DE3810173C1

DE3810173C1 - Steering system for motor vehicles

Info

Publication number: DE3810173C1
Application number: DE19883810173
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr.-Ing. 8071 Stammham De Naumann
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1988-03-25
Filing date: 1988-03-25
Publication date: 1989-07-13

Abstract

The invention relates to a steering system for motor vehicles with a toothed rack steering gear and with a toothed rack with single-side power output, this power output being located outside the vertical longitudinal central plane of the vehicle, and having track rods which lead to the steerable wheels and are connected in an articulated fashion to the power output of the toothed rack, in order to eliminate interfering moments exerted by the track rods on the toothed rack the first track rod on the toothed rack is coupled directly and at least essentially in the extended central axis of the said toothed rack and the second track rod is coupled to the first track rod, the axis of articulation of the track rod connection being located essentially on the aforesaid longitudinal central plane or, in a similar way to track rods of identical length, on the other side of the said longitudinal central plane.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkung für Kraftfahrzeuge mit einem Zahn stangenlenkgetriebe mit einer Zahnstange mit einseitigem Abtrieb, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a steering system for motor vehicles with a tooth rod steering gear with a rack with one-sided output, according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Lenkung ist durch die DE-PS 6 73 714 bekannt. Dabei ist an dem aus dem Lenkgetriebegehäuse ragendem Ende der Zahnstange des Zahnstangenlenkgetriebes ein Arm befestigt, der in Richtung des Lenkge triebegehäuses und so nahe als konstruktiv möglich an dieses heran zu rückgekröpft ist. An dem Arm sind die gleichlangen Spurstangen ange lenkt. Dadurch werden die Angriffspunkte der Spurstangen in die Nähe der Abstützpunkte der Zahnstange verlegt, so daß die auf die Spurstan gen gelangenden Kräfte einen verringerten Hebelarm gegenüber den Ab stützpunkten der Zahnstange besitzen und daher ein eher geringes Kipp moment erzeugen können. Vermieden können diese von den Spurstangenkräf ten abhängigen Kippmomente jedoch nicht, weil aufgrund der konstrukti ven Vorgaben (Zahnstangenlagerung, Lenkgetriebegehäuse etc.) die An griffspunkte der Spurstangen nicht in die Längsmittelachse der Zahn stange verlegbar sind.Such steering is known from DE-PS 6 73 714. It is at the end of the steering gear housing protruding from the rack Rack and pinion steering arm attached to the direction of the steering drive housing and as close as possible to this constructively is crimped back. The tie rods of the same length are attached to the arm directs. This means that the tie rod's points of attack are nearby the support points of the rack relocated so that the on the track against coming forces a reduced lever arm compared to the Ab support points of the rack and therefore a rather small tilt can generate moment. These can be avoided by the tie rod brackets dependent tilting moments, however, because of the construction ven specifications (gear rack mounting, steering gear housing etc.) the An Grip points of the tie rods are not in the longitudinal central axis of the tooth rod can be laid.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln die von den Spur stangen ausgeübten Störmomente auf die Zahnstange zu eliminieren.The object of the invention is to remove the track with simple means to eliminate the forces exerted on the rack.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspru ches 1 gelöst. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin dung sind den Patentansprüchen 2 bis 4 entnehmbar.This task is with the characterizing features of claim ches 1 solved. Advantageous and expedient further training of the Erfin tion can be found in claims 2 to 4.

Erfindungsgemäß wird die eine Spurstange über die Fahrzeug-Längsmittel ebene hinaus verlängert und momentenfrei an der Zahnstange angelenkt, während die zweite Spurstange im Bereich der senkrechten Fahrzeug- Längsmittelebene oder in Annäherung an gleichlange Spurstangen jenseits dieser Mittelebene an der ersten Spurstange angelenkt ist. Dadurch wer den die von den Spurstangen ausgeübten Störmomente einheitlich über den verlängerten Abschnitt der einen Spurstange momentenfrei in die Zahnstange eingeleitet. In vorteilhafter Weise entsteht dabei nahezu kein Mehraufwand; ferner ist die Erfindung mit nur geringen konstrukti ven Änderungen einsetzbar. According to the invention, the one tie rod is positioned over the vehicle longitudinal means extended outwards and articulated without torque on the rack, while the second tie rod in the area of the vertical vehicle Longitudinal median plane or in approximation to tie rods of the same length beyond this middle plane is articulated on the first tie rod. Because of who which the interference moments exerted by the tie rods are uniform the extended section of a tie rod into the Rack initiated. Advantageously, almost no additional effort; furthermore, the invention is constructed with only a small amount Can be used for changes.

