DE102021206635A1

DE102021206635A1 - Device for pressing a rack onto a pinion or a pinion shaft and a steering system for a motor vehicle with such a device

Info

Publication number: DE102021206635A1
Application number: DE102021206635.6A
Authority: DE
Inventors: Eduard Span
Original assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Priority date: 2021-06-25
Filing date: 2021-06-25
Publication date: 2022-12-29

Abstract

Vorrichtung zum Andrücken einer Zahnstange (2) an ein Ritzel oder eine Ritzelwelle (3), mit einem Gehäuse (5) und mit einem Druckstück (4), wobei das Druckstück (4) innerhalb des Gehäuses (5) in axialer Richtung einer Mittellängsachse (7) eines Gehäuseinnenraumes (6) verschieblich geführt ist, mit einem in axialer Richtung zur Mittellängsachse (7) am Gehäuse (5) festgesetzten Lagerelement (8), mit einem in axialer Richtung wirkenden Vorspannelement (9), wobei mittels des zwischen dem Lagerelement (8) und dem Druckstück (4) angeordneten Vorspannelementes (9) das Druckstück (4) mit einer Vorspannkraft in axialer Richtung zur Mittellängsachse (7) und von dem Lagerelement (8) weg gerichtet beaufschlagt ist, und sich das Vorspannelement (9) einerseits an dem Lagerelement (8) und andererseits an dem Druckstück (4) abstützt. Um Verschleißerscheinungen möglichst zuverlässig ausgleichen und/oder vorgegebener Toleranzen einhalten zu können, ist die Vorrichtung (1, 17) dadurch gekennzeichnet, dass ein radial zur Mittellängsachse (7) vorgespanntes Nachstellelement (10) zwischen dem Lagerelement (8) und dem Druckstück (4) angeordnet ist.Device for pressing a toothed rack (2) onto a pinion or a pinion shaft (3), with a housing (5) and with a pressure piece (4), the pressure piece (4) inside the housing (5) in the axial direction of a central longitudinal axis ( 7) of a housing interior (6), with a bearing element (8) fixed on the housing (5) in the axial direction to the central longitudinal axis (7), with a pretensioning element (9) acting in the axial direction, whereby by means of the bearing element ( 8) and the pressure piece (4) arranged prestressing element (9), the pressure piece (4) is subjected to a prestressing force in the axial direction towards the central longitudinal axis (7) and away from the bearing element (8), and the prestressing element (9) on the one hand the bearing element (8) and on the other hand on the pressure piece (4). In order to be able to compensate for signs of wear as reliably as possible and/or to be able to comply with specified tolerances, the device (1, 17) is characterized in that an adjusting element (10) prestressed radially to the central longitudinal axis (7) is mounted between the bearing element (8) and the pressure piece (4). is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Andrücken einer Zahnstange an ein Ritzel oder eine Ritzelwelle, mit einem Gehäuse und mit einem Druckstück, wobei das Druckstück innerhalb des Gehäuses in axialer Richtung einer Mittellängsachse eines Gehäuseinnenraumes des Gehäuses verschieblich geführt ist, mit einem in axialer Richtung zur Mittellängsachse am Gehäuse festgesetzten Lagerelement, mit einem in axialer Richtung wirkenden Vorspannelement, wobei mittels des zwischen dem Lagerelement und dem Druckstück angeordneten Vorspannelementes das Druckstück mit einer Vorspannkraft in axialer Richtung zur Mittellängsachse und von dem Lagerelement weg gerichtet beaufschlagt ist, und sich das Vorspannelement einerseits an dem Lagerelement und andererseits an dem Druckstück abstützt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Lenkung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Zahnstange, die in Längsrichtung der Zahnstange verschieblich gelagert ist, und mit einem Ritzel oder einer Ritzelwelle, wobei die Zahnstange in das Ritzel oder die Ritzelwelle eingreift, und mit einer vorstehend genannten Vorrichtung.The invention relates to a device for pressing a toothed rack onto a pinion or a pinion shaft, with a housing and with a pressure piece, the pressure piece being guided displaceably within the housing in the axial direction of a central longitudinal axis of a housing interior of the housing, with a central longitudinal axis in the axial direction bearing element fixed to the housing, with a prestressing element acting in the axial direction, with the prestressing element arranged between the bearing element and the pressure piece subjecting the pressure piece to a prestressing force in the axial direction towards the central longitudinal axis and directed away from the bearing element, and the prestressing element on the one hand on the Bearing element and on the other hand supported on the pressure piece. The invention also relates to a steering system for a motor vehicle, with a toothed rack that is movably mounted in the longitudinal direction of the toothed rack, and with a pinion or a pinion shaft, with the toothed rack engaging in the pinion or the pinion shaft, and with a device mentioned above.

Eine derartige Vorrichtung bzw. Lenkung ist aus der JP 2010-195278 A bekannt. Gemäß einer ersten hier gezeigten Ausführungsform ist das Vorspannelement als eine Druckfeder ausgebildet, die zwischen dem Lagerelement und dem Druckstück angeordnet ist und das Druckstück auf die Zahnstange drückt. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Druckfeder mittels eines Sprengrings ersetzt. Somit dient in dieser alternativen Ausführungsform der Sprengring als das Vorspannelement.Such a device or steering is from JP 2010-195278 A famous. According to a first embodiment shown here, the prestressing element is designed as a compression spring which is arranged between the bearing element and the pressure piece and presses the pressure piece onto the toothed rack. According to an alternative embodiment, the compression spring is replaced by a snap ring. Thus, in this alternate embodiment, the snap ring serves as the biasing member.

