DE102009051734A1

DE102009051734A1 - Toothed rack for rack-and-pinion steering of motor vehicle, has connection provided with end section of part and hollow connecting section that surrounds end section, where end and connecting sections are connected in force-fit manner

Info

Publication number: DE102009051734A1
Application number: DE200910051734
Authority: DE
Inventors: Dieter Adler; Wolfgang DÖPPLING; Marco Meisborn; Horst Steinbinder
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-11-03
Filing date: 2009-11-03
Publication date: 2011-05-05

Abstract

The rack (1) has a part (7) provided with teeth (9) that extend along a longitudinal axis, and another part (8) provided with screw-shaped external threads that are arranged around the longitudinal axis. A connection is provided with an end section of one of the parts and a hollow connecting section surrounding the end section. The end section and the hollow connecting section are connected in a form-fit and force-fit manner. The hollow connecting section has a cover that is shrunk on the end section. The end sections of the parts are connected by a connecting element. An independent claim is also included for a method for manufacturing a toothed rack.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnstange für eine Zahnstangenlenkung eines Kraftfahrzeuges, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Zahnstange.The present invention relates to a rack for a rack and pinion steering of a motor vehicle, as well as a method for producing such a rack.

Aus DE 10 2007 029 000 A1 beispielsweise ist eine Zahnstange für eine Servolenkung bekannt geworden, die aus mehreren Teilen zusammengebaut ist. Ein erstes Teil ist in einer entlang der Längsachse der Zahnstange erstreckten Verzahnung zum Eingriff eines Ritzels versehen, dass am Ende einer Lenkstange angeordnet ist. Ein zweites Teil dieser Zahnstange ist mit einem schraubenförmig um die Längsachse herum angeordneten Außengewinde versehen. Dieses Außengewinde ist in Form einer gewundenen Kugelrille ausgebildet, die Teil eines Kugelgewindetriebes ist. Auf diesem zweiten Teil der Zahnstange ist eine Spindelmutter angeordnet, wobei zwischen der Spindelmutter dem als Gewindespindel ausgebildeten zweiten Teil der Zahnstange Kugeln angeordnet sind, die an Kugelrillen der Spindelmutter und der Gewindespindel abwälzen. Die Spindelmutter kann motorisch angetrieben werden, so dass eine vom Fahrer über die Lenkstange eingeleitete Lenkbewegung elektromechanisch unterstützt werden kann.Out DE 10 2007 029 000 A1 For example, a rack for a power steering has become known, which is assembled from several parts. A first part is provided in a toothing extending along the longitudinal axis of the rack for engagement of a pinion disposed at the end of a handlebar. A second part of this rack is provided with a screw thread around the longitudinal axis arranged external thread. This external thread is formed in the form of a coiled ball groove, which is part of a ball screw. On this second part of the rack, a spindle nut is arranged, wherein between the spindle nut formed as a threaded spindle second part of the rack balls are arranged, which roll on ball grooves of the spindle nut and the threaded spindle. The spindle nut can be driven by a motor, so that a steering movement initiated by the driver via the handlebar can be supported electromechanically.

Diese beiden Teile der Zahnstange können miteinander verschweißt werden. Ein durch das Schweißen bedingter Wärmeeintrag kann sich jedoch nachteilig auf die Eigenschaften der Zahnstange auswirken. Aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen an die beiden miteinander verbundenen Teile kann es erforderlich sein, unterschiedliche Stahlsorten zu verwenden, sowie diese Teile unterschiedlich zu härten. Diese Unterschiede erfordern gegebenenfalls besondere Maßnahmen in Bezug auf die Schweißverbindung.These two parts of the rack can be welded together. However, a heat input due to welding may adversely affect the properties of the rack. Due to the different requirements for the two interconnected parts, it may be necessary to use different types of steel, as well as to harden these parts differently. These differences may require special measures relating to the weld joint.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine Zahnstange nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, die diese Nachteile vermeidet.Object of the present invention was to provide a rack according to the features of the preamble of claim 1, which avoids these disadvantages.

Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch die Zahnstange gemäß Anspruch 1 gelöst. Dadurch, dass die Verbindung einen Endabschnitt eines der Teile sowie einen den Endabschnitt umgebenden hohlen Verbindungsabschnitt aufweist, wobei die Verbindung form- und/oder kraftschlüssig ausgebildet ist, werden die Nachteile einer stoffschlüssigen Verbindung vermieden. Auch können die beiden Teile unterschiedliche Querschnitte aufweisen, ohne dass sich an der Verbindungsstelle Schwachstellen aufgrund einer Kerbwirkung einstellen. Die beiden Teile können unabhängig voneinander hergestellt werden, ferner können Werkstoffauswahl und Wärmebehandlung einwandfrei an die unterschiedlichen Anforderungen an die beiden Teile angepasst werden.According to the invention, this object has been achieved by the rack according to claim 1. Characterized in that the connection has an end portion of one of the parts and a hollow connecting portion surrounding the end portion, wherein the connection is formed positive and / or non-positive, the disadvantages of a material connection are avoided. Also, the two parts may have different cross-sections without causing weak points due to a notch effect at the junction. The two parts can be manufactured independently of each other, furthermore, material selection and heat treatment can be perfectly adapted to the different requirements of the two parts.

Ein beispielsweise hülsenförmig ausgebildeter Mantel des hohlen Verbindungsabschnittes kann beispielsweise formschlüssig an den Außenumfang des Endabschnittes des anderen Teiles angeformt werden, beispielsweise in einem Umformverfahren, bei dem ein Rollierwerkzeug verwendet werden kann. Alternativ könnte der Mantel des hohlen Verbindungsabschnittes kraftschlüssig mit dem Endabschnitt des anderen Teiles verbunden sein, beispielsweise durch Einpressen des Endabschnittes in den hohlen Verbindungsabschnitt.An example of a sleeve-shaped shell of the hollow connecting portion can for example be integrally formed on the outer periphery of the end portion of the other part, for example in a forming process in which a roller burnishing tool can be used. Alternatively, the jacket of the hollow connecting portion could be frictionally connected to the end portion of the other part, for example by pressing the end portion into the hollow connecting portion.

Eine erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, dass der Mantel des hohlen Verbindungsabschnittes auf den Endabschnitt aufgeschrumpft ist. Dem Aufschrumpfen liegt das Prinzip der Wärmedehnung zu Grunde: der hohle Verbindungsabschnitt wird soweit erwärmt, dass die von dem Mantel des Verbindungsabschnittes begrenzte Aufnahme für den Endabschnitt des anderen Teiles soweit aufgeweitet ist, dass der Endabschnitt einwandfrei in die Aufnahme eingesetzt werden kann. Unter Abkühlung des hohlen Verbindungsabschnittes schrumpft dieser nun auf den Endabschnitt auf. Mit dem Aufschrumpfen kann eine einwandfreie Verbindung zwischen den beiden Teilen hergestellt werden. Die axiale Überdeckung zwischen dem Endabschnitt des einen Teiles und dem hohlen Verbindungsabschnitt ist so bemessen, dass die erwarteten Belastungen der Zahnstange im Bereich dieser Verbindung einwandfrei aufgenommen werden können.A development according to the invention provides that the jacket of the hollow connection section is shrunk onto the end section. Shrinking is based on the principle of thermal expansion: the hollow connecting section is heated to such an extent that the receptacle bounded by the jacket of the connecting section is widened so far for the end section of the other part that the end section can be inserted into the receptacle without any problem. As the hollow connection section cools, it now shrinks to the end section. By shrinking a perfect connection between the two parts can be made. The axial overlap between the end portion of the one part and the hollow connecting portion is sized so that the expected loads on the rack can be properly absorbed in the region of this compound.

Erfindungsgemäße Weiterbildungen können vorsehen, dass der hohle Verbindungsabschnitt einstückig an eines der beiden Teile der Zahnstange angeformt ist und mit seinem freien Ende dem Endabschnitt des anderen Teiles zugewandt ist.Further developments according to the invention can provide that the hollow connecting portion is integrally formed on one of the two parts of the rack and with its free end facing the end portion of the other part.