Besonders zweckmäßig ist gemäß Patentanspruch 2 die mit der Zahnstange verbundene Spurstange U-förmig abgebogen und unmittelbar an der Stirn seite der Zahnstange mit geeigneten Mitteln, z. B. gemäß Patentanspruch 3, über ein Gabelgelenk, angelenkt. Grundsätzlich wäre es jedoch auch möglich, ein geeignet konstruiertes Kugelgelenk einzusetzen. Ferner kann gemäß Patentanspruch 4 die Spurstangenverbindung ebenfalls über ein Gabel- oder ein Kugelgelenk erfolgen, wobei jedoch darauf zu achten ist, daß auch diese Gelenkverbindung störmomentenfrei, d. h. ohne Aus übung eines Drehmomentes, hergestellt ist. Dies erreicht man, indem die verlängerte Kraftangriffslinie der zweiten Spurstange im wesentlichen durch die tragende Spurstange hindurch verläuft.According to claim 2 is particularly useful with the rack connected tie rod bent U-shaped and directly on the forehead side of the rack with suitable means, e.g. B. according to claim 3, articulated via a fork joint. In principle, however, it would also be possible to use a suitably designed ball joint. Further can also according to claim 4, the tie rod connection a fork or a ball joint take place, but be careful is that this articulation is also free of interference, i.e. H. without off exercise of a torque is made. This is achieved by the extended line of force of the second tie rod essentially runs through the supporting tie rod.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.An embodiment of the invention is below with others Details explained in more detail.

Die schematische Zeichnung zeigt eine Lenkung für ein Kraftfahrzeug mit einem Zahnstangenlenkgetriebe mit einseitigem Abtrieb auf die Spurstangen.The schematic drawing shows one Steering for a motor vehicle with a rack and pinion steering gear one-sided output on the tie rods.

Die in der Zeichnung dargestellte Lenkung setzt sich im wesentlichen aus einem Lenkhandrad (10), einer nur teilweise dargestellten Lenksäule (12), einem Zahnstangenlenkgetriebe (14) und zu den gelenkten Rädern (16, 18) führende Spurstangen (20, 22) zusammen. Das Zahnstangenlenkge triebe (14) ist bekannter Bauart mit einem mit der Lenksäule (12) an triebsmäßig verbundenem Antriebsritzel, welches eine Zahnstange (24) antreibt.The steering system shown in the drawing essentially consists of a steering handwheel ( 10 ), a steering column ( 12 ) only partially shown, a rack and pinion steering gear ( 14 ) and tie rods ( 20, 22 ) leading to the steered wheels ( 16, 18 ). The rack and pinion steering gear ( 14 ) is of a known type with a drive column connected to the steering column ( 12 ) on the drive pinion, which drives a rack ( 24 ).

Das freie, aus dem Gehäuse (26) ragende Ende (28) der Zahnstange (24) bildet den Abtrieb zu den Spurstangen (20, 22), wobei dieser Abtrieb außerhalb der senkrechten Fahrzeug-Längsmittelebene (Linie 30) liegt. Als Abtrieb dient ein Gabelgelenk (32), dessen Gabelkopf (34) in die Zahnstange (24) stirnseitig eingeschraubt ist, während das bewegliche Gelenkauge (36) an dem U-förmig abgebogenen Endabschnitt (22 a) der Spurstange (22) ausgebildet ist. Damit liegt die durch die Schraube (38) gebildete Gelenkachse in der verlängerten Zahnstangen-Längsmittel achse (Linie 40).The free end ( 28 ) of the rack ( 24 ) protruding from the housing ( 26 ) forms the output to the tie rods ( 20, 22 ), this output lying outside the vertical longitudinal plane of the vehicle (line 30 ). A fork joint ( 32 ) serves as the output, the fork head ( 34 ) of which is screwed into the face of the rack ( 24 ), while the movable joint eye ( 36 ) is formed on the U-shaped bent end section ( 22 a) of the tie rod ( 22 ). So that the hinge axis formed by the screw ( 38 ) lies in the elongated longitudinal axis of the rack (line 40 ).

