DE3724948C2 - - Google Patents
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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Description
Die Erfindung betrifft ein Zahnstangengetriebe, insbesondere ein Zahn stangen-Lenkgetriebe für Fahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a rack and pinion gear, in particular a tooth rod steering gear for vehicles, according to the preamble of claim 1.
Insbesondere bei Zahnstangen-Lenkgetrieben in Kraftfahrzeugen bewirken die an der Zahnstange außermittig angelenkten Spurstangen Drehmomente auf die Zahnstange, die Geräusche und Schwergängigkeiten im Lenkgetriebe verursachen können.Particularly in the case of rack and pinion steering gears in motor vehicles the track rods articulated off-center on the rack on the rack, the noise and stiffness in the steering gear can cause.
Gemäß FR-PS 11 35 909 sind Zahnstangen-Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen zur Vermeidung der Übertragung von Drehmomenten auf die Zahnstange ein Mittelteil der Spurstangen längs verschiebbar im Gehäuse der Zahn stange gelagert ist. Das Mittelteil ist über eine radial abragende Stütze mit der Zahnstange des Lenkgetriebes verbunden. Die Verbin dung ist über ein hülsenförmiges Gummilager hergestellt. Dieses Lenk getriebe erfordert jedoch einen verhältnismäßig großen Bauraum und Herstellungsaufwand.According to FR-PS 11 35 909 rack and pinion steering gear for motor vehicles are known at those to avoid the transmission of torque to the rack a middle part of the tie rods can be moved longitudinally in the housing of the tooth rod is stored. The middle section is protruding radially Support connected to the rack of the steering gear. The verb manure is made via a sleeve-shaped rubber bearing. This steering However, gearbox requires a relatively large amount of space and Manufacturing effort.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zahnstangengetriebe der gattungsge mäßen Art zu schaffen, bei dem die Abtriebsstangen mit einfachen Mitteln und ohne Zahnstange schwächende Kugelgelenke an der Zahnstange anlenkbar sind, wobei im Falle eines Zahnstangen-Lenkgetriebes eine günstige Lenkkinematik ermöglicht ist.The object of the invention is a rack and pinion gear of the genus moderate way to create, in which the output rods with simple means and without rack weakening ball joints on the rack are articulated, in the case of a rack and pinion steering gear favorable steering kinematics is possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dem Patentanspruch 2 entnehmbar.This object is achieved with the characterizing features of claim 1 solved. An advantageous development of Invention can be found in claim 2.
Durch den hülsenförmigen Reiter sind die Antriebsstangen bzw. Spurstangen um die Zahnstangen-Mittelachse schwenkbar an der Zahnstange angelenkt, so daß trotz ihres außermittigen Angriffes die tatsächliche Momentabstützung durch die Zahnstangen-Mittelachse ver läuft. Störende Drehmomente sind somit ausgeschlossen. Es ist dabei erforderlich, daß die Antriebsstangen mit dem Aufnahmeteil über eine einzige Drehachse aufweisende Gelenke verbunden sind. Als Drehlagerung des Reiters auf der Zahnstange kann ein Gleitlager oder ein Wälzlager, vorzugsweise ein kombiniertes Axial- und Radiallager verwendet sein.The drive rods are through the sleeve-shaped rider or tie rods pivotable about the central rack axis on the Rack articulated so that despite their off-center attack Actual torque support through the central rack axis ver running. Disturbing torques are therefore excluded. It is necessary that the Drive rods with the receiving part over a single Joints having a rotational axis are connected. As the rider's pivot bearing on the rack can be a plain bearing or a roller bearing, preferably a Combined axial and radial bearings can be used.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden näher beschrieben. Die schematische Zeichnung zeigt in An embodiment of the invention is as follows described in more detail. The schematic drawing shows in
Fig. 1 ein Zahnstangen-Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge mit Spur stangen und in Fig. 1 a rack and pinion steering gear for motor vehicles with track and in
Fig. 2 die Verbindung Zahnstange, Reiter und Spurstange als Einzel heit II der Fig. 1. Fig. 2, the connection rack, rider and tie rod as a single unit II of FIG. 1st
Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Zahnstangen-Lenkgetriebe (10) mit einer verschiebbar in einem Gehäuse (12) gelagerten Zahnstange (14) und einem Antriebsritzel (16). Das Antriebsritzel (16) ist über eine Lenkspindel (18) mit einem nicht dargestellten Lenk handrad des Kraftfahrzeuges verbunden. Das Zahnstangen-Lenkgetriebe (10) ist bekannter Bauart und deshalb nicht näher beschrieben. Fig. 1 shows schematically a rack and pinion steering gear ( 10 ) with a rack ( 14 ) slidably mounted in a housing ( 12 ) and a drive pinion ( 16 ). The drive pinion ( 16 ) is connected via a steering spindle ( 18 ) to a steering wheel of the motor vehicle, not shown. The rack and pinion steering gear ( 10 ) is of a known type and is therefore not described in detail.
