DE2938987A1

DE2938987A1 - GEAR RACK GEARBOX FOR MOTOR VEHICLES

Info

Publication number: DE2938987A1
Application number: DE19792938987
Authority: DE
Inventors: Barry John Millard
Original assignee: Adwest Engineering Ltd
Current assignee: Adwest Engineering Ltd
Priority date: 1978-09-27
Filing date: 1979-09-26
Publication date: 1980-04-10
Also published as: GB2030262A; GB2030262B

Description

ADWEST ENGINEERING LIMITED, READING, BERKSHIRE (ENGLAND)ADWEST ENGINEERING LIMITED, READING, BERKSHIRE (ENGLAND)

Zahnstangenlenkgetriebe für KraftfahrzeugeRack and pinion steering gear for automobiles

Bei den Zahnstangenlenkgetrleben für Kraftfahrzeuge besteht in der Regel ein konstantes Übersetzungsverhältnis zwischen dem am Ende der Lenksäule angeordneten Ritzel und der Zahnstange in bezug auf deren vollen Verschiebeweg zwischen den beiden Einstellungen, in denen die gelenkten Räder die beiden maximalen Einschlagstellungen · erhalten. Für normale Straßen- und Fahrverhältnisse wird dabei dieses konstante Übersetzungsverhältnis in der Größenordnung von etwa 16 : 1 bis 22 : 1 gewählt, um für die Geradeausfahrt eine stabile Spursicherheit zu erhalten und also zu verhindern, daß dabei das Lenkrad kleinere Drehbewegungen erfährt, die zu einer SchlingerbewegungThere is a rack and pinion steering gear for motor vehicles usually a constant transmission ratio between the pinion at the end of the steering column and the rack with respect to its full displacement path between the two settings in which the steered Wheels maintain the two maximum lock positions. For normal road and driving conditions while this constant gear ratio in the order of about 16: 1 to 22: 1 is chosen for the Driving straight ahead to obtain a stable track security and thus to prevent the steering wheel from being smaller Experienced rotational movements that lead to a rolling movement

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des Fahrzeuges führen können. Nachteilig für ein Übersetzungsverhältnis dieser Größenordnung ist, daß beispielsweise für ein Einparkieren des Fahrzeuges in eine Parklücke oder für ein ähnliches Manövrieren, bei dem die beiden Endstellungen der Zahnstange genutzt werden, das Lenkrad bis zum Erreichen dieser Endstellungen häufiger gedreht werden muß als es im Idealfall der Übersetzung zwischen dem Ritzel und der Zahnstange erforderlich wäre. Dieser Nachteil kann für eine mechanische Ausführungsform der Lenksteuerung unter dem Gesichtspunkt gerade noch akzeptiert werden, daß mit einem solchen numerisch doch sehr hohen Übersetzungsverhältnis ein geringerer Kraftaufwand für den Fahrer benötigt wird, d.h. es kann unter diesem Gesichtspunkt geradezu erwünscht sein, daß das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Ritzel und der Zahnstange zu deren Enden hin numerisch höher wird als im mittleren Abschnitt der Zahnstange, um dann eben für solche extremen Lenkungseinschläge einen entsprechend reduzierten Kraftaufwand zu benötigen. Für eine durch eine Hilfskraft unterstützte Lenksteuerung spielt dieser Kraftaufwand indessen keine entsprechende Rolle, so daß besonders dafür seit langem die Erkenntnis über den Vorteil vorliegt, der mit einem Übersetzungsverhältnis erreichbar ist, der für die beiden Endabschnitte der Zahnstange numerisch niedriger ist als für deren mittleren Bereich. Mit einem solchen numerisch niedrigeren Übersetzungsverhältnis an den Zahnstangenenden wird nicht nur für das Einparkieren in Parklücken und ähnliche Manöver eine kleinere Anzahl von Drehungen des Lenkrades benötigt, es wird damit vielmehr auch der Lenkeinschlag aus jeder der beiden Einstellungen zurück in die für die Geradeausfahrt maßgebliche Mittelstellung begünstigt.of the vehicle. A disadvantage of a transmission ratio of this order of magnitude is that, for example, for parking the vehicle in a parking space or for a similar maneuvering in which the two end positions of the Rack are used, the steering wheel must be turned more often than ideally to reach these end positions the translation between the pinion and the rack would be required. This disadvantage can apply to a mechanical embodiment the steering control from the point of view that with such a numerical one can still be accepted very high transmission ratio, less effort is required for the driver, i.e. it can be from this point of view be downright desirable that the transmission ratio between the pinion and the rack to their ends numerically higher than in the middle section of the rack, to then just for such extreme steering locks to require a correspondingly reduced expenditure of force. Plays for a steering control assisted by an assistant this effort, however, does not play a corresponding role, so that the knowledge of the advantage has been available for a long time, which can be achieved with a transmission ratio that is numerically lower for the two end sections of the rack is than for their middle range. With such a numerically lower gear ratio at the rack ends not only requires a smaller number of turns of the steering wheel for parking in parking spaces and similar maneuvers, Rather, it is also the steering angle from each of the two settings back to that for straight-ahead driving significant middle position favors.

