用于将齿条按压到小齿轮上的设备

技术领域

本发明涉及一种用于将齿条按压到小齿轮上的设备，该设备具有：压件，其中压件可被布置成在壳体内并且沿中心纵向轴线的轴向方向可移位；在相对于中心纵向轴线的轴向方向上可被固定在壳体上的支承元件；在轴向方向上作用的预紧元件，其中借助布置在支承元件与压件之间的预紧元件，压件沿相对于中心纵向轴线的轴向方向并且背离支承元件指向地被施加预紧力；以及滑动元件，其中滑动元件被布置在压件的背离预紧元件的侧面处以贴靠齿条。

背景技术

这样的设备是从DE 10 2010 029 603 A1已知的。这样的设备由多个零件或元件构成，这些零件或元件在使用锁紧销的情况下可被预装配成装配单元。该装配单元随后可以被装配到壳体中。壳体可以被设计为独立的元件或者被设计为传动装置壳体的、尤其方向盘壳体的一体式或一件式组成部分。为了补偿公差、尤其补偿游隙和/或磨损，已知的设备具有相对于彼此可旋转的两个调节盘以及弹簧盘作为单独的元件或构件。用多个单独的元件来形成该设备可能会导致制造成本提高。

发明内容

本发明所基于的目的是，改进一种开篇所述类型的设备，从而使得能够降低制造成本和/或实现较为紧凑的结构方式。尤其应提供替代性的实施方式。

本发明所基于的目的通过根据实施方案1所述的设备来实现。本发明的优选的改进方案在从属实施方案中并且在随后的描述中给出。

相应地，本发明涉及一种用于将齿条按压到小齿轮上的设备。该设备尤其被设计成用于方向盘和/或转向装置。该设备优选被设计为方向盘和/或转向装置。方向盘和/或转向装置可以被设计用于车辆中或被布置在车辆中。尤其，该设备和/或方向盘和/或转向装置具有齿条和小齿轮。该小齿轮可以被设计为小型齿轮或小齿轮轴，优选地被设计为蜗杆轴。该小齿轮尤其与能够由发动机驱动的齿轮或蜗轮处于接合。

设备具有压件，其中压件可被布置成或被布置成在壳体内沿中心纵向轴线的轴向方向可移位。设备尤其具有壳体。壳体具有或构成壳体内部空间。壳体内部空间可以被实现为凹部和/或孔。壳体内部空间尤其被设计为空心柱体形的。优选地，压件在壳体内沿中心纵向轴线的轴向方向可移位地被引导。壳体内部空间和/或压件可以具有或限定中心纵向轴线。因此，该中心纵向轴线可以作为壳体内部空间的中心纵向轴线和/或压件的中心纵向轴线。壳体内部空间的中心纵向轴线可以与压件的中心纵向轴线相重合。尤其，压件沿该压件的中心纵向轴线的轴向方向、优选沿着锁紧销可移位地被引导。

设备具有支承元件。支承元件在相对于中心纵向轴线的轴向方向上可被固定或被固定在壳体上。支承元件可以被设计为用于壳体内部空间的盖和/或罩和/或用于封闭壳体内部空间。支承元件可以具有用于拧入和/或固定在壳体内部空间的开口中的螺纹、尤其外螺纹。为此，该开口和/或壳体内部空间可以具有与该外螺纹相对应地设计的内螺纹。此外，该设备具有在轴向方向上作用的预紧元件。该预紧元件可以被设计为弹簧，尤其压力弹簧和/或螺旋弹簧。借助于布置在支承元件与压件之间的预紧元件，压件沿相对于(尤其壳体内部空间和/或压件的)中心纵向轴线的轴向方向且背离支承元件指向地被施加预紧力。由此可以借助于压件将齿条压到小齿轮上。

设备具有滑动元件。在此，该滑动元件被布置在压件的背离预紧元件的一侧以贴靠齿条。在工作过程中，齿条可以借助于小齿轮沿齿条的纵向方向移位，从而使车轮转向。在此，齿条沿着滑动元件滑动并且同时被压到小齿轮上。尤其，借助于滑动元件可以实现使齿条尽可能低摩擦和/或低磨损地沿滑动元件滑动。优选地，滑动元件具有圆弧段状的或大体上圆弧段状的截面。该(尤其碗状的)截面被设计成用于贴靠齿条。

