in dem das Lenkritzel 9 mit der Zahnstange 5 kämmt, ist ein zweiter Verzahnungsbereich 17 vorgesehen, in dem das zweite Ritzel in der Getriebestufe 15 des Servoantriebs 14 mit der Zahnstange 5 in Eingriff steht. The components arranged in the housing 10 of FIG. 2 are partially illustrated in FIG. Spaced to a first gear portion 16 in which the steering pinion 9 meshes with the rack 5, a second gear portion 17 is provided, in which the second pinion in the gear stage 15 of the servo drive 14 is engaged with the rack 5.
Das Druckstück 13 ist auf der dem ersten Verzahnungsbereich 16 der Zahnstange 5 The pressure piece 13 is on the first toothing region 16 of the rack 5
gegenüberliegenden Seite angeordnet und drängt die Zahnstange 5 in den Eingriff mit dem Lenkritzel 9. Das Lenkritzel weist an seinem lenkwellenfernen Ende eine erfindungsgemäße Lagerung auf, die in Figur 4 dargestellt ist. Arranged on the opposite side and urges the rack 5 into engagement with the steering pinion 9. The steering pinion has at its end remote from the shaft shaft to a storage according to the invention, which is shown in Figure 4.
Figur 4 zeigt den Eingriff von Lenkritzel 9 und Zahnstange 5 der Figur 3 in einer vergrößerten Darstellung . Das Lenkritzel 9 ist an seinem lenkwellenfernen Ende 18 über ein Nadellager 19 in dem nicht dargestellten Lenkgehäuse 10 drehbar gelagert. Das Nadellager 19 weist einen Außenring 20 auf, der von einer ersten Hülse 21 , einer elastischen zweiten Hülse 22 und einem Stellring 23 in einem sandwichartigen Aufbau von innen nach außen koaxial umgeben ist. Die erste Hülse 21 steht dabei umfangseitig in Anlage mit dem Außenring 20. Die elastische zweite Hülse 22 und der Stellring 23 weisen Bohrungen 22', 23' auf, die im Zusammenspiel mit wenigstens einer Schraube zur Deachsierung der ersten Hülse 21 relativ zum Stellring 23 dienen. Der Stellring 23 stützt sich umfangsseitig im Lenkgehäuse 10 ab, so dass über die Deachsierung eine Vorspannung beziehungsweise eine Verkippung des Lenkritzels 9 relativ zur Zahnstange 5 eingestellt werden kann. Die elastische Hülse ist vorzugsweise eine Kunststoffhülse. Am lenkwellennahen Ende des Ritzels weist die Lenkritzellagerung ein Kugellager 24 auf. Figure 4 shows the engagement of steering pinion 9 and rack 5 of Figure 3 in an enlarged view. The steering pinion 9 is rotatably mounted at its end remote from the steering shaft 18 via a needle bearing 19 in the steering housing 10, not shown. The needle bearing 19 has an outer ring 20, which is coaxially surrounded by a first sleeve 21, a resilient second sleeve 22 and a collar 23 in a sandwich-like structure from the inside to the outside. The first sleeve 21 is circumferentially in abutment with the outer ring 20. The elastic second sleeve 22 and the adjusting ring 23 have bores 22 ', 23', which serve in conjunction with at least one screw for Deachsierung the first sleeve 21 relative to the adjusting ring 23 , The adjusting ring 23 is supported on the circumference in the steering housing 10, so that over the Deachsierung a bias or tilting of the steering pinion 9 are set relative to the rack 5 can. The elastic sleeve is preferably a plastic sleeve. At the steering shaft near end of the pinion, the steering pinion bearing on a ball bearing 24.
