DE3725770A1

DE3725770A1 - Rack=and=pinion steering gear for vehicles - has steering rack fitted with riders to which tracking rods are connected

Info

Publication number: DE3725770A1
Application number: DE19873725770
Authority: DE
Inventors: Christoph Dipl Ing Moedl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1987-07-28
Filing date: 1987-08-04
Publication date: 1989-06-01

Abstract

The rack and pinion steering gear for vehicles has the tracking rods (22,24) linked eccentrically to the steering rack (14) by means of riders (70,72) which pivot on the steering rack (14) through roller bearings (74,76) and are secured to the rack (14) between a spring ring (78) and a screw ring (80). The tracking rods (22,24) are connected to the riders (70,72) by hinge pins (75) running at right angles to the centre line (15) of the rack (14) and at a distance from it. The point (82) where the centre line of the tracking rods (22,24) cuts the centre line (15) of the steering rack (15) forms the tracking rod rotation pole giving the effective length of the tracking rods (22,24). USE/ADVANTAGE - Simple means of holding disturbing torque away from the steering rack of motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnstangengetriebe, insbesondere ein Zahn stangen-Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a rack and pinion gear, in particular a tooth rod steering gear for motor vehicles, according to the preamble of Claim 1.

Insbesondere bei Zahnstangen-Lenkgetrieben in Kraftfahrzeugen bewir ken die an der Zahnstange außermittig angelenkten Spurstangen Dreh momente auf die Zahnstange, die Geräusche und Schwergängigkeit im Lenkgetriebe verursachen können. Um diese störenden Drehmomente zu eliminieren, ist es beispielsweise aus der DE-PS 31 18 254 bekannt, im Anschlußbereich der Spurstangen an der Zahnstange Gleitsteine zu befestigen, die in einem Gehäuseschlitz des Lenkgetriebes geführt sind. Durch diese Gleitsteine ergeben sich aber unvermeidlich zusätz liche Reibungskräfte, die sich zu den üblicherweise aufzubringenden Lenkkräften addieren.In particular with rack and pinion steering gears in motor vehicles Turn the steering rods off-center on the rack moments on the rack, the noise and stiffness in the Can cause steering gear. To avoid these disturbing torques eliminate, it is known for example from DE-PS 31 18 254, in the connection area of the tie rods on the rack sliding blocks attach that guided in a housing slot of the steering gear are. These sliding blocks inevitably result in additional Liche frictional forces that are usually applied Add steering forces.

Im Hauptpatent (P 37 24 948.7) wird deshalb vorgeschlagen, die Spurstangen mittel- oder unmittelbar um die Zahnstangen-Mittelachse schwenkbar anzuordnen.The main patent (P 37 24 948.7) therefore proposes that Tie rods either directly or indirectly around the central rack axis to be arranged pivotably.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei dem gattungsgemäßen Zahnstangenge triebe mit noch einfacheren Mitteln störende Drehmomente von der Zahn stange fernzuhalten.The object of the invention is in the generic rack and pinion drive disruptive torques from the tooth with even simpler means to keep the rod away.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspru ches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist eine jede Stange mit einem separa ten Reiter verbunden, wobei ggf. der Reiter unmittelbar an die Stange angeformt ist. This task is with the characterizing features of claim ches 1 solved. According to the invention, each rod has a separate one ten rider connected, where necessary the rider directly to the pole is molded.

Eine besonders einfache Lösung ist in Verbindung mit dem Anspruch 3 zu sehen, nach der ein jeder Reiter sphärisch auf der Zahnstange gelagert ist. Es kann jedoch auch gemäß Anspruch 2 ein jeder separa ter Reiter auf der Zahnstange drehbar gelagert und über ein separates kardanisches Gelenk mit der korrespondierenden Spurstange verbunden sein.A particularly simple solution is in connection with the claim 3 to see after which each rider spherical on the rack is stored. However, each can also be separated according to claim 2 ter rider rotatably mounted on the rack and via a separate cardan joint connected to the corresponding tie rod be.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden mit weite ren Einzelheiten näher beschrieben. Die schematische Zeichnung zeigt inTwo embodiments of the invention are in the following with wide Ren details described in more detail. The schematic drawing shows in

Fig. 1 ein Zahnstangen-Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge mit Spur stangen und zwei drehbar auf der Zahnstange gelagerten Reitern; Figure 1 is a rack and pinion steering gear for motor vehicles with track and two riders rotatably mounted on the rack.

Fig. 2 die Verbindung Zahnstange, Reiter und Spurstange als Ein zelheit II der Fig. 1; Fig. 2, the connection rack, rider and tie rod as a unit II of Fig. 1;

Fig. 3 eine alternative Anlenkung der Spurstangen an dem Zahnstan gen-Lenkgetriebe nach Fig. 1 mit einer sphärischen Lagerung der Spurstangen an der Zahnstange. Fig. 3 shows an alternative linkage of the tie rods on the rack gene steering gear according to FIG. 1 with a spherical bearing of the tie rods on the rack.

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 Lenksäule (18) mit einem nicht dargestellten Lenkhandrad des Kraft fahrzeuges verbunden. Das Zahnstangen-Lenkgetriebe (10) ist bekann ter 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 column ( 18 ) to a steering handwheel (not shown) of the motor vehicle. The rack and pinion steering gear ( 10 ) is known ter type and therefore not described in detail.