压件在贴靠滑动元件的侧面处具有轮廓以用于补偿公差，其中该轮廓与滑动元件相互作用。

在此有利的是，根据本发明的压件实现了双重功能。一方面，压件被设计成用于将齿条按压到小齿轮上。另一方面，借助于轮廓能够在压件的贴靠滑动元件的一侧实现在中心纵向轴线的轴向方向上补偿公差。由此能够借助于压件的与滑动元件相互作用的轮廓至少部分地补偿公差，尤其是游隙和/或磨损。尤其，由此能够省去作为额外的且独立的构件的弹簧盘，因为压件的与滑动元件相互作用的轮廓承担了其功能。由此，用于制造该设备所需的零件更少，从而能够降低制造成本和/或能够实现较紧凑的结构方式。压件可以在压件的贴靠滑动元件的侧面上和/或侧面中具有至少一个轮廓区段或多个轮廓区段以形成轮廓。

根据另一个实施方式，滑动元件由于轮廓而在尤其已被装配在齿条上的状态下、在(优选壳体内部空间和/或压件的)中心纵向轴线的轴向方向上弹性地变形。尤其，滑动元件由于轮廓而在已装配状态下、在(优选壳体内部空间和/或压件的)中心纵向轴线的轴向方向上受到预紧力。

尤其，在已装配状态下，轮廓至少部分地或完全地被填充以滑动元件的弹性地变形到轮廓中的至少一个区段。因此，在已装配状态下，滑动元件的至少一个区段可以被弹性地压入到轮廓中。优选地，滑动元件的两个区段被弹性地压入到轮廓的两个轮廓区段中。

根据改进方案，轮廓借助于压件的贴靠滑动元件的一侧中的至少一个凹陷部而形成。在此，该至少一个凹陷部可以被设计为凹槽。这样的凹陷部能够以简单的方式在制造压件时就已经形成，尤其形成为模制件和/或铸件。替代性地，这样的凹陷部可以借助于在压件处的切削加工而形成。优选地，该至少一个凹陷部与齿条的纵向轴线和/或与齿条的中心纵向轴线平行地延伸。

根据另一个实施方式，轮廓具有多个凹陷部或两个凹陷部。该多个凹陷部或这两个凹陷部能够彼此平行地延伸并且沿齿条的轴向方向延伸。该多个凹陷部和/或这两个凹陷部能够被布置或设计成关于压件的中心纵向轴线是镜像对称的。优选地，各个凹陷部相对于中心纵向轴线且从齿条的中心点出发被布置在+25°至+50°的第一角度范围内以及-25°至-50°的第二角度范围内。因此，在第一角度范围内可以布置或设计有第一凹陷部，并且在第二角度范围内可以布置或设计有第二凹陷部。尤其，齿条的中心点位于齿条的中心纵向轴线上。

根据改进方案，凹陷部具有在该凹陷部的两个边缘区域之间连续变化的深度。优选地，凹陷部的宽度是由这两个边缘区域的间距预先给定或限定的。尤其，凹陷部在第一边缘区域的区域中具有第一深度并且在第二边缘区域的区域中具有第二深度，其中该深度从第一边缘区域处出发向第二边缘区域连续减小。该深度可以是径向于齿条的中心点或中心纵向轴线且从压件的贴靠滑动元件、凹陷部陷入其中的一侧处出发得出的。优选地，凹陷部所具有的最大深度小于1mm或小于0.5mm或小于0.2mm。

根据另一个实施方式，滑动元件被设计成多层的，尤其3层的。在此，滑动元件的多个材料层被布置成相对于齿条的纵向轴线和/或齿条的中心纵向轴线彼此径向地重叠。优选地，滑动元件是由弹簧钢制成的，或者滑动元件具有弹簧钢，尤其作为材料层。使用弹簧钢可以以简单且成本有效的方式实现滑动元件的弹簧功能。

