DE2361250A1 - Rack and pinion steering for vehicles - has pressure piece in housing to reduce flank play by acting normal to rack - Google Patents
Rack and pinion steering for vehicles - has pressure piece in housing to reduce flank play by acting normal to rackInfo
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Abstract
Description
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTxMiGESELLSCHAFT, MÜNCHEN 40BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTxMiGESELLSCHAFT, MUNICH 40
7. Dez. 19737th Dec 1973
Zahnstangenlenkung, insbesondere für KraftfahrzeugeRack and pinion steering, in particular for motor vehicles
Die Erfindung betrifft eine Zahnstangenlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem im Getriebegehäuse eingesetzten, die Zahnstange an das Antriebsritzel zur Verhinderung eines Flankenspiels anpressenden Druckstück, das senkrecht zur Bewegungsrichtung der Zahnstange unter einer Anpreßkraft steht.The invention relates to a rack and pinion steering system, in particular for motor vehicles, with one in the transmission housing inserted pressure piece that presses the rack against the drive pinion to prevent backlash, which is perpendicular to the direction of movement of the rack under a contact pressure.
Eine Zahnstangenlenkung der genannten Art ist bereits durch die DT-AS 1 242 460 bekannt. Bei dieser Zahnstangenlenkung ist das Druckstück durch Federbeaufschlagung mit konstanter Anpreßkraft an den Zahnstangenrücken angedrückt .A rack and pinion steering of the type mentioned is already known from DT-AS 1 242 460. With this rack and pinion steering the pressure piece is pressed against the back of the rack with a constant pressure by the action of a spring .
Zur Gewährleistung einer optimal leichtgängigen Fahrzeuglenkung ist es u.a. erforderlich, daß bei einer Zahnstangenlenkung die Zahnstange mit dem Antriebsritzel möglichst reibungsarm kämmt; aufgrund dieser Forderung ist eine ständige Beaufschlagung des Druckstücks mit zu hoher Federkraft, wie es bei Berücksichtigung der folgenden Ausführungen am zweckmäßigsten wäre, unangebracht»To ensure optimally smooth vehicle steering, it is necessary, among other things, that with a Rack and pinion steering meshes the rack with the drive pinion with as little friction as possible; because of this requirement constant application of pressure to the pressure piece is also necessary high spring force, as it would be most expedient if the following explanations are taken into account, inappropriate »
Unter Berücksichtigung dieses Umstandes wird die Zahnstange der eingangs genannten Lenkung an das Antriebsritzel" mit solcher Anpreßkraft angedrückt, daß das geforderte reibungsarme Kämmen der Getriebeglieder gegeben ist. Diese relativ geringe, konstante Anpreßkraft ist in nachteiliger Weise jedoch nicht für alle Fahrsituationen eines Kraftfahrzeuges ausreichend. Denn wenn beispielsweise ein Kraftfahrzeug mit höherer Geschwindigkeit größere Fahr-Taking this into account, the rack the aforementioned steering to the drive pinion "pressed with such a pressure that the required low-friction Combing the transmission links is given. This relatively low, constant contact pressure is disadvantageous However, this is not sufficient for all driving situations in a motor vehicle. Because if, for example, a Motor vehicle at higher speed greater driving
- 2 509824/0504 - 2 509824/0504
bahnunebenheiten überfährt, treten Stoßkräfte auf, die hohe Lenkkräfte verursachen. Die Stoßkräfte pflanzen sich von den Fahrzeugrädern über die Spurstangen auf die Zahnstange des Lenkgetriebes fort , wodurch die Zahnstange - die mittels eines Druckstücks gemäß dem bislang bekannten Stand der Technik durch konstante, den Stoßkräften nicht widerstehende Anpreßkraft an das Antriebsritzel angedrückt ist - infolge der Stoßkräfte aus ihrem Verzahnungseingriff mit dem Antriebsritzel geringfügig angehoben (gelöst) wird; erst beim Nachlassen der auf die Fahrzeugräder einwirkenden Stoßkräfte steht die Zahnstange v/ieder in vollem Verzahnungseingriff mit dem Antriebsritzel. Durch diesen Vorgang wird der natürliche Verschleiß der Verzahnung an den Getriebegliedern begünstigt. Ferner entsteht durch das sich rasch hin und her bewegende Druckstück ein störendes Geräusch.drives over bumps in the road, impact forces occur, which cause high steering forces. The impact forces are planted from the vehicle wheels via the tie rods on the rack of the steering gear, whereby the rack - which by means of a pressure piece according to the previously known state of the art through constant contact pressure on the Drive pinion is pressed - due to the impact forces is slightly raised (released) from its meshing engagement with the drive pinion; only when subsiding The rack is in full meshing engagement with the impact forces acting on the vehicle wheels with the drive pinion. This process causes the natural wear of the teeth on the transmission links favored. Furthermore, the pressure piece moving rapidly back and forth creates a disruptive one Noise.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zahnstangenlenkung zu schaffen, bei der das Druckstück an den Zahnstangenrücken einerseits mit einer relativ geringen, den Getriebegliedern ein reibungsarmes Kämmen gewährenden Anpreßkraft, andererseits Jedoch bedarfsweise mit derartiger großer Anpreßkraft angedrückt wird, daß ein Abheben der Zahnstange vom Antriebsritzel verhindert wird.The invention is based on the object of creating a rack and pinion steering system in which the pressure piece is applied the rack back on the one hand with a relatively low meshing, the gear members a low-friction mesh granting contact pressure, on the other hand, however, if necessary, it is pressed with such a large contact force, that a lifting of the rack from the drive pinion is prevented.