Die Anlenkung der über Lenkhebel (26, 28) mit den Rädern (29, 31) verbundenen Spurstangen (22, 24) erfolgt über je einen separaten Reiter (70, 72) (Fig. 2), die auf der Zahnstange (14) des Zahnstan gen-Lenkgetriebes drehbar gelagert sind. Dabei ist jeweils zwischen dem ringförmigen Abschnitt der Reiter und der Zahnstange ein Wälzla ger bzw. Nadellager (74, 76) angeordnet. An die ringförmigen Abschnit te der Reiter (70, 72) ist je ein Arm angeformt, an dem die Spurstan gen (22, 24) kardanisch angelenkt sind (z. B. mittels einer die Arme und die Spurstangen durchdringenden Schraube unter Zwischenschaltung einer Gummi-Metall-Büchse; vgl. Spurstangenanlenkung im Hauptpatent). Die Spurstangen (22, 24) können somit um Achsen (75) schwenken, welche quer zur Mittelachse (15) der Zahnstange (14′) verlaufen. Die Reiter (70, 72) sind einerseits durch einen in die Zahnstange eingefederten Sicherungsring (78) und andererseits durch einen auf die Zahnstange aufgeschraubten Gewindering (80) axial unverschiebbar gehalten.The articulation of the tie rods ( 22 , 24 ) connected to the wheels ( 29 , 31 ) via steering levers ( 26 , 28 ) is carried out via a separate tab ( 70 , 72 ) ( Fig. 2) on the rack ( 14 ) of the Rack and pinion steering gear are rotatably mounted. In this case, a Wälzla ger or needle bearing ( 74 , 76 ) is arranged between the annular portion of the rider and the rack. An arm is formed on each of the ring-shaped sections of the rider ( 70 , 72 ), on which the tie rods ( 22 , 24 ) are articulated (e.g. by means of a screw penetrating the arms and the tie rods with the interposition of a rubber Metal bushing; see tie rod linkage in the main patent). The tie rods ( 22 , 24 ) can thus pivot about axes ( 75 ) which run transversely to the central axis ( 15 ) of the rack ( 14 '). The riders ( 70 , 72 ) are held axially immovable on the one hand by a locking ring ( 78 ) spring-loaded into the rack and on the other hand by a threaded ring ( 80 ) screwed onto the rack.

Beim gleichsinnigen und beim wechselseitigen Einfedern der Räder er geben sich gleiche Drehpole (82) der Spurstangen (22, 24). Bei Lenk bewegungen bilden die Schwenkachsen (75) die Drehpole bzw. die wirk same Länge der Spurstangen.In the same direction and in the reciprocal deflection of the wheels, there are the same turning poles ( 82 ) of the tie rods ( 22 , 24 ). During steering movements, the swivel axes ( 75 ) form the rotating poles or the effective length of the tie rods.

In der Fig. 3 ist wiederum eine Anbindung der Spurstangen (22′) und (24′) an eine Zahnstange (90) eines nicht näher dargestellten Zahn stangen-Lenkgetriebes (92) gezeigt. Dabei erstreckt sich die Zahn stange (90) einerseits durch das Gehäuse (94) des Zahnstangen-Lenk getriebes (92) hindurch, wobei an dessen Ende zwei durch einen Zapfen (96) verbundene Gelenkkugeln (98, 100) befestigt sind. Auf den Gelenk kugeln (98, 100) ist jeweils ein ringförmiger Reiter (102, 104) dreh bar und verschwenkbar entsprechend einem Kugelgelenk gelagert, wobei die Reiter (102, 104) unmittelbar an die Spurstangen (22′) und (24′) angeformt sind. Innerhalb der Reiter (102, 104) sind kalottenförmige Lagerschalen (106, 108) vergleichbar üblichen Kugel-Lenkungsgelenken vorgesehen.In Fig. 3 is again a connection of the tie rods ( 22 ') and ( 24' ) to a rack ( 90 ) of a rack and pinion steering gear (not shown) ( 92 ) is shown. The toothed rack ( 90 ) extends on the one hand through the housing ( 94 ) of the rack and pinion steering gear ( 92 ), at the end of which two joint balls ( 98 , 100 ) connected by a pin ( 96 ) are fastened. On the joint balls ( 98 , 100 ), an annular tab ( 102 , 104 ) is rotatably and pivotally mounted in accordance with a ball joint, the tabs ( 102 , 104 ) directly on the tie rods ( 22 ') and ( 24 ') formed are. Dome-shaped bearing shells ( 106 , 108 ) comparable to conventional ball-steering joints are provided within the riders ( 102 , 104 ).

Die Spurstangen (22′) bzw. (24′) können somit sowohl um die Mittel achse (15) der Zahnstange (90) schwenken als auch Winkelversätze um die Gelenkmitten ausführen. Die Drehpole liegen sowohl beim gleich sinnigen als auch beim wechselseitigen Einfedern der Räder als auch bei Lenkbewegungen jeweils in den Gelenkmittelpunkten.The tie rods ( 22 ') and ( 24 ') can thus both pivot about the central axis ( 15 ) of the rack ( 90 ) and perform angular offsets around the center of the joint. The pivot poles are in the center of the joint both when the wheels are deflected equally and when the wheels deflect alternately, as well as during steering movements.

Claims

1. Rack and pinion gear, in particular rack and pinion steering gear for motor vehicles, with driven rods (tie rods) articulated on the rack outside of the rack center axis, which are arranged pivotably directly or indirectly about the rack center axis, characterized in that each rack ( 22 , 24 ) a tab ( 70 , 72 ); ( 102 , 104 ) is provided.

2. Rack and pinion gear according to claim 1, characterized in that each rider ( 70 , 72 ) is rotatably mounted on the rack ( 14 ') and that each rod about a transverse to the rack axis ( 15 ) axis ( 75 ) pivotable on the rider ( 70 , 72 ) is articulated.

3. Rack and pinion gear according to claim 1, characterized in that each rider ( 102 , 104 ) spherically mounted on the rack ( 90 ) and fixed to the corresponding rod ( 22 ', 24 ').