尤其朝向压件的材料层是由弹簧钢制成的。因此，弹簧钢可以支撑在压件上和/或弹性地变形到压件的轮廓中。朝向齿条的材料层可以由塑料制成。优选地，塑料由摩擦特别低的材料、例如PTFE形成。在由弹簧钢制成的材料层与由塑料制成的材料层之间可以布置有由青铜制成的材料层。

根据另一个实施方式，该设备具有调节装置。该调节装置具有布置在支承元件与压件之间的调节盘。在此，调节盘借助于扭转弹簧围绕中心纵向轴线被预紧和/或可旋转地被支承。调节盘具有带有至少一个斜面的第一接触面，该第一接触面贴靠带有至少一个斜面的第二接触面，其中第二接触面被设计为压件或支承元件的一件式组成部分。因此，不同于已知的解决方案，可以省去使用第二调节盘作为单独的构件。替代于此，根据该实施方式仅使用唯一的调节盘。因为第二接触面被设计为压件或支承元件的一件式组成部分，因此可以进一步减少用于形成该设备的单独构件的数量。减少了用于装配该设备的制造成本。这可以实现还更加紧凑的结构方式。

优选地，压件在背离齿条的一侧具有第二接触面。在此，调节盘的背离第二接触面的一侧贴靠支承元件。因此，调节盘在轴向方向上支撑在支承元件上。

替代性地，支承元件在朝向压件的一侧具有第二接触面。在此，调节盘的背离支承元件的一侧贴靠压件。因此，调节盘在此在轴向方向上支撑在压件上。

附图说明

下面将借助附图来详细阐述本发明。在此，相同的附图标记涉及相同、相似或功能相同的构件或元件。在附图中：

图1示出根据本发明的设备的立体侧视图；

图2示出根据图1的根据本发明的设备的零件的分解图；

图3示出根据图1的根据本发明的设备的截面侧视图；

图4示出处于未装配状态的、用于根据图1的根据本发明的设备的压件的立体侧视图；

图5示出来源于根据图3的、根据本发明的设备的截面侧视图的局部；

图6示出用于根据图1的根据本发明的设备的压件的另外的立体侧视图；

图7示出用于根据图1的根据本发明的设备的调节盘的立体侧视图；以及

图8示出用于根据本发明的另外的设备的支承元件的立体侧视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的设备1的立体侧视图。设备1被设计成用于将在此未详细展示的齿条按压到小齿轮上。为此，设备1具有压件2。压件2具有用于部分地接纳齿条的凹部3。在凹部3中布置有滑动元件4。

在该实施例中，压件2具有柱形的外表面5，其中在外表面5上形成有两个环绕的凹槽6、7。在凹槽6、7中分别布置有密封件8。在该实施例中，密封件8相应地被设计为O形环。

设备1还具有支承元件9。支承元件9被布置在背离凹部3的一侧。支承元件9具有螺纹10，该螺纹在此被实现为外螺纹。

在该实施例中，设备1具有锁紧销11。锁紧销11穿过支承元件9延伸直至压件2中。借助于锁紧销11，设备1被预装配为装配单元。该装配单元随后可以被装配或拧入到在此未详细展示的壳体中。设备1具有中心纵向轴线12。中心纵向轴线12还可以被理解为压件2的中心纵向轴线12。

图2示出根据图1的根据本发明的设备1的零件的分解图。可以看到，设备1具有预紧元件13。在该实施例中，预紧元件13被设计为压力弹簧或螺旋弹簧。在根据图1的已装配状态下，预紧元件13被布置在支承元件9与压件2之间。

此外，设备1具有调节盘14和扭转弹簧15。调节盘14具有第一接触面16。第一接触面16朝向(在此不能很清晰地看到的)第二接触面17并且与其在根据图1的已装配状态下相互作用。在该实施例中，第二接触面17被设计为压件2的一件式组成部分。

在该实施例中，设备1具有插入件18。插入件18可以在根据图1的已装配状态下布置在支承元件9上，其中锁紧销11被引导穿过插入件18。或者，可以在装配了锁紧销11之后并且在移除了锁紧销之后将插入件18插入到支承元件9中例如以用于封闭支承元件9的此前被锁紧销11穿过的开口。