Gemäß der Erfindung gelingt dies dadurch, daß das Druckstück mit einem hydraulischen oder pneumatischen Druckmittel beaufschlagt ist.According to the invention, this is achieved in that the pressure piece with a hydraulic or pneumatic pressure medium is applied.
Die Erfindung verwendet vornehmlich eine Zahnstangen-Hydrolenkung als eine das Drucköl für die erfindungsgemäße Beaufschlagung des Druckstücks liefernde Einrichtung, wobei das Druckstück einstückig mit einem KolbenThe invention primarily uses a rack and pinion power steering as a device supplying the pressure oil for the application of the pressure piece according to the invention, wherein the pressure piece is integral with a piston
— 3 — 509824/0504 .- 3 - 509824/0504.
verbunden ist, der rechtwinklig zur Zahnstange axial in einem Zylinderraum des Getriebegehäuses gleitet, der über eine Leitung mit der Hauptleitung der Zahnstangen-Hydrolenkung verbunden ist.is connected, which slides axially at right angles to the rack in a cylinder space of the gearbox housing, which is connected to the main line of the rack and pinion power steering via a line.
Auf die Zahnstange tangential zum Zahneingriff mit dem Antriebsritzel einwirkende Stoßkräfte - die wie erwähnt die erhöhte Lenkkraft hervorrufen - verursachen ein geringfügiges Verschieben der Zahnstange, wodurch sich das Antriebsritzel verdreht und damit die Ventilkolben im Steuerventil der Zähnstangen-Hydrolenkung verschoben werden. Hierdurch wird der frei umlaufende Druckmittelstrom gedrosselt, wodurch der Öldruck in der Hauptleitung der Zahnstangen-Hydrolenkung ansteigt. Dieser Öldruck ist in seiner Größe proportional zum Maß der Längsverschiebung der Ventilkolben, das seinerseits von der Größe der einwirkenden Stoßkraft abhängt. Mit diesem erhöhten Öldruck wird der Kolben und damit das Druckstück beaufschlagt. Somit ist in vorteilhafter Weise beim Auftreten von Stoßkrafteinwirkungen das Abheben der Zahnstange vom Antriebsritzel verhindert oder zumindest vermindert .Impact forces acting on the rack tangential to the meshing with the drive pinion - as mentioned causing the increased steering force - cause a slight shifting of the rack, causing itself the drive pinion is rotated and thus the valve piston in the control valve of the rack and pinion power steering is moved will. As a result, the freely circulating pressure medium flow is throttled, as a result of which the oil pressure in the main line the rack and pinion power steering increases. This oil pressure is proportional in its size to the extent of the Longitudinal displacement of the valve piston, which in turn of depends on the size of the impact force. With this increased oil pressure, the piston and thus the pressure piece applied. Thus, when impact forces occur, the lifting of the rack is advantageous prevented or at least reduced by the drive pinion.
Weiterhin ist gemäß der Erfindung ein mit Hydrauliköl arbeitender, in einem Zahnstangenlenkgetriebe eingesetzter, bekannter Lenkungsdämpfer als Druckquelle für die Beaufschlagung des Druckstück-Kolbens vorgesehen, wobei ebenso das Druckstück einstückig mit einem Kolben ν erbunden ist, der rechtwinklig zur Zahnstange axial in einem Zylinderraum des Getriebegehäuses gleitet und über Leitungen mit dem kolbenseitigen und kolbenstangenseitigen Zylinderraum der Lenkungsdämpfer verbunden ist.Furthermore, according to the invention, a working with hydraulic oil, used in a rack and pinion steering gear, known steering damper provided as a pressure source for acting on the pressure piece piston, The pressure piece is also integral with a piston ν, which is axially perpendicular to the rack slides in a cylinder space of the gearbox housing and via lines to the piston-side and piston-rod-side Cylinder chamber of the steering damper is connected.