Darüber hinaus sind Vorrichtungen zum Andrücken einer Zahnstange sowie Lenkungen für ein Kraftfahrzeug mit einer Zahnstange in verschiedenen Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere weisen derartige Lenkungen ein Lenkgetriebe mit der Zahnstange und dem Ritzel oder der Ritzelwelle auf, wobei das Ritzel oder die Ritzelwelle mit einem gezahnten Bereich der Zahnstange kämmt. Eine über ein Lenkrad auf die Lenkwelle und das Ritzel oder die Ritzelwelle aufgebrachte Rotationskraft kann in eine Kraft zum Verschieben der Zahnstange umgewandelt und hierüber an lenkbare Räder des Fahrzeugs weitergeleitet werden. Lenkungen mit einer Zahnstange können als hydraulische, elektrohydraulische oder elektrische Lenkungen ausgebildet sein, die einen Fahrzeugführer beim Lenkvorgang unterstützen. Darüber hinaus kann eine Lenkung mit einer Zahnstange als eine sogenannte Steerby-Wire Lenkung ausgebildet sein.In addition, devices for pressing a rack and steering systems for a motor vehicle with a rack are known in various designs from the prior art. In particular, such steering systems have a steering gear with the rack and the pinion or the pinion shaft, the pinion or the pinion shaft meshing with a toothed area of the rack. A rotational force applied via a steering wheel to the steering shaft and the pinion or the pinion shaft can be converted into a force for displacing the toothed rack and thereby transmitted to steerable wheels of the vehicle. Steering systems with a rack can be in the form of hydraulic, electrohydraulic or electric steering systems that support a vehicle driver during the steering process. In addition, a steering system with a toothed rack can be designed as a so-called steer-by-wire steering system.

Da in einem Lenkgetriebe teilweise erhebliche Kräfte auftreten können, wurde bereits früh erkannt, dass besondere Vorkehrungen zu treffen sind, um die Zahnstange in möglichst spielfreiem Eingriff mit dem Ritzel oder der Ritzelwelle zu halten. Ansonsten besteht die Gefahr, dass sich die Zahnstange unter Belastung beispielsweise vom Ritzel oder der Ritzelwelle wegbewegt, indem sie sich beispielsweise quer zur Zahnstangenlängsrichtung verformt. Hierbei würde es zumindest zu einer unerwünschten Erhöhung des Spiels in der Lenkung, im Extremfall sogar zu einem Durchrutschen der Lenkung kommen.Since considerable forces can sometimes occur in a steering gear, it was recognized early on that special precautions had to be taken in order to keep the toothed rack engaged with the pinion or the pinion shaft with as little play as possible. Otherwise there is a risk that the toothed rack will move away from the pinion or the pinion shaft under load, for example by being deformed transversely to the longitudinal direction of the toothed rack. This would at least result in an undesirable increase in the play in the steering, and in extreme cases even in the steering slipping.

Um dies zu verhindern, wird im Bereich des Ritzels oder der Ritzelwelle üblicherweise ein Druckstück eingesetzt, welches die Zahnstange mit einer möglichst konstanten Andruckkraft gegen das Ritzel oder die Ritzelwelle beaufschlagt. Das Einstellen einer gewünschten oder vorgegebenen Andruckkraft und/oder die Berücksichtigung von Verschleißerscheinungen und/oder die Vermeidung von störenden Klappergeräuschen während des Betriebs stellen hierbei Herausforderungen an die Ausbildung der Vorrichtung zum Andrücken der Zahnstange und einer mit einer solchen Vorrichtung ausgebildeten Lenkung dar.In order to prevent this, a pressure piece is usually used in the area of the pinion or the pinion shaft, which acts on the toothed rack with a pressure force that is as constant as possible against the pinion or the pinion shaft. The setting of a desired or specified pressure force and/or the consideration of signs of wear and/or the avoidance of disturbing rattling noises during operation present challenges to the design of the device for pressing the rack and a steering system designed with such a device.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Vorrichtung und/oder eine Lenkung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, sodass Verschleißerscheinungen möglichst zuverlässig ausgeglichen und/oder vorgegebene Toleranzen eingehalten werden können. Insbesondere soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.It is the object on which the invention is based to further develop a device and/or a steering system of the type mentioned at the outset in such a way that signs of wear can be compensated for as reliably as possible and/or specified tolerances can be maintained. In particular, an alternative embodiment is to be provided.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 und mittels einer Lenkung nach Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.The object on which the invention is based is achieved with a device according to claim 1 and by means of a steering system according to claim 10 . Preferred developments of the invention can be found in the dependent claims and in the following description.

Die Vorrichtung ist zum Andrücken einer Zahnstange an ein Ritzel oder eine Ritzelwelle ausgebildet. Insbesondere weist die Vorrichtung eine Zahnstange und ein Ritzel oder eine Ritzelwelle auf. Des Weiteren hat die Vorrichtung ein Gehäuse und ein Druckstück. Hierbei ist das Druckstück innerhalb des Gehäuses in axialer Richtung einer Mittellängsachse eines Gehäuseinnenraumes des Gehäuses verschieblich geführt. Der Gehäuseinnenraum des Gehäuses kann hohlzylindrisch ausgebildet sein. Die Vorrichtung hat ein Lagerelement, das in axialer Richtung zur Mittellängsachse am Gehäuse festgesetzt ist. Das Lagerelement kann als eine Abdeckung oder als ein Deckel ausgebildet sein, mit dem der Gehäuseinnenraum verschlossen ist. Des Weiteren weist die Vorrichtung ein in axialer Richtung wirkendes Vorspannelement auf. Das Vorspannelement ist zwischen dem Lagerelement und dem Druckstück angeordnet. Mittels des Vorspannelementes ist das Druckstück mit einer Vorspannkraft in axialer Richtung zur Mittellängsachse und von dem Lagerelement weg gerichtet beaufschlagt. Insbesondere bewirkt das Vorspannelement das Andrücken des Druckstücks an die Zahnstange und hierüber ein Andrücken der Zahnstange an das Ritzel oder die Ritzelwelle. Das Vorspannelement stützt sich einerseits an dem Lagerelement und andererseits an dem Druckstück ab. Insbesondere liegt das Vorspannelement mit einem ersten Ende oder einer ersten Seite unmittelbar an dem Lagerelement und mit einer von dem ersten Ende oder von der ersten Seite abgewandten zweiten Ende oder zweiten Seite unmittelbar an dem Druckstück an. Zwischen dem Lagerelement und dem Druckstück ist ein radial zur Mittellängsachse vorgespanntes Nachstellelement angeordnet.The device is designed to press a toothed rack onto a pinion or a pinion shaft. In particular, the device has a toothed rack and a pinion or a pinion shaft. Furthermore, the device has a housing and a pressure piece. Here, the pressure piece is guided displaceably within the housing in the axial direction of a central longitudinal axis of a housing interior of the housing. The housing interior of the housing can be designed as a hollow cylinder. The device has a bearing element which is fixed in the axial direction to the central longitudinal axis on the housing. The bearing element can be designed as a cover or as a lid with which the interior of the housing is closed. Furthermore, the device acts in the axial direction of the biasing element. The pretensioning element is arranged between the bearing element and the pressure piece. By means of the prestressing element, the pressure piece is subjected to a prestressing force in the axial direction towards the central longitudinal axis and directed away from the bearing element. In particular, the pretensioning element causes the pressure piece to be pressed against the toothed rack and thereby causes the toothed rack to be pressed onto the pinion or the pinion shaft. The pretensioning element is supported on the one hand on the bearing element and on the other hand on the pressure piece. In particular, the pretensioning element bears directly against the bearing element with a first end or a first side and directly against the pressure piece with a second end or second side facing away from the first end or from the first side. An adjusting element is arranged between the bearing element and the pressure piece and is prestressed radially to the central longitudinal axis.