Auf der Zahnstange (14) ist ein Reiter (20) drehbar gelagert. Der Reiter (20) ist mit zwei Spurstangen (22, 24) gelenkig verbunden. Die Spurstangen (22, 24) wirken mit Lenkhebeln (26, 28) einer nicht näher dargestellten Radaufhängung des Kraftfahrzeuges zum Lenken der Räder (29, 31) zusammen. Der Reiter (20) kann abweichend von der Darstellung in Fig. 1 auch an einem Ende der Zahn stange (14) angeordnet sein. Der Reiter kann darüber hinaus innerhalb oder außer halb des Gehäuses (12) an der Zahnstange (14) gelagert sein.A rider ( 20 ) is rotatably mounted on the rack ( 14 ). The rider ( 20 ) is articulated with two tie rods ( 22 , 24 ). The tie rods ( 22 , 24 ) interact with steering levers ( 26 , 28 ) of a wheel suspension of the motor vehicle, not shown, for steering the wheels ( 29 , 31 ). The tab ( 20 ) can be arranged differently from the illustration in Fig. 1 at one end of the rack ( 14 ). The rider can also be mounted inside or outside of the housing ( 12 ) on the rack ( 14 ).
Der Reiter (20) (vgl. Fig. 2) setzt sich im wesentlichen aus einer Büchse (30) und einem rotationssymmetrischen Zapfen (32) zusammen, auf dem ein Auf nahmeteil (34) sitzt. Die Büchse (30) ist über Wälzlager (36, 38) auf der Zahnstange (14) um deren Mittelachse (15) drehbar, aber axial unverschiebbar gelagert. Die Wälzlager sind unmittel bar durch auf der Zahnstange (14) und der Büchse (30) anlaufende Kugeln gebildet; es können jedoch auch axial gesicherte Kugella ger oder Axial- und Radial-Nadellager oder ein Gleitlager verwen det sein.The rider ( 20 ) (see. Fig. 2) is composed essentially of a sleeve ( 30 ) and a rotationally symmetrical pin ( 32 ) on which a receiving part ( 34 ) sits. The bushing ( 30 ) can be rotated about roller bearings ( 36 , 38 ) on the rack ( 14 ) about its central axis ( 15 ), but is axially immovable. The rolling bearings are formed immediately by bar on the rack ( 14 ) and the bush ( 30 ) balls; However, axially secured Kugella ger or axial and radial needle bearings or a plain bearing can be used.
Der an die Büchse (30) angeformte Zapfen (32) erstreckt sich quer zur Zahnstangen-Mittelachse (15) und trägt über ein Gummilager (40) begrenzt elastisch drehbar, jedoch axial unverschiebbar durch eine Schraubenmutter (42) und Beilagscheibe (44) gehalten, das Aufnahmeteil (34). An dem Aufnahmeteil (34) sind die Spurstangen (22, 24) über Gummilager (46, 48) angelenkt. Dazu sind in Lager augen (50, 52) des Aufnahmeteiles (34) ringförmige Gummiblöcke (Silentblocks) eingepreßt, die von metallischen Hülsen (54, 56) durchsetzt sind. Die Hülsen (54, 56) sind durch Schrauben (58) mit den Spurstangen (22, 24) verschraubt. Dies ergibt eine karda nische Verbindung mit Gelenkachsen, die quer zur Mittelachse (15) der Zahnstange (14) und quer zur Mittelachse (35) des Zapfens (32) verlaufen. The spigot ( 32 ) formed on the bush ( 30 ) extends transversely to the central rack axis ( 15 ) and, via a rubber bearing ( 40 ), can be rotated with limited elasticity, but is held axially immovably by a screw nut ( 42 ) and washer ( 44 ), the receiving part ( 34 ). The tie rods ( 22 , 24 ) are articulated on the receiving part ( 34 ) via rubber bearings ( 46 , 48 ). For this purpose, ring-shaped rubber blocks (silent blocks), which are penetrated by metallic sleeves ( 54 , 56 ), are pressed into the bearing eyes ( 50 , 52 ) of the receiving part ( 34 ). The sleeves ( 54 , 56 ) are screwed to the tie rods ( 22 , 24 ) by screws ( 58 ). This results in a cardanic connection with hinge axes that run transversely to the central axis ( 15 ) of the rack ( 14 ) and transversely to the central axis ( 35 ) of the pin ( 32 ).
Im Gehäuse (12) des Zahnstangen-Lenkgetriebes (10) ist ein Schlitz (60) ausgebildet, durch den hindurch sich der Zapfen (32) aus dem Gehäuse (12) heraus erstreckt. Der Schlitz (60) ist in nicht darge stellter Weise durch einen Faltenbalg abgedichtet.A slot ( 60 ) is formed in the housing ( 12 ) of the rack and pinion steering gear ( 10 ), through which the pin ( 32 ) extends out of the housing ( 12 ). The slot ( 60 ) is sealed in a manner not shown by a bellows.