BO9824/0504BO9824 / 0504
Mit diesem Aggregat ist der Kolben weitgehend ebenso vorteilhaft, in Abhängigkeit von der auftretenden Lenkkraft, beaufschlagbar wie beim Einsatz vorerwähnter Zahnstangen-Hydrolenkung. Tritt bei einem derart.verwendeten Lenkungsdämpfer beim Ein- bzw. Ausschieben der Kolbenstange - hervorgerufen durch entsprechenden Lenkungseinschlag - infolge Stoßkrafteinwirkung eine höhereLenkkraft auf, so baut sich je nach Wirkrichtung der Stoßkraft im kolbenseitigen bzw. kolbenstangenseitigen Zylinderraum des Lenkungsdämpfers ein erhöhter Öldruck auf, der den Kolben und damit das Druckstück beaufschlagt und die Zahnstange iementsprechend erhöhter Anpreßkraft an das Antriebsritzel andrückt.The piston is largely the same with this unit advantageously, depending on the steering force occurring, can be acted upon as when using the aforementioned Rack and pinion power steering. Occurs with such a used Steering damper when the piston rod is pushed in or out - caused by the corresponding Steering angle - as a result of the impact force, a higher steering force builds up, depending on the direction of action the impact force in the piston-side or piston-rod-side cylinder space of the steering damper is increased Oil pressure which acts on the piston and thus the pressure piece and the rack is increased accordingly Pressing force on the drive pinion.
Anstelle der vorerwähnten hydraulischen Beaufschlagung des Kolbens kann dieser auch von einem pneumatischen Druckmittel beaufschlagt sein.Instead of the aforementioned hydraulic application of the piston, it can also be acted upon by a pneumatic pressure medium.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Druckstück neben der hydraulischen oder pneumatischen Beaufschlagung von einem Federelement beaufschlagt ist, daß ein reibungsarmes Kämmen der Getriebeglieder dann gewährleistet, wenn der Kolben nicht vom Druckmittel der Fahrzeug-Hydraulik bzw. -Pneumatik beaufschlagt ist.In an embodiment of the invention it is provided that the pressure piece in addition to the hydraulic or pneumatic Application of a spring element is applied, that a low-friction meshing of the gear members then guaranteed if the piston is not acted upon by the pressure medium of the vehicle hydraulics or pneumatics.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt An embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows
Figur 1 eine Zahnstangen-Hydrolenkung mit Hydraulikanlage ,Figure 1 a rack and pinion power steering with hydraulic system,
Figur 2 eine Zahnstangenlenkung mit hydraulisch beaufschlagtem Lenkungsdämpfer.FIG. 2 shows a rack and pinion steering system with a hydraulically loaded steering damper.
Die in Fig. 1 dargestellte Zahnstangen-Hydrolenkung besteht im wesentlichen aus einem Getriebegehäuse 1, in dem das Antriebsritzel 2 lagert, das mit der ZahnstangeThe rack and pinion power steering shown in Fig. 1 consists essentially from a gear housing 1 in which the drive pinion 2 is supported, the one with the rack
B 0 9 8 2 4 / 0 5 0 4 .B 0 9 8 2 4/0 5 0 4.