Ebenfalls in erfindungsgemäßer Weiterbildung kann vorgesehen werden, dass einander zugewandte Endabschnitte der beiden Teile der Zahnstange mittels eines Verbindungselementes miteinander verbunden sind, wobei die hohlen Verbindungsabschnitte des Verbindungselementes die Endabschnitte umgeben. Eine einfache Ausgestaltung dieser erfindungsgemäßen Variante kann beispielsweise vorsehen, dass das Verbindungselement durch eine Hülse gebildet ist. Diese Hülse kann an ihren den Endabschnitten zugewandten Enden jeweils mit einer Aufnahme für den benachbarten Endabschnitt versehen sein. Diese Hülse kann in der beschriebenen Weise auf die Endabschnitte der beiden Teile aufgeschrumpft werden.It can also be provided in a further development according to the invention that mutually facing end sections of the two parts of the toothed rack are connected to one another by means of a connecting element, wherein the hollow connecting sections of the connecting element surround the end sections. A simple embodiment of this variant according to the invention can provide, for example, that the connecting element is formed by a sleeve. This sleeve may be provided at their end portions facing the ends each with a receptacle for the adjacent end portion. This sleeve can be shrunk in the manner described on the end portions of the two parts.

In erfindungsgemäßer Weiterbildung kann der Endabschnitt mit einem Rändel versehen sein, so dass ein die Aufnahme begrenzender Mantel des Verbindungsabschnittes an diesen Rändel anrolliert werden kann. Auf diese Weise kann eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Teilen gegen unerwünschte Verdrehung hergestellt werden.In an embodiment of the invention, the end portion may be provided with a knurl, so that a recording limiting coat of Connecting portion can be mounted on this knurl. In this way, a positive connection between the two parts can be made against undesired rotation.

Der Endabschnitt des Teiles kann mit einer oder mehreren Ausnehmungen versehen sein, die in Richtung auf dessen freies Ende hin begrenzt sind, und die für den Eingriff des Verbindungsabschnittes vorgesehen sind. Beispielsweise kann der Verbindungsabschnitt nach Fertigstellung der erfindungsgemäßen Verbindung mit einem an seinem freien Ende angeordneten Bord in eine Ringnut des Endabschnittes des Teiles eingreifen, so dass das Teil in axialer Richtung derart formschlüssig mit dem Verbindungsabschnitt verbunden ist, dass dieses Teil nicht mehr aus der Aufnahme des hohlen Verbindungsabschnittes herausgezogen werden kann.The end portion of the part may be provided with one or more recesses which are delimited towards its free end, and which are provided for engagement of the connecting portion. For example, after completion of the connection according to the invention, the connection section can engage with an edge arranged at its free end into an annular groove of the end section of the part, so that the part is connected in the axial direction with the connection section in such a form-fitting manner that this part no longer protrudes from the receptacle of the part hollow connecting portion can be pulled out.

Eine besonders günstige erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, dass die weiter oben bereits beschriebene Hülse während des Aufschrumpfens auf die beiden einander zugewandten Endabschnitte der beiden Teile zusätzlich in einem Umformverfahren an die Endabschnitte angedrückt wird. Beispielsweise kann die Hülse mit einem Rollierwerkzeug unter plastischer Verformung an die Kontur der Endabschnitte anrolliert werden. Wenn die Endabschnitte in der beschriebenen Weise mit einem Rändel und beispielsweise mit der beschriebenen Ringnut versehen sind, kann die Hülse unter plastischer Verformung an die Kontur des Rändels angeformt und unter Ausbildung eines Radialbordes in die Nut hinein geformt werden.A particularly favorable development according to the invention provides that the sleeve already described above is additionally pressed against the end sections during the shrinking on the two mutually facing end sections of the two parts in a forming process. For example, the sleeve can be rolled with a roller burnishing tool under plastic deformation to the contour of the end sections. If the end portions are provided in the manner described with a knurl and, for example, with the described annular groove, the sleeve can be molded under plastic deformation to the contour of the knurl and formed with the formation of a Radialbordes in the groove.