Von den Spurstangen (22, 24) ausgehende Störkräfte oder Reaktions kräfte aus den Lenkkräften können trotz der außermittigen Anlenkung der Spurstangen (Mittelpunkte 65) kein störendes Drehmoment auf die Zahnstange (14) ausüben. Vielmehr werden die Momente in gedachter Verlängerung der Spurstangenlängsachse in der Zahnstangenmittelachse (15) wirksam. Hierdurch gebildete Drehpole (62) definieren auch beim gleichsinni gen Einfedern der Räder des Kraftfahrzeuges die wirksamen Spurstan genlängen; dabei verdreht sich der Reiter (20) entsprechend dem Win kelversatz der Spurstangen (22, 24) um die Zahnstange (14). Beim wechselseitigen Einfedern der Räder (z. B. Rollneigung in Kurven) wird das Aufnahmeteil (34) um den Zapfen (32) entsprechend dem entgegengerichteten Winkelversatz der Spurstangen (22, 24) ver dreht, wobei nunmehr der Drehpol (64) der Spurstangen in der Mit telachse (35) des Zapfens (32) liegt.From the tie rods ( 22 , 24 ) emanating interference or reaction forces from the steering forces can exert no disturbing torque on the rack ( 14 ) despite the eccentric articulation of the tie rods (center points 65 ). Rather, the moments in the imaginary extension of the tie rod longitudinal axis become effective in the rack central axis ( 15 ). In this way, the rotating poles ( 62 ) define the effective track lengths even when the wheels of the motor vehicle are deflected in the same direction; the rider ( 20 ) rotates according to the win kelversatz the tie rods ( 22 , 24 ) around the rack ( 14 ). When the wheels reciprocate (e.g. curling in curves), the receiving part ( 34 ) is rotated around the pin ( 32 ) according to the opposite angular offset of the tie rods ( 22 , 24 ), with the turnstile ( 64 ) of the tie rods now With the central axis ( 35 ) of the pin ( 32 ).
Darüberhinaus bilden die Achsen (Mittelpunkte 65) der Spurstangen gelenke die Drehpole der Spurstangen beim Lenken. Es ist klar ersichtlich, daß durch die unterschiedlichen Drehpole (62, 64, 65) der Spurstangen günstige lenkkinematische Eigenschaften im Zusammenwirken Lenkgetriebe, Radaufhängung verwirklichbar sind. Beispielsweise sind bei einer Radaufhängung mit McPherson-Feder beinanordnung und relativ hoch liegenden Lenkhebeln (26, 28) lan ge Spurstangen von Vorteil, um Eigenlenkbewegungen beim gleich sinnigen Durchfedern der Räder zu vermeiden (Drehpole 62!). Beim wechselseitigen Einfedern (Rollneigung in Kurven) kann eine geziel te Eigenlenkung erwünscht sein, was durch kürzere, wirksame Spur stangenlängen erreichbar ist (Drehpole 64). Noch kürzere Spurstan gen können zur Verwirklichung eines definierten Lenkverhaltens nach Ackermann (Radeinschlagswinkeldifferenzen zwischen jeweils kurveninnerem und kurvenäußerem Rad) angezeigt sein (Drehpole 65). Ferner kann ggf. auch der Zapfen (32) gegenüber der Zahnstange (14) höher oder tiefer gelegt werden, was ebenfalls eine Beein flussung der Spurstangenlage ermöglicht. Es ist klar ersichtlich, daß diese unterschiedlichen Drehpole durch konstruktive Änderun gen in begrenztem Maße verschiebbar sind und somit die Lenkkine matik und die Radführung des Kraftfahrzeuges günstig beeinfluß bar ist.In addition, the axes (center points 65 ) of the tie rods form the pivot poles of the tie rods when steering. It can be clearly seen that the different turning poles ( 62 , 64 , 65 ) of the tie rods make it possible to achieve favorable steering-kinematic properties in the interaction of the steering gear and wheel suspension. For example, in a wheel suspension with McPherson strut assembly and relatively high steering levers ( 26 , 28 ), long tie rods are advantageous to avoid self-steering movements with the same sensible spring deflection (rotating poles 62 !). With mutual deflection (tendency to curl in curves), targeted self-steering may be desirable, which can be achieved by using shorter, effective track rod lengths (rotating poles 64 ). Even shorter tie rods can be displayed to achieve a defined steering behavior according to Ackermann (wheel lock angle differences between the inside and outside wheel) (pivot poles 65 ). Furthermore, the pin ( 32 ) relative to the rack ( 14 ) can be placed higher or lower, which also allows a influencing of the tie rod position. It is clearly evident that these different pivot poles can be moved to a limited extent by constructive changes and thus the steering kinematics and the wheel guidance of the motor vehicle can be influenced in a favorable manner.
Claims (2)
Priority Applications (2)
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DE19873724948 DE3724948A1 (en) | 1987-07-28 | 1987-07-28 | Toothed-rack transmission |
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Applications Claiming Priority (1)
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DE19873724948 DE3724948A1 (en) | 1987-07-28 | 1987-07-28 | Toothed-rack transmission |
Publications (2)
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DE3724948A1 DE3724948A1 (en) | 1989-02-16 |
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Family Applications (1)
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DE1766876U (en) * | 1957-03-16 | 1958-05-14 | Tecnorag A G | STEERING DEVICE ON MOTOR VEHICLE. |
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