kämmt« Gegenüber dem Zahneingriff der Getriebeglieder (Antriebsritzel 2 und Zahnstange 3) ist das Druckstück 4 angeordnet, das einstückig mit dem Kolben 5 verbunden ist, der axial in einem Zylinderraum 15 des Getriebegehäuses 1 gleitet. Die Hydraulikanlage der Zahnstangen-Hydrolenkung weist eine Pumpe 6 auf, die über die Saugleitung 7 aus dem Ölbehälter 8 Öl ansaugt und es über die Hauptleitung 9, in die das überdruckventil 16 eingesetzt ist, zu dem nicht näher veranschaulichten, bekannten Steuerventil der Zahnstangen-Hydrolenkung fördert. Von diesem Steuerventil gelangt das Drucköl über die Steuerleitungen 10, 11 in den Ringraum 12 des Getriebegehäuses 1 zur Beaufschlagung des Zahnstangenkolbens 31·Combs «Opposite the meshing of the gear members (drive pinion 2 and rack 3), the pressure piece 4 is arranged, which is connected in one piece to the piston 5, which slides axially in a cylinder space 15 of the gear housing 1. The hydraulic system of the rack and pinion power steering has a pump 6, which sucks in oil via the suction line 7 from the oil tank 8 and transfers it via the main line 9, in which the pressure relief valve 16 is inserted, to the not illustrated, known control valve of the rack and pinion power steering promotes. From this control valve, the pressurized oil reaches the annular space 12 of the gear housing 1 via the control lines 10, 11 to act on the rack piston 3 1
Wirken auf die Zahnstange 3 hohe, tangential zum Zahneingriff gerichtete Stoßkräfte ein, die beispielsweise beim Überfahren größerer Fahrbahnunebenheiten entstehen können, so wird die Zahnstange 3 geringfügig verschoben und das Antriebsritzel 2 dadurch verdreht. Hierdurch werden die Ventilkolben des bekannten Steuerventils der Hydrolenkung verschoben. Nachdem hierdurch der frei umlaufende Druckmittelstrom gedrosselt ist, steigt in der Hauptleitung 9 zum Steuerventil bis vor dessen Ventilkolben der Öldruck an. Dieser ist in seiner Größe proportional zum Maß der Längsverschiebung der VentHkolben. Die Größe des Maßes, mit welchem sich die Ventilkolben verschieben, hängt wiederum von der Größe der einwirkenden Stoßkraft ab. Dieses, in der Hauptleitung 9 bis zu den Ventilkolben des Steuerventils strömende Druckmittel wird über die Leitung 13 bei 14 in den Zylinderraum 15 zur Beaufschlagung des Kolbens 5 eingesteuert und dieser somit mit hohem Druck beaufschlagt, so daß das Druckstück 4 mit hoher Anpreßkraft an den Zahnstangenrücken angedrückt wird. Hierdurch ist ein Abheben der Zahnstange 3Act on the rack 3 high impact forces directed tangentially to the tooth engagement, for example can arise when driving over larger bumps in the road, the rack 3 is moved slightly and the drive pinion 2 is thereby rotated. As a result, the valve piston of the known control valve of the Hydraulic steering shifted. After the freely circulating pressure medium flow is throttled as a result, the increases in the Main line 9 to the control valve up to its valve piston, the oil pressure. This is proportional in its size to the extent of the longitudinal displacement of the valve piston. The size of the extent to which the valve pistons move depends in turn on the size of the acting Impact force. This pressure medium flowing in the main line 9 up to the valve piston of the control valve is controlled via the line 13 at 14 in the cylinder chamber 15 to act on the piston 5 and this thus subjected to high pressure, so that the pressure piece 4 is pressed against the back of the rack with high pressure. This causes the rack 3 to be lifted off
5 0 9824/05 0 4 . - 6 -5 0 9824/05 0 4. - 6 -
vom Antriebsritzel 2 infolge Stoßkrafteinwirkungen verhindert. Wenn die Zahnstange 3 von Stoßkrafteinwirkungen unbeeinflußt ist, wird der Kolben 5 lediglich mit dem von der Pumpe 6 geförderten, relativ . niedrigen Leerlauf-Öldruck.beaufschlagt.prevented by the drive pinion 2 as a result of impact forces. When the rack 3 from impact forces is unaffected, the piston 5 is only with that promoted by the pump 6, relative. low idle oil pressure.
Bei nicht erfolgender Druckölzulieferung ist der Kolben 5 vom Federelement' 17, das eine Tellerfederung, Schraubenfederung oder dgl. sein kann, beaufschlagt. Dies gewährleistet ein reibungsarmes Kämmen der Getriebeglieder .If the supply of pressure oil does not take place, the piston 5 of the spring element '17, which is a disc spring, Coil suspension or the like. Can be acted upon. This ensures a low-friction meshing of the transmission links .
Die in Fig. 2 veranschaulichte Zahnstangenlenkung weist im wesentlichen ein Getriebegehäuse 20 auf, in dem das Antriebsritzel 2 lagert, das mit der Zahnstange 3 kämmt. Analog wie bei vorerwähnter Zahnstangen-Hydrolenkung ist gegenüber dem Zahneingriff von Antriebsritzel 2 und Zahnstange 3 das Druckstück 4 angeordnet, das einstückig mit dem Kolben 5 verbunden ist, der axial in einem Zylinderraum 15 des Getriebegehäuses 20 gleitet. An dem Getriebegehäuse 20 ist ein bekannter hydraulischer Lenkungsdämpfer 21 angebracht, dessen Zylinder 22 an einem vom Getriebegehäuse 20 abstehenden Arm 23, und dessen Kolbenstange 24 an einem mit der Zahnstange 3 verbundenen Halter 25 angelenkt ist.The rack and pinion steering illustrated in FIG. 2 essentially has a gear housing 20, in which supports the drive pinion 2, which meshes with the rack 3. Analogous to the aforementioned rack and pinion power steering the pressure piece 4 is arranged opposite the meshing of the drive pinion 2 and rack 3, which is integrally connected to the piston 5, which slides axially in a cylinder space 15 of the gear housing 20. A known hydraulic steering damper 21 is attached to the transmission housing 20, the cylinder 22 of which is attached to a from the gear housing 20 protruding arm 23, and its piston rod 24 connected to a rack 3 connected Holder 25 is hinged.