Die Verbindung zwischen den beiden Teilen kann erforderlichenfalls weiter verbessert werden, indem vor und während des Aufschrumpfens die beiden Teile axial gegeneinander mit großer Kraft angepresst werden. In diesem Fall können die beiden einander zugewandten Endabschnitte der beiden Teile an ihren Stirnseiten mit Anlageflächen füreinander versehen sein, die beispielsweise plan ausgeführt sind. Wenn die zuvor beschriebene Hülse auf die beiden Endabschnitte aufgeschrumpft wird, zieht sich die Hülse auch in axialer Richtung zusammen. Nach Beendigung des Aufschrumpfes und Wegnahme der axialen Anpresskraft von den beiden Teilen der Zahnstange steht die Hülse unter axialer Zugspannung, so dass die beiden Teile unter einer entsprechenden Druckkraft gegeneinander angedrückt werden. Auf diese Weise kann die Verbindung zwischen den beiden Teilen weiter verbessert werden.The connection between the two parts can, if necessary, be further improved by pressing the two parts axially against each other with great force before and during shrinking. In this case, the two mutually facing end portions of the two parts may be provided at their end faces with contact surfaces for each other, which are executed, for example, plan. When the sleeve described above is shrunk onto the two end sections, the sleeve also contracts in the axial direction. After completion of the shrinking and removal of the axial contact pressure of the two parts of the rack, the sleeve is under axial tension, so that the two parts are pressed against each other under a corresponding pressure force. In this way, the connection between the two parts can be further improved.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von drei in insgesamt vier Figuren abgebildeten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to three illustrated in a total of four figures embodiments. Show it:

1 einen Ausschnitt einer elektromechanisch unterstützten Zahnstangenlenkung mit einer erfindungsgemäßen Zahnstange 1 a section of an electromechanically assisted rack and pinion steering with a rack according to the invention

2 eine Ausschnittsvergrößerung aus der 1 im Längsschnitt 2 an excerpt from the 1 in longitudinal section

3 eine weitere erfindungsgemäße Zahnstange in einer Ausschnitts vergrößerung wie in 2 und 3 a further rack according to the invention in a detail enlargement as in 2 and

4 eine weitere erfindungsgemäße Zahnstange in einer Ausschnittsvergrößerung wie in 2. 4 a further rack according to the invention in an enlarged detail as in 2 ,

1 zeigt einen Ausschnitt einer elektromechanisch unterstützten Zahnstangenlenkung mit einer erfindungsgemäßen Zahnstange 1. Auf der Zahnstange 1 ist ein Kugelgewindetrieb 2 angeordnet, dessen Spindelmutter 3 von einem hier nicht abgebildeten Elektromotor über einen Treibriemen 4 angetrieben wird. Die Spindelmutter 3 ist auf einem Gewindespindelabschnitt 5 drehbar angeordnet. Zwischen der Spindelmutter 3 und dem Gewindespindelabschnitt 5 sind hier nicht abgebildete Kugeln angeordnet, die an Kugelrillen 6 der Spindelmutter 3 und des Gewindespindelabschnittes 5 abwälzen. In der 1 ist die Kugelrille 6 des Gewindespindelabschnittes 5 abgebildet. Unter Drehung der Spindelmutter 3 wird die Zahnstange 1 in den axialen Richtungen verlagert. 1 shows a section of an electromechanically assisted rack and pinion steering with a rack according to the invention 1 , On the rack 1 is a ball screw 2 arranged, whose spindle nut 3 from an electric motor not shown here via a drive belt 4 is driven. The spindle nut 3 is on a threaded spindle section 5 rotatably arranged. Between the spindle nut 3 and the threaded spindle portion 5 here are not shown balls arranged on ball grooves 6 the spindle nut 3 and the threaded spindle section 5 roll off. In the 1 is the ball groove 6 of the threaded spindle section 5 displayed. Turn the spindle nut 3 becomes the rack 1 displaced in the axial directions.

Die Zahnstange 1 ist vorliegend aus zwei axial hintereinander angeordneten Teilen 7, 8 zusammengesetzt. Das Teil 7 der Zahnstange 1 ist mit einer entlang der Längsachse der Zahnstange 1 erstreckten Verzahnung 9 versehen. Ein hier nicht abgebildetes Ritzel einer Lenkstange greift in diese Verzahnung 9 ein. Das Teil 8 der Zahnstange 1 ist stangenförmig ausgebildet und mit dem Gewindespindelabschnitt 5 versehen. Die Kugelrille 6 ist schraubenförmig um die Längsachse der Zahnstange 1 gewunden und bildet ein Außengewinde 10.The rack 1 is presently made of two axially successively arranged parts 7 . 8th composed. The part 7 the rack 1 is one along the longitudinal axis of the rack 1 extended toothing 9 Mistake. A not shown here pinion of a handlebar engages in this toothing 9 one. The part 8th the rack 1 is rod-shaped and with the threaded spindle section 5 Mistake. The ball groove 6 is helical around the longitudinal axis of the rack 1 wound and forms an external thread 10 ,