Hierbei ist aufgrund der Kombination des Vorspannelementes und des Nachstellelementes von Vorteil, dass nicht nur ein eintretender Verschleiß ausgeglichen werden kann, sondern zusätzlich eine unerwünschte Erhöhung des Spiels in der Vorrichtung vermieden werden kann. Insbesondere ist über eine vorgesehene Betriebsdauer aufgrund der Kombination von Vorspannelement und Nachstellelement eine geringe Toleranzvorgabe einhaltbar.Due to the combination of the prestressing element and the adjusting element, it is advantageous here that not only can wear and tear that occurs be compensated for, but that an undesired increase in the play in the device can also be avoided. In particular, a low tolerance specification can be maintained over an intended period of operation due to the combination of prestressing element and adjusting element.

Nach einer weiteren Ausführungsform weist das Nachstellelement einen Keilabschnitt auf. Der Keilabschnitt des Nachstellelementes steigt radial zur Mittellängsachse von außen nach innen an. Mit anderen Worten verjüngt sich der Keilabschnitt radial von innen nach außen. Insbesondere ist eine Keilfläche dem Lagerelement zugewandt und/oder von dem Druckstück abgewandt. Vorzugsweise ist die Keilfläche schräg oder quer in Bezug zur Mittellängsachse ausgerichtet. Das Nachstellelement kann als ein offener Ring, insbesondere als ein Sprengring, ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Nachstellelement C-förmig sein. Der Keilabschnitt kann einen radialen äußeren Rand des Nachstellelementes bilden. Insbesondere weist das Nachstellelement einen einzigen Keilabschnitt und/oder einen ringförmigen oder ringartig ausgebildeten Keilabschnitt auf.According to a further embodiment, the adjusting element has a wedge section. The wedge section of the adjustment element increases radially to the central longitudinal axis from the outside inwards. In other words, the wedge section tapers radially from the inside to the outside. In particular, a wedge surface faces the bearing element and/or faces away from the pressure piece. The wedge surface is preferably aligned obliquely or transversely in relation to the central longitudinal axis. The adjustment element can be designed as an open ring, in particular as a snap ring. For example, the adjustment element can be C-shaped. The wedge section can form a radial outer edge of the adjustment element. In particular, the adjusting element has a single wedge section and/or a ring-shaped or ring-like wedge section.

Nach einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Abstützelement auf. Das Abstützelement ist zwischen dem Lagerelement und dem Druckstück angeordnet. Hierbei stützt sich das Nachstellelement in axialer Richtung zur Mittellängsachse an dem Abstützelement ab. Das Abstützelement kann ringartig oder ringförmig ausgebildet sein.According to a further embodiment, the device has a support element. The support element is arranged between the bearing element and the pressure piece. Here, the adjustment element is supported in the axial direction to the central longitudinal axis on the support element. The support element can be ring-like or ring-shaped.

Vorzugsweise übt das Abstützelement eine in axialer Richtung zur Mittellängsachse wirkende Nachstellkraft auf das Nachstellelement aus. Hierbei kann die Nachstellkraft aufgrund des Keilabschnittes des Nachstellelementes die radial zur Mittellängsachse wirkende Vorspannung des Nachstellelementes verstärken. Insbesondere ist das Abstützelement als ein Federelement ausgebildet. Beispielsweise kann das Abstellelement als ein Wellenfederring realisiert sein. Vorzugsweise ist die Nachstellkraft des Abstützelementes der Vorspannkraft des Vorspannelementes entgegengerichtet.The support element preferably exerts an adjustment force acting in the axial direction to the central longitudinal axis on the adjustment element. In this case, the adjusting force due to the wedge section of the adjusting element can increase the prestressing of the adjusting element acting radially to the central longitudinal axis. In particular, the support element is designed as a spring element. For example, the setting-off element can be implemented as a wave spring ring. The readjusting force of the support element is preferably directed in the opposite direction to the prestressing force of the prestressing element.