Am kolbenseitigen Zylinderraum 26 und am kolbenstangenseitigen Zylinderraum 27 des Lenkungsdämpfers 21 ist je eine Leitung 28 angebracht, in die je ein einstellbares Rückschlagventil 29 eingesetzt ist. Die Leitungen 28 sind hinter den Rückschlagventilen 29 miteinander zu einer in den Zylinderraum 15 mündenden Leitung zusammengeschlossen. At the piston-side cylinder space 26 and the piston rod-side cylinder chamber 27 of the steering damper 21 is mounted a respective line 28, is inserted into each of which an adjustable check valve 29th The lines 28 are connected to one another behind the check valves 29 to form a line opening into the cylinder chamber 15.
- 7 509824/0504 .- 7 509824/0504.
Wenn beim Ein- bzw. Ausschieben der Kolbenstange 24 - was durch entsprechenden Lenkungseinschlag hervorgerufen wird - hohe, in Längsrichtung der Zahnstange wirkende Stoßkräfte auftreten, entsteht je nach Wirkrichtung der Stoßkräfte im kolbenseitigen Zylinderraum 26 bzw. kolbenstangenseitigen Zylinderraum 27 ein erhöhter Öldruck, der über die Leitungen 28 bei 14 in den Zylinderraum 15 zur Beaufschlagung des Kolbens 5 eingesteuert wird. Hierdurch wird das Druckstück 4 mit erhöhter Anpreßkraft an den Rücken der Zahnstange 3 angedrückt. Das Rückschlagventil 29 verhindert ein Rückfließen des Drucköls.When the piston rod 24 is pushed in or out - which is caused by a corresponding steering angle - high impact forces acting in the longitudinal direction of the rack occur depending on the direction of action of the impact forces in the piston-side cylinder space 26 or the piston-rod-side cylinder space 27 an increased oil pressure, which via the lines 28 at 14 in the cylinder chamber 15 to act on the Piston 5 is controlled. As a result, the pressure piece 4 with increased pressing force on the back of the Rack 3 pressed on. The check valve 29 prevents the pressurized oil from flowing back.
Das auf den Kolben 5 wirkende Federelement 17 dient einem reibungsarmen Kämmen der Getriebeglieder in dem Fall, wenn der Kolben 5 nicht druckmittelbeaufschlagt ist.The spring element 17 acting on the piston 5 is used for a low-friction meshing of the gear members in the Case when the piston 5 is not pressurized with pressure medium.
Patentansprüche: Patent claims :
- 8 -. 5G9824/0504 .- 8th -. 5G9824 / 0504.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2361250A DE2361250A1 (en) | 1973-12-08 | 1973-12-08 | Rack and pinion steering for vehicles - has pressure piece in housing to reduce flank play by acting normal to rack |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2361250A DE2361250A1 (en) | 1973-12-08 | 1973-12-08 | Rack and pinion steering for vehicles - has pressure piece in housing to reduce flank play by acting normal to rack |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2361250A1 true DE2361250A1 (en) | 1975-06-12 |
Family
ID=5900268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2361250A Pending DE2361250A1 (en) | 1973-12-08 | 1973-12-08 | Rack and pinion steering for vehicles - has pressure piece in housing to reduce flank play by acting normal to rack |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2361250A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2383056A1 (en) * | 1978-03-02 | 1978-10-06 | Adwest Eng Ltd | ASSISTED RACK STEERING MECHANISM FOR MOTOR VEHICLES |
| FR2438572A1 (en) * | 1978-10-09 | 1980-05-09 | Moyat Yves | Power assisted steering for vehicle - has distributor valve separately mounted from ram and connected by flexible pipes |
| DE4122690A1 (en) * | 1990-07-27 | 1992-01-30 | Toyota Motor Co Ltd | Suspension for steered vehicle wheel - makes use of sensor signal to give stability on curves |
| DE4446557C1 (en) * | 1994-12-24 | 1996-05-02 | Ulrich Prof Dr Ing Dilthey | Method for guiding welding head |
-
1973
- 1973-12-08 DE DE2361250A patent/DE2361250A1/en active Pending
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