Die zweite Spurstange (20) ist mit der ersten Spurstange (22) über ein weiteres Gabelgelenk (42) verbunden, wobei der Gelenkpunkt bzw. die Gelenkachse (Schraube 44) im wesentlichen in der Längsmittelachse der Spurstange (22) liegt. Es versteht sich, daß dadurch auch die Kraftan griffslinie (46) der Spurstange (20) die Längsmittelachse der Spurstan ge (22) schneidet. Dabei ist der Gabelkopf (48) an die Spurstange (20) angeformt, während eine nicht ersichtliche Bohrung in der Spurstange (22) das korrespondierende Gelenkauge (50) ergibt.The second tie rod ( 20 ) is connected to the first tie rod ( 22 ) via a further fork joint ( 42 ), the articulation point or the joint axis (screw 44 ) lying essentially in the longitudinal central axis of the tie rod ( 22 ). It is understood that thereby also the Kraftan handle line ( 46 ) of the tie rod ( 20 ) intersects the longitudinal central axis of the tie rod ge ( 22 ). The fork head ( 48 ) is integrally formed on the tie rod ( 20 ), while a hole in the tie rod ( 22 ) that cannot be seen results in the corresponding joint eye ( 50 ).

Um die für die Lenkkinematik nachteiligen ungleichen Längen der Spur stangen (20, 22) weitgehend zu eliminieren, sollte die Spurstangenver bindung (Gabelgelenk 42) zumindest in der Fahrzeug-Längsmittelebene (30) liegen. Im Ausführungsbeispiel liegt die Verbindung jedoch in Annäherung an gleichlange Spurstangen (20, 22) jenseits dieser Mittelli nie (30), mit Bezug zur Gelenkachse (38) (Abtrieb).In order to largely eliminate the unequal lengths of the track rods ( 20, 22 ), which are disadvantageous for the steering kinematics, the tie rod connection (fork joint 42 ) should lie at least in the longitudinal plane of the vehicle ( 30 ). In the exemplary embodiment, however, the connection is in an approximation to tie rods ( 20, 22 ) of the same length beyond this center line ( 30 ), with reference to the hinge axis ( 38 ) (output).

Von den Rädern (16, 18) ausgehende Antriebs- und Störmomente werden über die Lenkhebel (52, 54) auf die Spurstangen (20, 22) und von diesen über den U-förmigen Abschnitt (22 a) und das Gabelgelenk (32) in die Zahn stange (24) eingeleitet. Durch die Anlenkung in der Zahnstangen-Längs mittelachse (40) bleibt jedoch die Zahnstange frei von störenden Dreh momenten, unabhängig vom Neigungswinkel der Spurstangen (bewirkt durch das Ein- und/oder Ausfedern der Räder). Auch in der Spurstangenverbin dung (42) treten aufgrund der beschriebenen Gelenkanordnung keine störenden Momente auf.From the wheels ( 16, 18 ) outgoing drive and disturbing torques are on the steering arms ( 52, 54 ) on the tie rods ( 20, 22 ) and by this via the U-shaped section ( 22 a) and the fork joint ( 32 ) in the rack ( 24 ) initiated. Due to the articulation in the longitudinal axis of the rack longitudinal axis ( 40 ), however, the rack remains free from disturbing torques, regardless of the angle of inclination of the tie rods (caused by the compression and / or rebound of the wheels). Also in the tie rod connection ( 42 ) no disturbing moments occur due to the joint arrangement described.

Anstelle der beschriebenen Gabelgelenke könnten auch Kugelgelenke ver wendet sein, z. B. solche, bei denen in der Gelenkmittellage der Ge lenkbolzen mit der Mittelachse der Gelenkpfanne eine einheitliche Mit telachse bildet.Instead of the fork joints described, ball joints could also be used be used, e.g. B. those in which in the central joint position of the Ge Steering pin with the central axis of the socket joint telaxis forms.

Claims

1. Steering for a motor vehicle with a rack and pinion steering gear with a rack with one-sided output, this output is outside the vertical longitudinal plane of the vehicle, and with tie rods leading to the steerable wheels, which are articulated to the output of the rack, characterized in that which a first tie rod ( 22 ) on the rack ( 24 ) directly and at least substantially in its elongated central axis ( 40 ) and the second tie rod ( 20 ) on the first tie rod ( 22 ) is steered, the hinge axis ( 44 ) Tie rod connection ( 42 ) essentially in said longitudinal median plane ( 30 ) or in approximation to tie rods of the same length beyond this.

2. Steering according to claim 1, characterized in that the tie rod ( 22 ) articulated directly on the rack ( 24 ) is bent in a U-shape (section 22 a) .

3. Steering according to claims 1 and 2, characterized in that the U-shaped bent tie rod ( 22 ) via a fork joint ( 32 ) is connected to the rack ( 24 ).

4. Steering according to claims 1-3, characterized in that the connection of the tie rods to each other via a fork joint ( 42 ) or a ball joint is such that the extended Kraftan handle line ( 46 ) of the second tie rod ( 20 ) essentially by the load-bearing Tie rod ( 22 ) runs.