Gemäß einer Weiterbildung liegt das Abstützelement mit einer ersten Seite an dem Nachstellelement und mit einer von der ersten Seite abgewandten zweiten Seite an dem Druckstück an. Insbesondere ist das Nachstellelement zwischen dem Lagerelement und dem Abstützelement angeordnet. Somit liegt bei diesem Ausführungsbeispiel das Abstützelement einerseits unmittelbar an dem Nachstellelement und andererseits unmittelbar an dem Druckstück an. Insbesondere ist das Abstützelement als ein Flachring ausgebildet.According to a further development, the support element rests with a first side against the adjustment element and with a second side facing away from the first side against the pressure piece. In particular, the adjustment element is arranged between the bearing element and the support element. Thus, in this exemplary embodiment, the support element rests directly against the adjusting element on the one hand and directly against the pressure piece on the other hand. In particular, the support element is designed as a flat ring.

Nach einer weiteren, alternativen Ausführungsform liegt das Nachstellelement mit einer ersten Seite an dem Abstützelement und mit einer von der ersten Seite abgewandten zweiten Seite an dem Druckstück an. Insbesondere ist das Abstützelement zwischen dem Lagerelement und dem Nachstellelement angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt somit das Nachstellelement einerseits unmittelbar an dem Abstützelement und andererseits unmittelbar an dem Druckstück an.According to a further, alternative embodiment, the adjusting element rests with a first side against the support element and with a second side facing away from the first side against the pressure piece. In particular, the support element is arranged between the bearing element and the adjustment element. In this exemplary embodiment, the adjusting element thus rests directly against the support element on the one hand and directly against the pressure piece on the other hand.

Vorzugsweise ist das Nachstellelement koaxial zum Vorspannelement angeordnet. Insbesondere ist das Abstützelement koaxial zum Vorspannelement angeordnet. Hierbei kann sich das Vorspannelement durch eine Öffnung des Nachstellelementes und/oder durch eine Öffnung des Abstützelementes hindurch erstrecken. Insbesondere sind das Vorspannelement und das Nachstellelement und/oder das Abstützelement in radialer Richtung zur Mittellängsachse voneinander beabstandet. Eine koaxiale Anordnung des Nachstellelementes und/oder des Abstützelementes in Bezug zu dem Vorspannelement ermöglicht eine besonders Raum sparende und kompakte Bauweise.The adjusting element is preferably arranged coaxially with the prestressing element. In particular, the support element is arranged coaxially with the prestressing element. In this case, the prestressing element can extend through an opening in the adjustment element and/or through an opening in the support element. In particular, the prestressing element and the adjusting element and/or the support element are spaced apart from one another in the radial direction relative to the central longitudinal axis. A coaxial arrangement of the adjustment element and/or the support element in relation to the pretensioning element enables a particularly space-saving and compact design.

Gemäß einer Weiterbildung wirkt der Keilabschnitt des Nachstellelementes mit einem Gleit- und/oder Rampenabschnitt zusammen. Hierbei kann der Gleit- und/oder Rampenabschnitt an dem Gehäuse, insbesondere an einer Gehäusenut des Gehäuses, ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Gehäusenut an einer Innenseite des Gehäuseinnenraums ausgebildet. Der Keilabschnitt und der Gleit- und/oder Rampenabschnitt können form korrespondierend zueinander ausgebildet sein. Insbesondere hat der Gleit- und/oder Rampenabschnitt eine Rampenfläche, die parallel zu einer Keilfläche des Keilabschnitts ausgerichtet ist. Insbesondere liegen die Keilfläche und die Rampenfläche aneinander an.According to a development, the wedge section of the adjustment element interacts with a sliding and/or ramp section. In this case, the sliding and/or ramp section can be formed on the housing, in particular on a housing groove of the housing. The housing groove is preferably formed on an inside of the housing interior. The wedge section and the sliding and/or ramp section can be designed to correspond in shape to one another. In particular, the slide and/or ramp section has a ramp surface which is parallel to a wedge surface of the wedge aligned. In particular, the wedge surface and the ramp surface are in contact with one another.

Nach einer alternativen Ausführungsform wirkt der Keilabschnitt mit einem Gleit- und/oder Rampenabschnitt zusammen, wobei der Gleit- und/oder Rampenabschnitt an dem Abstützelement ausgebildet ist. Der Gleit- und/oder Rampenabschnitt des Abstützelementes kann eine Rampenfläche aufweisen, die parallel zu einer Keilfläche des Keilabschnittes ausgerichtet ist. Insbesondere liegen die Keilfläche und die Rampenfläche aneinander an. Das Abstützelement kann in einer Gehäusenut des Gehäuses angeordnet und/oder in axialer Richtung zur Mittellängsachse festgesetzt sein. Vorzugsweise ist die Gehäusenut an einer Innenseite des Gehäuseinnenraums ausgebildet.According to an alternative embodiment, the wedge section interacts with a sliding and/or ramp section, the sliding and/or ramp section being formed on the support element. The sliding and/or ramp section of the support element can have a ramp surface which is aligned parallel to a wedge surface of the wedge section. In particular, the wedge surface and the ramp surface are in contact with one another. The support element can be arranged in a housing groove of the housing and/or fixed in the axial direction to the central longitudinal axis. The housing groove is preferably formed on an inside of the housing interior.

Von besonderem Vorteil ist eine Lenkung für ein Kraftfahrzeug und mit einer Zahnstange, die in Längsrichtung der Zahnstange verschieblich gelagert ist, und mit einem Ritzel oder einer Ritzelwelle, wobei die Zahnstange in das Ritzel oder die Ritzelwelle eingreift, und mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Vorzugsweise ist die Lenkung gemäß den im Zusammenhang mit der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet.Of particular advantage is a steering system for a motor vehicle and with a toothed rack, which is movably mounted in the longitudinal direction of the toothed rack, and with a pinion or a pinion shaft, the toothed rack engaging in the pinion or the pinion shaft, and with a device according to the invention. The steering is preferably further developed in accordance with the configurations explained in connection with the device according to the invention described here.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente. Es zeigen:

1 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen ersten Vorrichtung, und
2 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen weiteren Vorrichtung.

