DE3327979C1 - Rack and pinion mechanism, in particular a rack and pinion steering gear for motor vehicles - Google Patents
Rack and pinion mechanism, in particular a rack and pinion steering gear for motor vehiclesInfo
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Abstract
Description
In der Fig. 1 ist mit 2 ein Zahnstangenlenkgetriebe für ein Kraftfahrzeug bezeichnet, welches über eine Lenksäule 4 und ein Lenkrad 6 betätigt wird. Die durch Verdrehen des Lenkrades 6 relativ zum Gehäuse 8 des Lenkgetriebes 2 sich verschiebende Zahnstange 10 bewirkt über Spurstangen 12, 14 und Lenkhebel 16, 18 in bekannter Weise ein Lenken der Ränder 20, 22 des Kraftfahrzeuges. In Fig. 1, 2 is a rack and pinion steering gear for a motor vehicle denotes which is operated via a steering column 4 and a steering wheel 6. By Rotation of the steering wheel 6 relative to the housing 8 of the steering gear 2 shifting Rack 10 is effected via tie rods 12, 14 and steering levers 16, 18 in a known manner Way, steering the edges 20, 22 of the motor vehicle.
An der Lenksäule 4 ist über ein Kardangelenk 24 eine Antriebswelle 26 befestigt. Die Antriebswelle 26 ist mittels zweier Wälzlager 28,30 im Gehäuse 8 drehbar gelagert und trägt ein Antriebszahnrad 32, das zusammen mit einem Zahnrad 34 eine erste Drehmomentübersetzungsstufe 36 mit konstantem Übersetzungsverhältnis bildet. A drive shaft is attached to the steering column 4 via a cardan joint 24 26 attached. The drive shaft 26 is in the housing by means of two roller bearings 28, 30 8 rotatably mounted and carries a drive gear 32, which together with a gear 34 a first torque transmission stage 36 with a constant transmission ratio forms.
Das angetriebene Zahnrad 34 der Übersetzungsstufe 36 ist mit einem benachbart angeordneten Zahnrad 38 zu einem einstückigen Zahnradblock 40 vereint, der über Wälzlager 42, 44 auf einer im Gehäuse aufgenommenen Welle 46 drehbar ist. Das Zahnrad 38 ist mit einem Zahnrad 48 in Eingriff und bildet mit diesem einen Stirnradtrieb 50 mit variablem Übersetzungsverhältnis. The driven gear 34 of the translation stage 36 is with a adjacent gear 38 combined to form a one-piece gear block 40, which is rotatable via roller bearings 42, 44 on a shaft 46 accommodated in the housing. The gear 38 is in engagement with a gear 48 and forms one with this Spur gear 50 with variable transmission ratio.
Das Zahnrad 48 des Stirnradtriebes 50 ist mit einem Ritzel 52 zu einem zweiten, einstückigen Zahnradblock 54 vereint, welcher über Achszapfen 56,58 und Wälzlager 60, 62 im Gehäuse 8 drehbar gelagert ist. Ein durch eine Feder 64 vorgespanntes, in einer Bohrung 66 des Gehäuses 8 verschiebbares Druckstück 68 spannt die Zahnstange 10 gegen das Ritzel 52, um einen spielfreien Eingriff zwischen Ritzel 52 und Zahnstange 10 zu gewährleisten. The gear 48 of the spur gear 50 is closed with a pinion 52 a second, one-piece gear block 54, which via axle journals 56,58 and roller bearings 60, 62 are rotatably mounted in the housing 8. A by a spring 64 prestressed pressure piece 68, which can be displaced in a bore 66 of the housing 8 the rack 10 against the pinion 52 to ensure a backlash-free engagement between the pinion 52 and rack 10 to ensure.
Zwischen dem Lager 60 für das Zahnrad 48 und der korrespondierenden Gehäusebohrung 59 sind zwei in radialer Richtung elastisch nachgiebige Ringe 61 eingesetzt, die dem mit bestimmten Spielraum zur Gehäusebohrung 59 eingesetzten Lager 60 eine begrenzte radiale Nachgiebigkeit ermöglichen. Between the bearing 60 for the gear 48 and the corresponding Housing bore 59 are two rings 61 which are elastically flexible in the radial direction used, the one used with certain clearance to the housing bore 59 Bearings 60 allow limited radial compliance.
Desgleichen sind zwischen den Zapfen 45, 47 der Welle 46 und den diese aufnehmenden Gehäusebohrungen 43,49 elastische Ring 69 zwischengeschaltet, welche aufgrund eines ebenfalls begrenzten Spielraumes zwischen den Zapfen 45,47 und den Gehäusebohrungen 43, 49 eine radiale Nachgiebigkeit der Welle 46 und damit des Zahnrades 38 sicherstellen. Likewise, between the pins 45, 47 of the shaft 46 and the these receiving housing bores 43,49 elastic ring 69 interposed, which due to a likewise limited clearance between the pins 45,47 and the housing bores 43, 49 a radial flexibility of the shaft 46 and thus of the gear 38.