Die beiden Teile 7, 8 der Zahnstange 1 sind mittels einer Hülse 11 form- und kraftschlüssig miteinander verbunden. Diese Hülse 11 bildet ein Verbindungselement 11a.The two parts 7 . 8th the rack 1 are by means of a sleeve 11 positively and non-positively connected. This sleeve 11 forms a connecting element 11a ,

8 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung der 1. Hier ist deutlich die längs geschnittene Hülse 11 zu erkennen. Die beiden Teile 7, 8 sind mit ihren einander zugewandten Endabschnitten 12, 13 in einer Aufnahme 14 der Hülse 11 angeordnet. Die Hülse 11 bildet mit ihren den beiden Endabschnitten 12, 13 zugewandten Aufnahmen 14 jeweils einen hohlen Verbindungsabschnitt 14a, der den zugeordneten Endabschnitt 12, 13 der beiden Teile 7, 8 ringförmig umgibt. Die Hülse 11 weist einen ringförmig geschlossenen Mantel 15 auf, der auf die Endabschnitte 12, 13 der beiden Teile 7, 8 aufgeschrumpft ist. Bei diesem einfach herstellbaren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist die Hülse 11 demzufolge auf die Endabschnitte 12, 13 aufgeschrumpft. 8th shows an enlarged detail of the 1 , Here is clearly the longitudinal cut sleeve 11 to recognize. The two parts 7 . 8th are with their mutually facing end portions 12 . 13 in a recording 14 the sleeve 11 arranged. The sleeve 11 forms with their two end sections 12 . 13 facing shots 14 each a hollow connecting portion 14a that the associated end section 12 . 13 the two parts 7 . 8th surrounds annularly. The sleeve 11 has a ring-shaped closed jacket 15 on top of that end 12 . 13 the two parts 7 . 8th has shrunk. In this easily manufactured embodiment of the invention, the sleeve 11 consequently to the end sections 12 . 13 shrunk.

Die beiden Endabschnitte 12, 13 der beiden Teile 7, 8 sind jeweils an ihrem Außenumfang mit einem umlaufenden Rändel 16, 17 versehen, wobei diese Rändel 16, 17 von den freien Enden der beiden Endabschnitte 12, 13 axial beabstandet sind. Die einander zugewandten Enden der beiden Endabschnitte 12, 13 sind jeweils mit einer Anlagefläche 18, 19 füreinander versehen, wobei diese Anlageflächen 18, 19 plan ausgeführt sind und in einer zur Längsachse der Zahnstange 1 quer angeordneten Ebene liegen. Der jeweilige Rändel 16, 17 liegt axial zwischen der Anlagefläche 18, 19 und einer an den Teilen 7, 8 ausgebildeten Ringnut 20, 21, die an den Rändel 16, 17 anschließt.The two end sections 12 . 13 the two parts 7 . 8th are each on their outer circumference with a circumferential knurl 16 . 17 provided, with these knurls 16 . 17 from the free ends of the two end sections 12 . 13 axially spaced. The mutually facing ends of the two end portions 12 . 13 are each with a contact surface 18 . 19 provided for each other, these bearing surfaces 18 . 19 plan are executed and in one to the longitudinal axis of the rack 1 lie transversely arranged plane. The respective knurl 16 . 17 lies axially between the contact surface 18 . 19 and one at the parts 7 . 8th trained annular groove 20 . 21 attached to the knurl 16 . 17 followed.

