DE102012015181A1 - Steering gear for a motor vehicle - Google Patents
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- B62D5/0445—Screw drives
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe (10) mit einem elektrischen Hilfsantrieb (13), wobei eine Gewindestange (14) des Hilfsantriebs parallel beabstandet zu einer Zahnstange (11) des Lenkgetriebes (10) angeordnet ist.The invention relates to a steering gear (10) with an electric auxiliary drive (13), a threaded rod (14) of the auxiliary drive being arranged parallel to a rack (11) of the steering gear (10).
Description
Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 sowie ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 8.The invention relates to a steering gear for a motor vehicle according to
Zahnstangenlenkungen mit einem elektronischen Hilfsantrieb sind in Einbaulage in einem Kraftfahrzeug quer zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet, wobei insbesondere eine Zahnstange quer zur Fahrtrichtung beweglich gelagert ist. Mit der Zahnstange kämmt ein Lenkritzel, welches über ein Lenkrad und eine Lenksäule dreht und somit die Zahnstange in einer Axialrichtung der Zahnstange antreibt. Seitlich zu der Zahnstange ist der Hilfsantrieb vorgesehen, der vorzugsweise in einer axialen Verlängerung der Zahnstange angeordnet ist und einen Kugelgewindetrieb aufweist, welcher über einen Servomotor angetrieben wird.Rack and pinion steering with an electronic auxiliary drive are arranged in the installed position in a motor vehicle transversely to a direction of travel of the vehicle, in particular a rack is mounted movable transversely to the direction of travel. With the rack meshes a steering pinion, which rotates about a steering wheel and a steering column and thus drives the rack in an axial direction of the rack. Laterally to the rack, the auxiliary drive is provided, which is preferably arranged in an axial extension of the rack and has a ball screw, which is driven by a servo motor.
Mit der Lenkung stehen Räder des Fahrzeugs über Spurstangen in Verbindung, die entweder an der Zahnstange und/oder dem Hilfsantrieb über Kugelgelenke angelenkt sind oder aber über eine als Mittenabgriff bezeichnete Anlenkung in einem mittleren Bereich der Zahnstangelenkung mit dieser verbunden sind. Die herkömmlichen Lenkungen weisen hohe Achs- und Lenkkräfte auf, wobei bei großen Spurstangenwinkeln, wenn die Spurstangen seitlich an der Lenkung angelenkt sind, hohe Biegebelastungen auftreten.With the steering wheels of the vehicle via tie rods are connected, which are hinged either on the rack and / or the auxiliary drive via ball joints or are connected via a designated as center tap linkage in a central region of the Zahnstangelenkung with this. The conventional steering systems have high axle and steering forces, with high tie rod angles, when the tie rods are articulated laterally on the steering, high bending loads occur.
Darüber hinaus ist bei Neuentwicklungen von Kraftfahrzeugen eine wesentliche Vorgabe, den verfügbaren Innenraum bei vorgegebenen Ausmaßen möglichst effizient zu nutzen. Ebenso ist es neben einer kompakten Bauweise stets wünschenswert kostengünstige Bauteile und Baugruppen zu verbauen.In addition, with new developments of motor vehicles, a key requirement is to use the available space as efficiently as possible at given dimensions. Likewise, in addition to a compact design always desirable to install cost-effective components and assemblies.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lenkgetriebe bereitzustellen, das neben einer kompakten Bauart auch günstig in der Herstellung ist und noch dazu weniger hohe Belastungen der einzelnen Bauteile hervorruft.It is therefore an object of the present invention to provide a steering gear, which in addition to a compact design is also inexpensive to manufacture and also causes less high loads on the individual components.
Ein Lenkgetriebe zur Lösung der erfinderischen Aufgabe weisen die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 auf. Danach wird ein Lenkgetriebe für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen mit einem Lenkgehäuse, einem darin vorgesehenen Primärantrieb, umfassend wenigstens eine in Axialrichtung definierende Zahnstange und einem mit der Zahnstange kämmenden Lenkritzel, und wenigstens einem in dem Lenkgehäuse vorgesehen Hilfsantrieb mit einem Kugelgewindetrieb, umfassend wenigstens eine Gewindestange, auf der eine Kugelmutter angeordnet ist, wobei der Hilfsantrieb derart zu dem Primärantrieb angeordnet ist, so dass die Gewindestange parallel mit einem Abstand zu der Zahnstange verläuft. Hierdurch ergibt sich eine sehr kompakte Bauweise, wodurch einerseits Bauraum eingespart werden kann und andererseits längere Spurstangen in dem Kraftfahrzeug verbaut werden können, wodurch deren Belastung reduziert wird.A steering gear for solving the inventive task have the features of
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass die Zahnstange relativ zu der Gewindestange beweglich ist, wobei insbesondere die Kugelmutter mit der Zahnstange derart gekoppelt ist, dass bei einer Bewegung der Zahnstange in Axialrichtung die Kugelmutter auf der Gewindestange dreht. Eine solche Verbindung ermöglicht ein Verschieben der Kugelmutter, auch wenn diese nicht durch einen Servoantrieb angesteuert wird bei gleichzeitigem feststehender Gewindestange.According to a preferred embodiment it can be provided that the rack is movable relative to the threaded rod, wherein in particular the ball nut is coupled to the rack such that upon movement of the rack in the axial direction, the ball nut rotates on the threaded rod. Such a connection allows a displacement of the ball nut, even if it is not controlled by a servo drive while a fixed threaded rod.