The invention is explained in more detail below with reference to the figures. In this case, the same reference symbols relate to the same, similar or functionally the same components or elements. Show it:

1 a sectional side view of a first device according to the invention, and
2 a sectional side view of a further device according to the invention.

1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen ersten Vorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 weist eine Zahnstange 2 auf. Des Weiteren weist die Vorrichtung 1 eine Ritzelwelle 3 auf. Die Zahnstange 2 wird mittels eines Druckstücks 4 an die Ritzelwelle 3 gedrückt. Somit stehen hier nicht näher dargestellte Zähne der Zahnstange 2 und der Ritzelwelle 3 in Eingriff miteinander. Hierbei ist das Druckstück 4 auf einer von der Ritzelwelle 3 abgewandten Seite der Zahnstange 2 angeordnet. 1 shows a sectional side view of a first device 1 according to the invention. The device 1 has a toothed rack 2 . Furthermore, the device 1 has a pinion shaft 3 . The toothed rack 2 is pressed against the pinion shaft 3 by means of a pressure piece 4 . Thus, here are not shown teeth of the rack 2 and the pinion shaft 3 in engagement with each other. Here, the pressure piece 4 is arranged on a side of the rack 2 facing away from the pinion shaft 3 .

Die Vorrichtung 1 weist ein Gehäuse 5 auf. Das Gehäuse 5 kann als ein eigenständiges Gehäuse oder als ein einstückiger Bestandteil eines Getriebegehäuses eines Lenkgetriebes für eine Lenkung ausgebildet sein. Das Gehäuse 5 bildet einen Gehäuseinnenraum 6. Hierbei ist das Druckstück 4 innerhalb des Gehäuses 5 in axialer Richtung einer Mittellängsachse 7 des Gehäuseinnenraums 6 verschieblich geführt. Der Gehäuseinnenraum 6 ist bei diesem Ausführungsbeispiel hohlzylindrisch ausgebildet. Das Druckstück 4 liegt gleitbeweglich an einer Innenseite des Gehäuseinnenraums 6 an.The device 1 has a housing 5 . The housing 5 can be designed as an independent housing or as a one-piece component of a gear housing of a steering gear for a steering system. The housing 5 forms a housing interior 6. Here, the pressure piece 4 is guided displaceably within the housing 5 in the axial direction of a central longitudinal axis 7 of the housing interior 6. In this exemplary embodiment, the housing interior 6 is designed as a hollow cylinder. The pressure piece 4 is in sliding contact with an inside of the housing interior 6 .

Des Weiteren weist die Vorrichtung 1 ein Lagerelement 8 auf. Das Lagerelement 8 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als eine Abdeckung bzw. als ein Deckel ausgebildet. Der Gehäuseinnenraum 6 ist mittels des Lagerelementes 8 verschlossen. Im Einzelnen ist eine von der Ritzelwelle 3 abgewandte Öffnung des Gehäuses 5 mittels des Lagerelementes 8 verschlossen. Das Lagerelement 8 ist in axialer Richtung zur Mittellängsachse 7 an dem Gehäuse 5 festgesetzt.Furthermore, the device 1 has a bearing element 8 . In this exemplary embodiment, the bearing element 8 is designed as a cover or as a lid. The housing interior 6 is closed by the bearing element 8 . In detail, an opening in the housing 5 facing away from the pinion shaft 3 is closed by means of the bearing element 8 . The bearing element 8 is fixed to the housing 5 in the axial direction relative to the central longitudinal axis 7 .

Die Vorrichtung 1 hat ein Vorspannelement 9. Das Vorspannelement 9 ist zwischen dem Lagerelement 8 und dem Druckstück 4 angeordnet. Mittels des Vorspannelementes 9 ist das Druckstück 4 mit einer Vorspannkraft in axialer Richtung zur Mittellängsachse 7 und in Richtung auf die Zahnstange 2 beaufschlagt. Mit anderen Worten ist somit die Vorspannkraft, die von dem Vorspannelement 9 auf das Druckstück 4 wirkt, von dem Lagerelement 8 weg gerichtet. Hierbei stützt sich das Vorspannelement 9 einerseits an dem Lagerelement 8 und andererseits an dem Druckstück 4 ab. Das Vorspannelement 9 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Federelement, nämlich als eine Druckfeder, ausgebildet.The device 1 has a prestressing element 9 . The prestressing element 9 is arranged between the bearing element 8 and the pressure piece 4 . By means of the prestressing element 9 , the pressure piece 4 is subjected to a prestressing force in the axial direction of the central longitudinal axis 7 and in the direction of the toothed rack 2 . In other words, the prestressing force which acts on the pressure piece 4 from the prestressing element 9 is directed away from the bearing element 8 . In this case, the prestressing element 9 is supported on the one hand on the bearing element 8 and on the other hand on the pressure piece 4 . In this exemplary embodiment, the pretensioning element 9 is designed as a spring element, namely as a compression spring.

Des Weiteren weist die Vorrichtung 1 ein Nachstellelement 10 auf. Das Nachstellelement 10 ist zwischen dem Lagerelement 8 und dem Druckstück 4 angeordnet. Hierbei ist das Nachstellelement 10 radial zur Mittellängsachse 7 vorgespannt.Furthermore, the device 1 has an adjustment element 10 . The adjustment element 10 is arranged between the bearing element 8 and the pressure piece 4 . In this case, the adjustment element 10 is pretensioned radially to the central longitudinal axis 7 .

Das Nachstellelement 10 hat einen Keilabschnitt 11. Der Keilabschnitt 11 steigt radial zur Mittellängsachse 7 von außen nach innen an. Mit anderen Worten verjüngt sich der Keilabschnitt 11 radial zur Mittellängsachse 7 und von innen nach außen gehend. The adjusting element 10 has a wedge section 11. The wedge section 11 rises radially to the central longitudinal axis 7 from the outside inwards. In other words, the wedge section 11 tapers radially to the central longitudinal axis 7 and from the inside to the outside.