In der Figur 5 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. Neben der Lagerung des Lenkritzels 9 am lenkwellenfernen Ende 18, wie in der vorhergehenden Ausführungsform erläutert, ist das Lenkritzel 9 über das Kugellager 24 am lenkwellennahen Ende 25 ebenfalls elastisch gelagert. Dazu ist das Kugellager 24 von einem ersten an dem Außenring des Rillenkugellagers 24 anliegenden Ring 26 umgeben, der wiederrum von einem elastischen zweiten Ring 27 und einem dritten Ring 28 umfangseitig umfasst ist. Der dritte Ring 28 ist dabei auf seiner Außenseite am Lenkgehäuse abgestützt. Dieser Aufbau unterstützt die Schwenkbewegung des Ritzels 9, die über die Lagerung am lenkwellenfernen Ende 18 einstellbar ist. Vorzugsweise ist der elastische zweite Ring 27 eine Kunststoffhülse bzw. ein Kunststoffring. FIG. 5 shows a further embodiment. In addition to the storage of the steering pinion 9 at the end remote from the shaft shaft 18, as explained in the previous embodiment, the steering pinion 9 is also mounted elastically via the ball bearing 24 at the shaft shaft near end 25. For this purpose, the ball bearing 24 is surrounded by a first bearing against the outer ring of the deep groove ball bearing 24 ring 26 which in turn is surrounded by an elastic second ring 27 and a third ring 28 peripherally. The third ring 28 is supported on its outer side on the steering housing. This structure supports the pivoting movement of the pinion 9, which is adjustable via the bearing at the end remote from the shaft shaft 18. Preferably, the elastic second ring 27 is a plastic sleeve or a plastic ring.
Die erfindungsgemäße Lenkritzellagerung kann in nahezu allen Arten von Zahnstangenlenkungen zum Einsatz kommen. The steering pinion bearing according to the invention can be used in almost all types of rack and pinion steering.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das zweite Ritzel die erfindungsgemässe In a preferred embodiment, the second pinion the inventive
Lenkritzellagerung auf. Steering pinion storage on.
In der Figur 6 ist eine bevorzugte Anwendung der erfindungsgemäßen Lenkritzellagerung in einer Zahnstangenlenkung mit Servounterstützung dargestellt, wobei der Servoantrieb über einen Riementrieb auf die Zahnstange wirkt. FIG. 6 shows a preferred application of the steering pinion bearing according to the invention in a rack-and-pinion steering with power assistance, the servo drive acting on the rack via a belt drive.
Es ist auch denkbar anstelle des gebohrten Stellrings, einen Stellring in Form eines Exzenterrings vorzusehen, der auf die elastische zweite Hülse über eine dazwischen angeordnete dritte metallische Hülse wirkt. Dabei ist es nicht notwendig, dass die elastische zweite Hülse Bohrungen aufweist. It is also conceivable, instead of the drilled adjusting ring, to provide an adjusting ring in the form of an eccentric ring which acts on the elastic second sleeve via a third metallic sleeve arranged therebetween. It is not necessary that the elastic second sleeve has holes.
Die elastische Hülse und der elastische Ring sind vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt. Die anderen Hülsen bzw. Ringe sind vorteilhafterweise aus Metall bzw. Blech gebildet. The elastic sleeve and the elastic ring are preferably made of plastic. The other sleeves or rings are advantageously formed of metal or sheet metal.
Das Lenkritzel 9 ist über die erfindungsgemäße elastische Lenkritzellagerung parallel und/oder orthogonal zur Zahnstange schwenkbar gelagert. Durch die definierte Schwenkung des Ritzels parallel und/oder orthogonal zur Zahnstange kommen jeweils Vorder- und Rückseite eines Ritzelzahns in Eingriff bzw. Anlage mit den Zahnflanken der Verzahnung der Zahnstange. Dadurch wird das Verzahnungsspiel des Lenkritzel-Zahnstangen-Eingriffs unmittelbar am Entstehungsort, nämlich zwischen den Zahnflanken selbst, stark reduziert. Über das elastische Element 22, 27 der Lagerung 19, 24 kann die Vorspannung definiert in beide Richtungen eingestellt werden. Wird das Ritzel ausschließlich oder hauptsächlich parallel zur Zahnstange geschwenkt, resultiert aus der Verspannung von Ritzel und Zahnstange keine Zunahme der Reibung . In jedem Fall kann die Zahnstange statisch gelagert werden, was einen positiven Einfluss auf das Lenkgefühl und die Akustik hat. The steering pinion 9 is mounted on the inventive elastic steering pinion bearing parallel and / or orthogonal to the rack pivot. Due to the defined pivoting of the pinion parallel and / or orthogonal to the rack come respectively front and back of a pinion tooth into engagement or contact with the tooth flanks of the toothing of the rack. As a result, the teeth play of the steering pinion-rack engagement immediately at the point of origin, namely between the tooth flanks themselves, greatly reduced. About the elastic element 22, 27 of the Bearing 19, 24, the preload can be set defined in both directions. If the pinion pivoted exclusively or mainly parallel to the rack, resulting from the tension of pinion and rack no increase in friction. In any case, the rack can be stored statically, which has a positive influence on the steering feel and the acoustics.