Die Hülse 11 wird erwärmt, so dass deren Aufnahmen 14 zum einfachen Einführen der Endabschnitte 12, 13 der Teile 7, 8 radial erweitert sind. Der Mantel 15 der Hülse 11 ist zunächst einwandfrei hohlzylindrisch über seine gesamte axiale Erstreckung ausgeführt. Die beiden Teile 7, 8 der Zahnstange 1 werden nun unter großer axialer Kraft gegeneinander angedrückt, so dass die beiden Anlageflächen 18, 19 in Presskontakt stehen. Die erwärmte Hülse 11 wird nun mittels eines hier nicht abgebildeten Rollierwerkzeuges an die Endabschnitte 12, 13 der beiden Teile 7, 8 anrolliert, wobei Material der Hülse 11 in die Rändel 16, 17 fließt. Ferner werden die freien Enden der Hülse 11 in die Ringnuten 20, 21 anrolliert, wobei an den freien Enden der Hülse 11 Borde 22 erzeugt werden. Nach Abkühlen der Hülse 11 und Entfernung der axialen Druckkraft von den beiden Teilen 7, 8 ist eine einwandfreie Verbindung dieser beiden Teile 7, 8 der Zahnstange 1 hergestellt, die sowohl form- als auch kraftschlüssig ausgeführt ist.The sleeve 11 is heated so that their shots 14 for easy insertion of the end sections 12 . 13 Of the parts 7 . 8th are radially expanded. The coat 15 the sleeve 11 is initially properly executed hollow cylindrical over its entire axial extent. The two parts 7 . 8th the rack 1 are now pressed against each other under great axial force, so that the two contact surfaces 18 . 19 in press contact. The heated sleeve 11 is now by means of a not shown here Rollierwerkzeuges to the end sections 12 . 13 the two parts 7 . 8th rolled up, with material of the sleeve 11 in the knurls 16 . 17 flows. Further, the free ends of the sleeve 11 in the annular grooves 20 . 21 rolled up, being at the free ends of the sleeve 11 Borde 22 be generated. After cooling the sleeve 11 and removal of the axial compressive force from the two parts 7 . 8th is a perfect connection of these two parts 7 . 8th the rack 1 manufactured, which is executed both positive and non-positive.

Unter ihrer Abkühlung schrumpft die Hülse 11 sowohl in Umfangs- als auch in axialer Richtung. Der Eingriff der Borde 22 in die Ringnuten 20, 21 erzeugt einen Formschluss in axialer Richtung derart, dass die Hülse 11 mit einer axialen Zugspannung beaufschlagt ist. Unter dieser Zugspannung werden die beiden Teile 7, 8 mit ihren Anlageflächen 18, 19 gegeneinander angedrückt. Das Schrumpfen der Hülse 11 in Umfangsrichtung bewirkt eine Verringerung des radialen Durchmessers der Aufnahme 14, so dass sich der Mantel 15 der Hülse 11 an den Außenumfang der Endabschnitte 12, 13 eng anlegt.As it cools down, the sleeve shrinks 11 both in the circumferential and in the axial direction. The engagement of the shelves 22 in the annular grooves 20 . 21 creates a positive connection in the axial direction such that the sleeve 11 is subjected to an axial tensile stress. Under this tension are the two parts 7 . 8th with their contact surfaces 18 . 19 pressed against each other. Shrinking the sleeve 11 in the circumferential direction causes a reduction in the radial diameter of the recording 14 so that's the coat 15 the sleeve 11 on the outer periphery of the end portions 12 . 13 engages tightly.

Die in der 3 abgebildete erfindungsgemäße Zahnstange 1 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen Zahnstange lediglich dadurch, dass nach Abschluss des Anrollierens der Hülse 11 an deren Mittelabschnitt ein Materialaufwurf 23 ausgebildet ist. Dieser Materialaufwurf 23 kann zum einen das Fließen des Materiales begünstigen. Zum anderen erhöht dieser Materialaufwurf 23 die Biegefestigkeit der Hülse 11.The in the 3 illustrated rack according to the invention 1 differs from the rack described above only in that after completion of the Anrollierens the sleeve 11 at the middle section of a Materialaufwurf 23 is trained. This material throw 23 can favor the flow of the material. On the other hand, this material increase increases 23 the flexural strength of the sleeve 11 ,

3 zeigt außerdem eine Profillinie des Rollierwerkzeuges, mit dem die Hülse 11 an die Zahnstange 1 anrolliert wird. Ferner zeigt 3 unterhalb der Längsachse der Zahnstange 1, dass die freien Enden der Hülse 11 zunächst einwandfrei hohlzylindrisch ausgeführt sind. 3 also shows a profile line of the roller burnishing tool with which the sleeve 11 to the rack 1 is rolled up. Further shows 3 below the longitudinal axis of the rack 1 in that the free ends of the sleeve 11 initially executed perfectly hollow cylindrical.