Der Keilabschnitt 11 bildet zugleich einen radial äußeren Rand des Nachstellelementes 10. Das Nachstellelement 10 ist als ein offener Ring bzw. in Gestalt eines Springringes ausgebildet.The wedge section 11 also forms a radially outer edge of the adjustment element 10. The adjustment element 10 is designed as an open ring or in the form of a spring ring.

Der Keilabschnitt 11 des Nachstellelementes 10 wirkt mit einem Gleit- und/oder Rampenabschnitt 12 zusammen. Der Gleit- und/oder Rampenabschnitt 12 ist bei diesem Ausführungsbeispiel an dem Gehäuse 5, nämlich an einer Gehäusenut 13 des Gehäuses 5 ausgebildet. Die Gehäusenut 13 ist an einer Innenseite des Gehäuseinnenraums 6 bzw. des Gehäuses 5 ausgebildet. Hierbei weist die Gehäusenut 13 eine ringförmige Gestalt auf. Hier ist die Gehäusenut 13 koaxial zur Mittellängsachse 7 ausgebildet. Der Keilabschnitt 11 weist eine Keilfläche 14 auf, die an einer korrespondierend ausgebildeten Rampenfläche 15 des Gleit- und/oder Rampenabschnitts 12 anliegt.The wedge section 11 of the adjustment element 10 interacts with a sliding and/or ramp section 12 . In this exemplary embodiment, the sliding and/or ramp section 12 is formed on the housing 5 , namely on a housing groove 13 of the housing 5 . The housing groove 13 is formed on an inside of the housing interior 6 or of the housing 5 . Here, the housing groove 13 has an annular shape. Here the housing groove 13 is formed coaxially to the central longitudinal axis 7 . The wedge section 11 has a wedge surface 14 which is formed on a correspondingly Ramp surface 15 of the sliding and / or ramp section 12 is present.

Darüber hinaus weist die Vorrichtung 1 ein Abstützelement 16 auf. Das Abstützelement 16 ist zwischen dem Lagerelement 8 und dem Druckstück 4 angeordnet. Hierbei stützt sich das Nachstellelement 10 in axialer Richtung an dem Abstützelement 16 ab. Das Abstützelement 16 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildet. Gemäß dieser Ausführung liegt das Abstützelement 16 mit einer ersten Seite an dem Nachstellelement 10 und mit einer von der ersten Seite abgewandten zweiten Seite an dem Druckstück 4 an. Das Nachstellelement 10 ist somit zwischen dem Lagerelement 8 und dem Abstützelement 16 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Abstützelement 16 als ein flacher Ring realisiert.In addition, the device 1 has a support element 16 . The support element 16 is arranged between the bearing element 8 and the pressure piece 4 . Here, the adjustment element 10 is supported in the axial direction on the support element 16 . The support element 16 is ring-shaped in this exemplary embodiment. According to this embodiment, the support element 16 rests with a first side against the adjustment element 10 and with a second side facing away from the first side against the pressure piece 4 . The adjustment element 10 is thus arranged between the bearing element 8 and the support element 16 . In this exemplary embodiment, the support element 16 is implemented as a flat ring.

Alternativ kann das Abstützelement 16 als ein Wellenfederring ausgebildet sein. Bei einer solchen Ausbildung übt das Abstützelement 16 eine in axialer Richtung zur Mittellängsachse 7 wirkende Nachstellkraft auf das Nachstellelement 10 aus. Diese Nachstellkraft ist der Vorspannkraft des Vorspannelementes 9 entgegengerichtet. Hierbei kann mittels der Nachstellkraft und aufgrund des Keilabschnitts 11 die radial zur Mittellängsachse 7 wirkende Vorspannung des Nachstellelementes 10 verstärkt werden.Alternatively, the support element 16 can be designed as a wave spring ring. With such a configuration, the support element 16 exerts an adjustment force on the adjustment element 10 acting in the axial direction to the central longitudinal axis 7 . This readjusting force opposes the prestressing force of the prestressing element 9 . In this way, the prestressing of the adjusting element 10 acting radially to the central longitudinal axis 7 can be increased by means of the adjusting force and because of the wedge section 11 .

Das Nachstellelement 10 und das Abstützelement 16 sind hier koaxial zum Vorspannelement 9 angeordnet. Dabei erstreckt sich das Vorspannelement 9 durch Öffnungen des Nachstellelementes 10 und des Abstützelementes 16. Hierdurch ist eine besonders kompakte Bauweise realisierbar.The adjustment element 10 and the support element 16 are arranged here coaxially to the prestressing element 9 . The pretensioning element 9 extends through openings in the adjustment element 10 and the support element 16. A particularly compact design can thereby be realized.

Das Druckstück 4 wird mittels des Vorspannelementes 9 auf die Zahnstange 2 gedrückt, welche wiederum hierdurch auf die Ritzelwelle 3 gedrückt wird. Infolge von Verschleißerscheinungen wird das Druckstück 4 mittels des Vorspannelementes 9 und weiter in axialer Richtung der Mittellängsachse 7 und auf die Zahnstange 2 gedrückt. Das radial zur Mittellängsachse 7 vorgespannte Nachstellelement 10 kann hierbei gegebenenfalls seinen Außendurchmesser vergrößern und tiefer in die Gehäusenut 13 eindringen. Das Nachstellelement 10 blockiert eine Bewegung des Druckstücks 4 in axialer Richtung der Mittellängsachse 7 und von der Zahnstange 2 weg. Mittels des Nachstellelementes 10 ist gewährleistbar, dass sich kein unerwünschtes Spiel oder Klappern bei einem eintretenden Verschleiß und einem Verlagern des Druckstücks 4 in Richtung der Zahnstange 2 einstellt. Insbesondere ist eine Bewegung des Druckstücks 4 in Richtung des Lagerelements 8 aufgrund der selbsttätigen Nachstellung des Nachstellelements 10 zuverlässig blockiert.The pressure piece 4 is pressed onto the rack 2 by means of the prestressing element 9 , which in turn is thereby pressed onto the pinion shaft 3 . As a result of signs of wear, the pressure piece 4 is pressed by means of the prestressing element 9 and further in the axial direction of the central longitudinal axis 7 and onto the toothed rack 2 . The adjusting element 10 , which is pretensioned radially with respect to the central longitudinal axis 7 , can optionally increase its outer diameter and penetrate deeper into the housing groove 13 . The adjustment element 10 blocks a movement of the pressure piece 4 in the axial direction of the central longitudinal axis 7 and away from the toothed rack 2 . The adjustment element 10 can be used to ensure that there is no undesired play or rattling when wear occurs and the pressure piece 4 is displaced in the direction of the toothed rack 2 . In particular, a movement of the pressure piece 4 in the direction of the bearing element 8 is reliably blocked due to the automatic adjustment of the adjustment element 10 .