在根据图1的已装配或预装配状态下，压件2在该压件2的贴靠滑动元件4的侧面19处具有轮廓20以用于补偿公差。压件2的凹状地向内弯曲的侧面19由凹部3构成。换言之，侧面19被设计为呈大体上柱形区段状的。在根据图1的已装配或预装配状态下，轮廓20以如下所述的方式与滑动元件4相互作用。

图3示出根据图1的根据本发明的设备的截面侧视图。在此，设备1被布置在壳体21中。在该实施例中，壳体21是方向盘的或转向装置的组成部分。壳体21可以是设备1的组成部分。壳体21具有壳体内部空间22。在该实施例中，壳体内部空间22被设计为空心柱体形的。支承元件9在相对于中心纵向轴线12的轴向方向上被固定在壳体21上并且被固定在壳体内部空间22内。在此，中心纵向轴线12还可以被理解为壳体内部空间22的中心纵向轴线12。在该实施例中，支承元件9构成一种用于壳体内部空间22的盖、罩或封闭件。

压件2是在壳体21内沿壳体内部空间22或压件2的中心纵向轴线12的轴向方向可移位地布置或被引导的。预紧元件13在中心纵向轴线12的轴向方向上被预紧。在此，借助于布置在支承元件9与压件2之间的预紧元件13，压件2沿相对于中心纵向轴线12的轴向方向并且背离支承元件9指向地被施加预紧力。因此，压件2以及布置在压件2与齿条23之间的滑动元件4被压到齿条23上。由此，齿条23被同时压到小齿轮24上。齿条23和小齿轮24在此仅示意性地展示。齿条23和小齿轮24可以是设备1的组成部分。在该实施例中，小齿轮24被实现为小齿轮轴。小齿轮24可以与在此未详细展示的齿轮或蜗轮处于接合，其中这样的齿轮或蜗轮能够由发动机驱动或由发动机驱动。因此，齿条23能够借助于可被驱动的小齿轮24沿齿条23的纵向方向移动。

在该实施例中，调节盘14的背离第二接触面17的一侧贴靠支承元件9。扭转弹簧15被布置在调节盘14与压件2之间。借助于扭转弹簧15，调节盘14在围绕中心纵向轴线12的方向上被预紧。调节盘14的基于扭转弹簧15和这两个接触面16、17的相互作用的旋转可以实现对压件2的调节或者对磨损和/或公差的补偿。由此实现调节装置。

在该实施例中，轮廓20是借助于压件2的侧面19中的多个凹陷部、准确来说是两个凹陷部25、26构成的。

被设计为凹槽的这两个凹陷部25、26彼此平行地并且沿齿条23的轴向方向延伸。在此，这两个凹陷部25、26被设计成关于压件2的中心纵向轴线12是镜像对称的。在该实施例中，相对于中心纵向轴线12且从齿条23的中心点27出发在+25°至+50°的第一角度范围内布置有第一凹陷部25并且在-25°至-50°的第二角度范围内布置有第二凹陷部26。

图4示出处于未装配状态的、用于根据图1的根据本发明的设备1的压件2的立体侧视图。在该实施例中，凹陷部25、26各自被设计为压件2的侧面19中的凹槽。这样的槽状的凹陷部25、26能够以简单的方式在制造压件2时就已经形成，尤其形成为模制件和/或铸件。替代性地，这样的凹陷部25、26可以借助于在压件2处或在侧面19中的切削加工而形成。槽状的凹陷部25、26各自具有彼此间隔开的且彼此平行地延伸的两个边缘区域28、29。为了更清楚起见，在此仅凹陷部26的边缘区域28、29设有附图标记。在根据图3的已装配或预装配状态下，槽状的凹陷部25、26与齿条23的纵向轴线平行地延伸。