Die in 4 abgebildete erfindungsgemäße Variante unterscheidet sich von der aus der 3 lediglich dadurch, dass die beiden Endabschnitte 12, 13 der beiden Teile 7, 8 jeweils mit einer radialen Einschnürung 25, 26 versehen sind, wobei während des Einrollierens der Mantel 15 der Hülse 11 zusätzlich in diese Einschnürungen 25, 26 hinein rolliert wird. Durch diese Maßnahme kann erforderlichenfalls die Verbindung zwischen den beiden Teilen 7, 8 weiter verbessert werden, da ein unerwünschtes Auseinanderziehen der beiden Teile 7, 8 durch diese zusätzliche Maßnahme sicher verhindert ist. In der 4 ist ebenfalls eine Profillinie 27 des hier verwendeten Rollierwerkzeuges abgebildet.In the 4 Pictured variant of the invention differs from that of the 3 only in that the two end sections 12 . 13 the two parts 7 . 8th each with a radial constriction 25 . 26 are provided, wherein during the Einrollierens the jacket 15 the sleeve 11 in addition to these constrictions 25 . 26 is rolled into it. By this measure, if necessary, the connection between the two parts 7 . 8th be further improved, as an undesirable pulling apart of the two parts 7 . 8th is safely prevented by this additional measure. In the 4 is also a profile line 27 of the roller burnishing tool used here.

Das Anrollieren der Hülse an die Endabschnitte der beiden Teile der Zahnstange kann bedarfsweise an lediglich den Stellen der Hülse vorgenommen werden, bei denen Material der Hülse zur Erzeugung eines Formschlusses fließen soll.The rolling of the sleeve to the end portions of the two parts of the rack can, if necessary, be made to only the locations of the sleeve, in which material of the sleeve to generate a positive connection to flow.

Bei der erfindungsgemäßen Zahnstange kann durch den gezielten Einsatz von Rohmaterialien und Wanddickenoptimierung für das Verbindungselement eine gewichtsoptimierte Verbindung bereitgestellt werden.In the rack according to the invention, a weight-optimized connection can be provided by the targeted use of raw materials and wall thickness optimization for the connecting element.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Zahnstangerack
22: KugelgewindetriebBall Screw
33: Spindelmutterspindle nut
44: Treibriemenbelts
55: Gewindeabschnittthreaded portion
66: Kugelrilleball groove
77: Teilpart
88th: Teilpart
99: Verzahnunggearing
1010: Außengewindeexternal thread
1111: Hülseshell
11a11a: Verbindungselementconnecting element
1212: Endabschnittend
1313: Endabschnittend
1414: Aufnahmeadmission
14a14a: Verbindungsabschnittconnecting portion
1515: Mantelcoat
1616: Rändelknurled
1717: Rändelknurled
1818: Anlageflächecontact surface
19 19: Anlageflächecontact surface
2020: Ringnutring groove
2121: Ringnutring groove
2222: Bordshelf
2323: MaterialaufwurfMaterial throw
2424: Profillinieprofile line
2525: Einschnürungconstriction
2626: Einschnürungenconstrictions
2727: Profillinieprofile line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007029000 A1 [0002] DE 102007029000 A1 [0002]

Claims

Zahnstange (1) für eine Zahnstangenlenkung eines Kraftfahrzeuges, wobei die Zahnstange (1) aus mehreren, mittels einer Verbindung miteinander verbundenen Teilen (7, 8) gebildet ist, von denen ein erstes Teil (7) mit einer entlang der Längsachse der Zahnstange (1) erstreckten Verzahnung (9) und ein zweites Teil (8) mit einem schraubenförmig um die Längsache herum angeordneten Außengewinde (10) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung einen Endabschnitt (12, 13) eines der Teile (7, 8) sowie einen den Endabschnitt (12, 13) umgebenden hohlen Verbindungsabschnitt (14a) aufweist, wobei der Endabschnitt (12, 13) und der hohle Verbindungsabschnitt (14a) form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind.Rack ( 1 ) for a rack and pinion steering of a motor vehicle, wherein the rack ( 1 ) of a plurality of parts interconnected by means of a connection ( 7 . 8th ), of which a first part ( 7 ) with one along the longitudinal axis of the rack ( 1 ) extended interlocking ( 9 ) and a second part ( 8th ) with a helically around the Längsache arranged around external thread ( 10 ), characterized in that the connection has an end portion ( 12 . 13 ) one of the parts ( 7 . 8th ) as well as the end section ( 12 . 13 ) surrounding hollow connecting portion ( 14a ), wherein the end portion ( 12 . 13 ) and the hollow connecting portion ( 14a ) are positively and / or non-positively connected.