2 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen weiteren Vorrichtung 17. Gleiche Merkmale tragen die gleichen Bezugszeichen wie zuvor. Insoweit wird zur Vermeidung von Wiederholungen auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen. 2 shows a sectional side view of a further device 17 according to the invention. The same features have the same reference symbols as before. To this extent, to avoid repetition, reference is also made to the preceding description.

Im Unterschied zu der Vorrichtung 1 gemäß 1 liegt bei der hier dargestellten Vorrichtung 17 das Nachstellelement 10 mit einer ersten Seite an dem Abstützelement 16 und mit einer von der ersten Seite abgewandten zweiten Seite an dem Druckstück 4 an. Hierbei ist das Abstützelement 16 zwischen dem Lagerelement 8 und dem Nachstellelement 10 angeordnet. Des Weiteren ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Gleit- und/oder Rampenabschnitt 12 an dem Abstützelement 16 ausgebildet. Entsprechend liegt hier die Keilfläche 14 des Nachstellelements 10 an der Rampenfläche 15 an, die am Gleit- und/oder Rampenabschnitt 12 des Abstützelements 16 ausgebildet ist. Zum Ausbilden des Gleit- und/oder Rampenabschnitts 12 sowie zum mindestens teilweisen Aufnehmen des Nachstellelements 10 weist das Abstützelement 16 bei diesem Ausführungsbeispiel eine ringartige Ausnehmung 18 auf.In contrast to the device 1 according to 1 in the device 17 shown here, the adjusting element 10 rests with a first side against the support element 16 and with a second side facing away from the first side against the pressure piece 4 . Here, the support element 16 is arranged between the bearing element 8 and the adjustment element 10 . Furthermore, in this exemplary embodiment, the sliding and/or ramp section 12 is formed on the support element 16 . Correspondingly, the wedge surface 14 of the adjusting element 10 rests against the ramp surface 15 here, which is formed on the sliding and/or ramp section 12 of the support element 16 . In this exemplary embodiment, the support element 16 has an annular recess 18 for forming the sliding and/or ramp section 12 and for at least partially accommodating the adjusting element 10 .

Das Abstützelement 16 ist bei diesem Ausführungsbeispiel in der Gehäusenut 13 des Gehäuses 5 angeordnet und in axialer Richtung zur Mittellängsachse 7 festgesetzt.In this exemplary embodiment, the support element 16 is arranged in the housing groove 13 of the housing 5 and fixed in the axial direction with respect to the central longitudinal axis 7 .

Abgesehen von der konstruktiven Umsetzung stimmt die Funktionsweise der hier gezeigten Vorrichtung 17 mit der Funktionsweise der Vorrichtung 1 gemäß 1 überein. Insoweit wird auch auf die vorangegangen Beschreibung verwiesen.Apart from the constructive implementation, the functioning of the device 17 shown here corresponds to the functioning of the device 1 1 match. In this respect, reference is also made to the previous description.

BezugszeichenlisteReference List

11: Vorrichtungcontraption
22: Zahnstangerack
33: Ritzelwellepinion shaft
44: DruckstückPressure piece
55: GehäuseHousing
66: Gehäuseinnenraumhousing interior
77: Mittellängsachsecentral longitudinal axis
88th: Lagerelementbearing element
99: Vorspannelementbiasing element
1010: Nachstellelementadjustment element
1111: Keilabschnittwedge section
1212: Gleit- und/oder RampenabschnittSliding and/or ramping section
1313: Gehäusenuthousing groove
1414: Keilflächewedge surface
1515: Rampenflächeramp area
1616: Abstützelementsupport element
1717: Vorrichtungcontraption
1818: Ausnehmungrecess

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

JP 2010195278 A [0002]JP 2010195278 A [0002]

Claims

Vorrichtung zum Andrücken einer Zahnstange (2) an ein Ritzel oder eine Ritzelwelle (3), mit einem Gehäuse (5) und mit einem Druckstück (4), wobei das Druckstück (4) innerhalb des Gehäuses (5) in axialer Richtung einer Mittellängsachse (7) eines Gehäuseinnenraumes (6) verschieblich geführt ist, mit einem in axialer Richtung zur Mittellängsachse (7) am Gehäuse (5) festgesetzten Lagerelement (8), mit einem in axialer Richtung wirkenden Vorspannelement (9), wobei mittels des zwischen dem Lagerelement (8) und dem Druckstück (4) angeordneten Vorspannelementes (9) das Druckstück (4) mit einer Vorspannkraft in axialer Richtung zur Mittellängsachse (7) und von dem Lagerelement (8) weg gerichtet beaufschlagt ist, und sich das Vorspannelement (9) einerseits an dem Lagerelement (8) und andererseits an dem Druckstück (4) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass ein radial zur Mittellängsachse (7) vorgespanntes Nachstellelement (10) zwischen dem Lagerelement (8) und dem Druckstück (4) angeordnet ist.Device for pressing a toothed rack (2) onto a pinion or a pinion shaft (3), with a housing (5) and with a pressure piece (4), the pressure piece (4) inside the housing (5) in the axial direction of a central longitudinal axis ( 7) of a housing interior (6), with a bearing element (8) fixed on the housing (5) in the axial direction to the central longitudinal axis (7), with a pretensioning element (9) acting in the axial direction, whereby by means of the bearing element ( 8) and the pressure piece (4) arranged prestressing element (9), the pressure piece (4) is subjected to a prestressing force in the axial direction towards the central longitudinal axis (7) and away from the bearing element (8), and the prestressing element (9) on the one hand the bearing element (8) and on the other hand on the pressure piece (4), characterized in that an adjusting element (10) pretensioned radially to the central longitudinal axis (7) is arranged between the bearing element (8) and the pressure piece (4).