Soweit einsetzbar können alle einzelnen Merkmale der Erfindung miteinander kombiniert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen . As far as applicable, all the individual features of the invention can be combined with one another without departing from the scope of the invention.

Claims

Patentansprüche claims
Zahnstangenlenkgetriebe für ein Kraftfahrzeug, mit Rack and pinion steering gear for a motor vehicle, with
- einem mit einer Lenkwelle verbundenen Lenkritzel (9), welches mit einer in einem Gehäuse - One connected to a steering shaft steering pinion (9), which with one in a housing
(10) entlang einer Längsachse verschieblich gelagerten Zahnstange (5) in Eingriff steht und in dem Gehäuse (10) mittels einer Lenkritzellagerung gelagert ist, wobei die Lenkritzellagerung am lenkwellenfernen Ende (18) des Lenkritzels (9) ein Wälzlager (19) aufweist und mit (10) along a longitudinal axis displaceably mounted rack (5) is engaged and in the housing (10) supported by a steering pinion bearing, wherein the steering pinion bearing at the end remote from the steering shaft (18) of the steering pinion (9) has a roller bearing (19) and with
- einem Druckstück (13), welches die Zahnstange (5) in spielarmem Eingriff mit dem  - A pressure piece (13), which the rack (5) in low-play engagement with the
Lenkritzel (9) hält,  Steering pinion (9) stops,
dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (19) von einem elastischen Element (22) zumindest teilweise umfangseitig umgeben ist, wobei das elastische Element (22) im Zusammenspiel mit einem im Gehäuse (10) abgestützten Stellring (23) ein  characterized in that the rolling bearing (19) by an elastic element (22) is at least partially circumferentially surrounded, wherein the elastic element (22) in cooperation with a housing (10) supported adjusting ring (23) a
Verschwenken des Lenkritzels (9) orthogonal und/oder parallel zur Längsachse der Zahnstange (5) ermöglicht.  Pivoting the steering pinion (9) orthogonal and / or parallel to the longitudinal axis of the rack (5) allows.
Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wälzlager (19) und dem elastischen Element (22) eine Anlagehülse (21) angeordnet ist. Rack and pinion steering gear according to claim 1, characterized in that between the rolling bearing (19) and the elastic element (22) a bearing sleeve (21) is arranged.
Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (19) ein Nadellager ist. Rack and pinion steering gear according to claim 1 or 2, characterized in that the rolling bearing (19) is a needle bearing.
Zahnstangenlenkgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch Rack and pinion steering gear according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass der Stellring (23) und das elastische Element (22) Bohrungen (22', 23') aufweisen, die im Zusammenspiel mit wenigstens einem Verbindungselement das Verschwenken des Ritzels erzielen. characterized in that the adjusting ring (23) and the elastic element (22) bores (22 ', 23'), which achieve in conjunction with at least one connecting element, the pivoting of the pinion.
Zahnstangenlenkgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellring (23) ein Exzenterring ist und zwischen dem Stellring (23) und dem elastischen Element (22) eine weitere Anlagehülse vorgesehen ist. Rack and pinion steering gear according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the adjusting ring (23) is an eccentric ring and between the adjusting ring (23) and the elastic element (22) is provided a further contact sleeve.
Zahnstangenlenkgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch Rack and pinion steering gear according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Lenkritzellagerung auf der lenkwellennahen Seite (25) ein Wälzlager (24) aufweist, das im Lenkgehäuse (10) mittels eines zweiten elastischen Elements (27) abgestützt ist. Zahnstangenlenkgetnebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite elastische Element (27) eine elastische Hülse ist, die sowohl auf ihrer Innenseite als auch auf ihrer Außenseite jeweils koaxial von einer weiteren Hülse (26, 28) umgeben ist. characterized in that the steering pinion bearing on the steering shaft near side (25) has a rolling bearing (24) which is supported in the steering housing (10) by means of a second elastic element (27). Zahnstangenlenkgetnebe according to any one of the preceding claims, characterized in that the second elastic element (27) is an elastic sleeve which is surrounded both on its inside and on its outer side coaxially by a further sleeve (26, 28).
Zahnstangenlenkgetnebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (22, 27)eine Kunststoffhülse ist. Rack and pinion steering gear according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic element (22, 27) is a plastic sleeve.
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