Zahnstange (1) nach Anspruch 1, bei der ein Mantel (14) des hohlen Verbindungsabschnittes (14a) auf den Endabschnitt (12, 13) aufgeschrumpft ist.Rack ( 1 ) according to claim 1, wherein a jacket ( 14 ) of the hollow connecting portion ( 14a ) on the end section ( 12 . 13 ) has shrunk.

Zahnstange (1) nach Anspruch 1, bei der einander zugewandte Endabschnitte (12, 13) der beiden Teile (7, 8) mittels eines Verbindungselementes (11a) miteinander verbunden sind, wobei die hohlen Verbindungsabschnitte (14a) des Verbindungselementes (11a) die Endabschnitte (12, 13) umgeben.Rack ( 1 ) according to claim 1, wherein the mutually facing end portions ( 12 . 13 ) of the two parts ( 7 . 8th ) by means of a connecting element ( 11a ), the hollow connecting sections ( 14a ) of the connecting element ( 11a ) the end sections ( 12 . 13 ) surround.

Zahnstange (1) nach Anspruch 3, bei der die Endabschnitte (12, 13) der beiden Teile (7, 8) stirnseitig mit Anlageflächen (18, 19) füreinander versehen sind.Rack ( 1 ) according to claim 3, in which the end sections ( 12 . 13 ) of the two parts ( 7 . 8th ) frontally with contact surfaces ( 18 . 19 ) are provided for each other.

Zahnstange (1) nach Anspruch 1, bei der der Endabschnitt (12, 13) an seinem Außenumfang mit einem Rändel (16, 17) versehen ist.Rack ( 1 ) according to claim 1, wherein the end portion ( 12 . 13 ) on its outer periphery with a knurl ( 16 . 17 ) is provided.

Zahnstange (1) nach Anspruch 1, bei der der Endabschnitt (12, 13) mit wenigstens einer in einer axialen Richtung begrenzten Ausnehmung für den Eingriff des Verbindungselementes (14a) versehen ist.Rack ( 1 ) according to claim 1, wherein the end portion ( 12 . 13 ) with at least one limited in an axial direction recess for engagement of the connecting element ( 14a ) is provided.

Verfahren zum Herstellen einer Zahnstange (1) nach einem oder mehreren der zuvor genannten Ansprüche, bei dem der durch Erwärmung aufgeweitete Verbindungabschnitt (11a) auf den Endabschnitt (12, 13) aufgebracht ist, und bei dem die beiden Teile (7, 8) in einer vorbestimmten Lage zueinander angeordnet sind, und bei dem der Verbindungsabschnitt (11a) durch Abkühlung auf den Endabschnitt (12, 13) aufgeschrumpft wird.Method for producing a toothed rack ( 1 ) according to one or more of the preceding claims, in which the heating section ( 11a ) on the end section ( 12 . 13 ) is applied, and in which the two parts ( 7 . 8th ) are arranged in a predetermined position to each other, and wherein the connecting portion ( 11a ) by cooling on the end portion ( 12 . 13 ) is shrunk.

Verfahren zum Herstellen einer Zahnstange (1) nach Anspruch 7, bei dem der Verbindungsabschnitt (11a) mittels eines Umformwerkzeuges, insbesondere Rollierwerkzeug, an den Endabschnitt (12, 13) angeformt wird.Method for producing a toothed rack ( 1 ) according to claim 7, wherein the connecting portion ( 11a ) by means of a forming tool, in particular roller burnishing tool, to the end portion ( 12 . 13 ) is formed.

Verfahren zum Herstellen einer Zahnstange (1) nach Anspruch 7, bei dem vor dem Aufschrumpfen des Verbindungsabschnittes (11a) die beiden Teile (7, 8) endseitig in Anlage miteinander gebracht werden, wobei unter dem Aufschrumpfen des Verbindungsabschnittes (11a) die beiden Teile (7, 8) zunehmend gegeneinander angedrückt werden.Method for producing a toothed rack ( 1 ) according to claim 7, wherein prior to the shrinking of the connecting portion ( 11a ) the two parts ( 7 . 8th ) are brought into abutment with each other, wherein under the shrinking of the connecting portion ( 11a ) the two parts ( 7 . 8th ) are increasingly pressed against each other.