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachstellelement (10) einen Keilabschnitt (11) aufweist, der radial zur Mittellängsachse (7) von außen nach innen ansteigt, vorzugsweise ist das Nachstellelement (10) als ein offener Ring, insbesondere als ein Sprengring, ausgebildet.device after claim 1 , characterized in that the adjusting element (10) has a wedge section (11) which increases radially to the central longitudinal axis (7) from the outside inwards, preferably the adjusting element (10) is designed as an open ring, in particular as a snap ring.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstützelement (16) zwischen dem Lagerelement (8) und dem Druckstück (4) angeordnet ist, wobei sich das Nachstellelement (10) in axialer Richtung an dem Abstützelement (16) abstützt, insbesondere ist das Abstützelement (16) ringartig oder ringförmig ausgebildet.device after claim 1 or 2 , characterized in that a support element (16) is arranged between the bearing element (8) and the pressure piece (4), the adjusting element (10) being supported in the axial direction on the support element (16), in particular the support element (16) designed ring-like or ring-shaped.

Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (16) eine in axialer Richtung zur Mittellängsachse (7) wirkende Nachstellkraft auf das Nachstellelement (10) ausübt, vorzugsweise ist mittels der Nachstellkraft und aufgrund des Keilabschnittes (11) die radial zur Mittellängsachse (7) wirkende Vorspannung des Nachstellelementes (10) verstärkt, insbesondere ist die Nachstellkraft der Vorspannkraft des Vorspannelementes (9) entgegen gerichtet.device after claim 2 and 3 , characterized in that the support element (16) exerts an adjusting force acting in the axial direction to the central longitudinal axis (7) on the adjusting element (10), preferably by means of the adjusting force and due to the wedge section (11) the pretension acting radially to the central longitudinal axis (7). of the adjusting element (10), in particular the adjusting force is directed in the opposite direction to the prestressing force of the prestressing element (9).

Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (16) mit einer ersten Seite an dem Nachstellelement (10) und mit einer von der ersten Seite abgewandten zweiten Seite an dem Druckstück (4) anliegt, insbesondere ist das Nachstellelement (10) zwischen dem Lagerelement (8) und dem Abstützelement (16) angeordnet.device after claim 3 or 4 , characterized in that the support element (16) rests with a first side against the adjusting element (10) and with a second side facing away from the first side against the pressure piece (4), in particular the adjusting element (10) is between the bearing element (8 ) and the support element (16) arranged.

Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachstellelement (10) mit einer ersten Seite an dem Abstützelement (16) und mit einer von der ersten Seite abgewandten zweiten Seite an dem Druckstück (4) anliegt, insbesondere ist das Abstützelement (16) zwischen dem Lagerelement (8) und dem Nachstellelement (10) angeordnet.device after claim 3 or 4 , characterized in that the adjusting element (10) rests with a first side on the support element (16) and with a second side facing away from the first side on the pressure piece (4), in particular the support element (16) is between the bearing element (8 ) and the adjusting element (10).

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachstellelement (10) und/oder ein Abstützelement (16) koaxial zum Vorspannelement (9) angeordnet ist, insbesondere erstreckt sich das Vorspannelement (9) durch eine Öffnung des Nachstellelementes (10) und/oder des Abstützelementes (16).Device according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting element (10) and/or a supporting element (16) is arranged coaxially with the prestressing element (9), in particular the prestressing element (9) extends through an opening in the adjusting element (10) and / or the support element (16).

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Keilabschnitt (11) mit einem Gleit- und/oder Rampenabschnitt (12) zusammenwirkt, wobei der Gleit- und/oder Rampenabschnitt (12) an dem Gehäuse (5), insbesondere an einer Gehäusenut (13) des Gehäuses (5), ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the wedge section (11) cooperates with a sliding and / or ramp section (12), wherein the sliding and / or ramp section (12) on the housing (5), in particular on a Housing groove (13) of the housing (5) is formed.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Keilabschnitt (11) mit einem Gleit- und/oder Rampenabschnitt (12) zusammenwirkt, wobei der Gleit- und/oder Rampenabschnitt (12) an dem Abstützelement (16) ausgebildet ist, insbesondere ist das Abstützelement (16) in einer Gehäusenut (13) des Gehäuses (5) angeordnet und/oder in axialer Richtung zur Mittellängsachse (7) festgesetzt.Device according to one of claims 3 until 7 , characterized in that the wedge section (11) interacts with a sliding and/or ramp section (12), the sliding and/or ramp section (12) being formed on the support element (16), in particular the support element (16) arranged in a housing groove (13) of the housing (5) and/or fixed in the axial direction to the central longitudinal axis (7).

Lenkung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Zahnstange (2), die in Längsrichtung der Zahnstange (2) verschieblich gelagert ist, und mit einem Ritzel oder einer Ritzelwelle (3), wobei die Zahnstange (2) in das Ritzel oder die Ritzelwelle (3) eingreift, und mit einer Vorrichtung (1, 17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Steering system for a motor vehicle, with a rack (2) which is mounted to be displaceable in the longitudinal direction of the rack (2), and with a pinion or a pinion shaft (3), the rack (2) being fitted into the pinion or the pinion shaft (3) engages, and with a device (1, 17) according to any one of the preceding claims.