Gemäß einer Weiterbildung kann der Kugelgewindetrieb zumindest teilweise in einem Kugelgewindegehäuse angeordnet sein, welches mit der Zahnstange fest verbunden ist. Das Kugelgewindegehäuse verbindet nicht nur mechanisch die Kugelmutter mit der Zahnstange sonder erlaubt auch die Realisierung einer modularen Bauweise des Lenkgetriebes, da mit dem Kugelgewindegehäuse, umfassend auch eine Spindel, ein Komponente vorgefertigt werden kann, die bei der Fertigung des Lenkgetriebes dann einfach nur noch eingesetzt zu werden braucht.According to a development, the ball screw can be arranged at least partially in a ball screw housing, which is fixedly connected to the rack. The ball screw housing not only mechanically connects the ball nut with the rack but also allows the realization of a modular design of the steering gear, as with the ball screw housing, including a spindle, a component can be prefabricated, then simply used only in the manufacture of the steering gear will need.
Weiterhin kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Zahnstange und die Gewindestange fest miteinander verbunden sind. Mit einer festen Verbindung beider Bauteile können größere Kräfte aufgenommen werden oder aber auch die Einzelteile kleiner und damit leichter und kostensparend dimensioniert werden.Furthermore, it can also be provided that the rack and the threaded rod are firmly connected. With a firm connection of both components larger forces can be absorbed or even the items smaller and thus lighter and cost-saving dimensioned.
Es kann darüber hinaus ebenfalls vorteilhaft sein, wenn in einem Bereich der Kugelmutter wenigstens eine Aufnahme für eine oder mehrere Spurstangen vorgesehen ist. Für gewöhnlich ist die Kugelmutter mittig in dem Lenkgetriebe angeordnet, so dass mit der Aufnahme in etwa der Mitte des Lenkgetriebes lange Spurstangen verwendet werden können, wodurch sich ein kurzer Winkel zwischen dem Lenkgetriebe und dem jeweiligen Rad ergibt.Moreover, it may also be advantageous if at least one receptacle for one or more tie rods is provided in a region of the ball nut. Usually, the ball nut is arranged centrally in the steering gear, so that with the inclusion in about the middle of the steering gear long tie rods can be used, resulting in a short angle between the steering gear and the respective wheel.
Ein weiterer Vorteil kann sich dadurch ergeben, wenn mehrere Hilfsantriebe parallel zu dem Primärantrieb vorgesehen sind insbesondere zur Erhöhung einer Lenkkraft. Durch die modulare Bauweise können mehrere Hilfsantriebe parallel geschaltet werden, wodurch sich die Hilfskraft und damit auch die Lenkkraft erhöht, was gerade bei Nutzfahrzeugen oder schweren Personenkraftwagen ein weiterer Vorteil ist. Zudem können mit mehreren parallel geschalteten Hilfsantrieben jeder einzelne Hilfsantrieb auch kleiner ausgeführt werden als ein einzelner.A further advantage may result if several auxiliary drives are provided parallel to the primary drive, in particular for increasing a steering force. Due to the modular design of several auxiliary drives can be connected in parallel, which increases the power and thus the steering effort, which is just another advantage in commercial vehicles or heavy passenger cars. In addition, with the aid of several auxiliary drives connected in parallel, each individual auxiliary drive can be made smaller than a single one.
Zudem kann mit dem erfinderischen Lenkgetriebe für rechts- und linksgelenkte Fahrzeuge auch ein einheitliches Lenkgetriebe vorgesehen sein, da das Lenkritzel im Wesentlichen in einer Mitte des Lenkgetriebes bzw. des Lenkgehäuses vorgesehen ist. In addition, with the inventive steering gear for right- and left-hand drive vehicles, a uniform steering gear can be provided, since the steering pinion is provided substantially in a center of the steering gear or the steering housing.
Weiterhin wird die Erfindung durch ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 8 gelöst. Ein solches Kraftfahrzeug weist erheblich längere Spurstangen als herkömmlich auf, wodurch sich geringere Radiallasten und Biegemomente ergeben.Furthermore, the invention is achieved by a motor vehicle according to claim 8. Such a motor vehicle has significantly longer tie rods than conventional, resulting in lower radial loads and bending moments.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the present invention will become apparent from the dependent claims.
Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher erläutert. In dieser zeigen:Hereinafter, a preferred embodiment will be explained in more detail with reference to the drawing. In this show:
Ein Lenkgetriebe
Wie in der
Weiterhin sind die Zahnstange
Die in
Durch die axiale Bewegung der Spindel
Die Funktionsweise des Lenkgetriebes
Mit dieser Ausführungsform lässt sich das Lenkgetriebe
In dem zweiten Ausführungsbeispiel, welches in der
Die Zahnstange
Das Lenkgetriebe des zweiten Ausführungsbeispiels wird an einen Rahmen
Konstruktiv bietet dieses Ausführungsbeispiel den Vorteil, dass die Zahnstange
Auch beim zweiten Ausführungsbeispiel ist ein modularer Aufbau einzelner Komponentengruppen gewährleistet, wodurch nur geringe Änderung vorgenommen zu werden brauchen, wenn man ein Lenkgetriebe
Durch die feste Verbindung der Spindel
Claims (8)
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