Es versteht sich, daß die elastische Nachgiebigkeit in radialer Richtung bei einer jeden elastischen Lagerung bzw. Aufnahme im Gehäuse 8 maximal nur weniger als eine halbe Zahnhöhe der Zahnräder 38, 48 betragen darf, um auch bei extrem hohen Drehmomenten einen Formschluß zu garantieren. It goes without saying that the elastic resilience in the radial direction with each elastic mounting or recording in the housing 8 a maximum of only less than half a tooth height of the gears 38, 48 may be to even with extremely high Torques to guarantee a form fit.
Das variable Übersetzungsverhältnis des Stirnradtriebes 50 ist durch die exzentrische Anordnung der größenmäßig gleichen Zahnräder 38,48 gegeben, deren Außenkontur zylindrisch bzw. kreissymmetrisch ist (vgl. The variable transmission ratio of the spur gear 50 is through Given the eccentric arrangement of the gears 38,48 of the same size, whose The outer contour is cylindrical or circularly symmetrical (cf.
F i g. 3). Lediglich die Drehachsen 70, 72 sind um das Maß »e« zur jeweiligen Symmetrieachse 74, 76 der Zahnräder 38, 48 versetzt. Daraus ergibt sich ein maximales Übersetzungsverhältnis von - r (radius) Zahnrad 48 - e i rZahnrad38 + e und ein minimales Übersetzungsverhältnis bei einer um 180° verdrehten Lage der Zahnräder zueinander von r = r Zahnrad48 + e r Zahnrad 38 - e sowie entsprechende Zwischenübersetzungen je nach fliionzntan der beiden Zahnräder 38,48.F i g. 3). Only the axes of rotation 70, 72 are to the dimension "e" respective axis of symmetry 74, 76 of the gears 38, 48 offset. This results in a maximum transmission ratio of - r (radius) gear 48 - e i r gear 38 + e and a minimum transmission ratio when the position of the Gears to each other from r = r Zahnrad48 + e r Zahnrad 38 - e as well as corresponding Intermediate ratios depending on the fliionzntan of the two gears 38,48.
Die beiden Zahnräder 38, 48 sind zum Ritzel 52 und der Zahnstange 10 derart eingestellt, daß in der Mittellage der Zahnstange 10 entsprechend einer Geradeausfahrt des Kraftfahrzeuges ein Übersetzungsverhältnis vorliegt, welches zusammen mit den übrigen eingehenden Übersetzungen (Übersetzungsstufe 36, Ritzel 52 : Zahnstange 10, Spurstangen 12, 14 und Lenkhebel 16, 18 etc.) ctwa 18 beträgt. The two gears 38, 48 are to the pinion 52 and the rack 10 set so that in the central position of the rack 10 according to a Straight-ahead driving of the motor vehicle has a transmission ratio which together with the other incoming gear ratios (gear ratio 36, pinion 52: rack 10, tie rods 12, 14 and steering lever 16, 18 etc.) is about 18.
Bei einem Verdrehen des Lenkrades 6 aus der Mittelstellung heraus werden über die Übersetzungsstufe 36 die beiden Zahnräder 38, 48 verdreht, wobei sich das Übersetzungsvcrhältnis kontinuierlich bis zu einem Wert von etwa 28 ändert. Der Übersetzungsverlauf ist dabei immer eine Sinusoide mit der Periode 2 2,2. When turning the steering wheel 6 out of the middle position the two gears 38, 48 are rotated via the translation stage 36, wherein the gear ratio changes continuously up to a value of about 28. The translation process is always a sinusoid with the period 2 2.2.
Wie der Zeichnung F i g. 2 entnehmbar ist, ist das Antriebszahnrad 32 bzw. dessen Drehachse 78 nahe der Drehachse 72 des Ritzels 52 angeordnet. As shown in the drawing F i g. 2 is the drive gear 32 or its axis of rotation 78 is arranged near the axis of rotation 72 of the pinion 52.
Abweichend von dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, anstelle der beiden Zahnräder 38,48 nur über einen bestimmten Umfangsbereich verzahnte Zahnsegmente zu verwenden. Ist eine noch größere Übersetzungswandlung erwünscht, so könnte dem Stirnradtrieb 50 ein weiterer Stirnradtrieb nachgeschaltet sein, welcher ebenfalls durch zwei exzentrisch gelagerte, zylindrische Zahnräder gebildet ist, wobei dann das Antriebszahnrad das Ritzel 52 antreiben würde. Notwithstanding the embodiment shown, it is also possible instead of the two gears 38, 48 toothed only over a certain circumferential area To use tooth segments. If an even larger translation change is desired, so the spur gear drive 50 could be followed by a further spur gear drive, which is also formed by two eccentrically mounted, cylindrical gears, the drive gear would then drive the pinion 52.
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Claims (3)
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Family Applications (1)
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