图5示出来源于根据图3的、根据本发明的设备1的截面侧视图的局部。在此在截面上可以看到凹陷部26，其中下文中的实施方式同样适用于凹陷部25。

凹陷部26具有在该凹陷部26的这两个边缘区域28、29之间连续变化的深度。基于这两个边缘区域28、29的间距预先给定或限定了凹陷部26的宽度。在该实施例中，凹陷部26在第一边缘区域28的区域中具有在边缘区域侧最大的第一深度，并且在第二边缘区域29的区域中具有在边缘区域侧最大的第二深度，其中该深度从第一边缘区域28的在边缘区域侧最大的第一深度开始连续减小至第二边缘区域29的在第二边缘区域侧最大的第二深度。在此，该深度或深度尺寸是径向于齿条23的根据图3的中心点27且从压件2的贴靠滑动元件4、凹陷部26陷入其中的侧面19出发得出的。在该实施例中，凹陷部26在第一边缘区域28的区域中所具有的最大深度小于0.5mm。

此外在此示意性地示出，滑动元件4被设计成多层的，即在该实施例中被设计成3层的。在此，在该实施例中，第一材料层30是由弹簧钢制成的。第一材料层30贴靠压件2或压件2的侧面19。在该实施例中，第二材料层31(同时构成中间层)是由青铜制成的。在该实施例中，第三材料层32是由低摩擦的塑料制成的。在已装配状态下，第三材料层32贴靠齿条23。因此，第二材料层31布置在第一材料层30与第三材料层32之间。通过设置由弹簧钢制成的材料层30可以实现以简单且成本有效的方式使滑动元件4的脊状区段弹性地变形到槽状的凹陷部25、26中。

因此，滑动元件4或者至少滑动元件4的区段可以由于轮廓20而在压件2的中心纵向轴线12的轴向方向上弹性变形地变形。

图6示出用于根据图1的根据本发明的设备1的压件2的立体侧视图。可以很好地看到，在该实施例中，压件2具有与压件2一件式地形成的第二接触面17。第二接触面17具有多个斜面33。在该实施例中，第二接触面17共有三个斜面33。替代性地，可以仅实现两个斜面33或多于三个斜面33。斜面33相应地被设计为呈圆环段状。在此，所有斜面33在围绕在此未详细展示的中心纵向轴线12的相同的旋转方向上各自具有相等的斜率。

图7示出用于根据图1的根据本发明的设备1的调节盘14的立体侧视图。可以很好地看到调节盘14的第一接触面16。第一接触面16同样与根据图6的第二接触面17相对应地具有多个斜面34。由于调节盘14的斜面34是与第二接触面17的斜面33相对应地设计的，因此在该实施例中调节盘14共有三个斜面34。斜面34同样被设计为呈圆环段状，并且在围绕在此未详细展示的中心纵向轴线12的相同的旋转方向上具有对应相等的斜率。

调节盘14还具有用于使在此未详细展示的锁紧销11形状配合地穿过的贯通开口35。

图8示出用于根据本发明的且在此未详细展示的另外的设备的支承元件9的立体侧视图。可以很好地看到，在该实施例中支承元件9具有带有斜面33的第二接触面17。斜面33相应地再次被设计为呈圆环段状，其中所有斜面33在围绕中心纵向轴线12的相同的旋转方向上具有对应相等的斜率。

在此未详细展示的另外的设备的结构和工作方式大体上与设备1相对应。然而不同于设备1，在该另外的设备中，不是压件2具有第二接触面17，而是支承元件9具有第二接触面17。在此，第二接触面17形成于支承元件9的朝向压件2的一侧。因此，在此处未详细展示的已装配状态下，调节盘14的背离支承元件9的一侧贴靠压件2。调节盘14的第一接触面16朝向第二接触面17，其中在已装配状态下这两个接触面16、17彼此贴靠。

附图标记清单

1设备

2压件

3凹部

4滑动元件

5外表面

6凹槽

7凹槽

8密封件

9支承元件

10 螺纹

11 锁紧销

12 中心纵向轴线

13 预紧元件

14 调节盘

15 扭转弹簧

16 第一接触面

17 第二接触面

18 插入件

19 侧面

20 轮廓

21 壳体

22 壳体内部空间

23 齿条

24 小齿轮

25 凹陷部

26 凹陷部

27 中心点

28 边缘区域

29 边缘区域

30 材料层

31 材料层

32 材料层

33 斜面

34 斜面

35 贯通开口