Zur Bereitstellung eines wechselnden Übersetzungsverhältnisses ist für solche Zahnstangenlenkgetriebe bis jetzt bekannt, den Spiralwinkel der im Zahneingriff stehenden Zähne des Ritzels und der Zahnstange zu verändern, die Größe der Zähne des Ritzels in bezug auf einen zentralen Punkt am Umfang, welcher dem Lenkungseinschlag der Geradeausfahrt entspricht, über 18o° nach jeder Seite zu verändern und das Ritzel für eine Drehung In order to provide a changing transmission ratio for such rack and pinion steering gears, it is known up to now to change the helix angle of the teeth of the pinion and the rack in meshing engagement, the size of the teeth of the pinion in relation to a central point on the circumference, which corresponds to the steering angle when driving straight ahead, over 18o ° to each side and the pinion for one turn

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um eine Achse anzuordnen, die exzentrisch zu dem Teilkreis seiner Zähne liegt. Alle diese bekannten Vorschläge weisen gewisse Nachteile auf, so beispielsweise den Nachteil einer überaus schwierigen Formung der Zähne der Zahnstange, wenn ein wechselnder Spiralwinkel für den Zahneingriff der Zähne des Ritzels und der Zahnstange verwirklicht ist, wobei es kaum möglich ist, die Zahnstange in herkömmlicher Weise spanabhebend zu fertigen und dafür vielmehr die wesentlich kostenaufwendigere Funkenerosion oder chemische Ätzverfahren benötigt werden. Die Verwirklichung einer wechselnden Zahngröße erfordert andererseits eine äußerst genaue Einstellung der Lenksteuerung mit der negativen Folge, daß damit kaum eine genügende Lenkstabilität erreichbar ist. Im übrigen tritt auch hier der fertigungstechnische Nachteil auf, daß es äußerst schwierig ist, die einzelnen Zähne eines Ritzels unterschiedlich groß zu formen. Es ist auch nicht möglich, bei allen diesen bekannten Vorschlägen Schneckenräder zu verwirklichen, und schließlich ist ihnen auch der Nachteil gemeinsam, daß bei einer Drehung des Ritzels aus seiner für die Geradeausfahrt maßgeblichen Mittelstellung heraus über 18o° in der einen oder in der anderen Drehrichtung eine Umkehrung im Wechsel des Übersetzungsverhältnisses während der nächsten Drehung des Ritzels über 18o° in derselben Drehrichtung stattfindet.to arrange an axis that is eccentric to the pitch circle his teeth lies. All of these known proposals have certain disadvantages, such as the disadvantage of one extremely difficult shaping of the teeth of the rack, if a changing spiral angle for the meshing of the teeth of the pinion and the rack is realized, it is hardly possible to use the rack in a conventional manner To manufacture by cutting and instead the much more expensive spark erosion or chemical etching processes are needed. The realization of a changing tooth size, on the other hand, requires extremely precise adjustment the steering control with the negative consequence that it is hardly possible to achieve sufficient steering stability. in the the rest of the manufacturing disadvantage occurs here that it is extremely difficult, the individual teeth of a To shape pinions of different sizes. It is not either possible to realize worm gears in all of these known proposals, and finally that is also theirs The common disadvantage is that when the pinion is rotated from its central position, which is decisive for straight-ahead travel out over 18o ° in one or the other direction of rotation a reversal in the change of the gear ratio takes place during the next rotation of the pinion over 180 ° in the same direction of rotation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Zahnstangenlenkgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einem veränderlichen Übersetzungsverhältnis zwischem dem Ritzel und der Zahnstange bereitzustellen, das im Vergleich zu den bekannten Ausführungsformen der vorgenannten Art einfacher zu fertigen ist und günstigere Benutzungsverhältnisse schafft.The invention is based on the object of providing a rack and pinion steering gear for motor vehicles with a variable transmission ratio between the pinion and the rack, which, compared to the known embodiments of the aforementioned type, is easier to manufacture and creates more favorable conditions of use.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung ein Zahnstan genlenkgetriebe für Kraftfahrzeuge vorgesehen, bei dem das Ritzel mit einem ersten und mit einem zweiten Satz Zähne ver sehen ist, die Je für einen Zahneingriff mit den Zähnen der Zahnstange nur eines mittleren Abschnittes und nur der beiden To solve this problem, a rack and pinion steering gear for motor vehicles is provided according to the invention , in which the pinion is seen with a first and a second set of teeth ver, the only one middle section and only the two for meshing with the teeth of the rack

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Endabschnitte angeordnet sind. Die Ritzelzähne des einen Satzes sind mithin für einen von den Ritzelzähnen des anderen Satzes abweichenden Zahneingriff mit den Zähnen der Zahnstange vorgesehen, für deren mittleren Abschnitt damit ein von den beiden Endabschnitten abweichendes übersetzungsverhältnis bereitgestellt wird.End sections are arranged. The pinion teeth of one set are therefore for one of the pinion teeth of the other Set deviating tooth engagement with the teeth of the rack provided, for the middle section so a of the two end sections different transmission ratio is provided.

Um dieses unterschiedliche übersetzungsverhältnis zu erreichen, können die beiden Sätze der Ritzelzähne eine unterschiedliche Zahl von Zähnen umfassen, d.h. der für den Zahneingriff mit den Zähnen des mittleren Abschnitts der Zahnstange vorgesehene eine Satz der Ritzelzähne wird zweckmäßig zahlenmäßig so groß gewählt, daß damit für die Normalfahrt des Fahrzeuges eine spursichere Geradeausfahrt und ein bequemes Kurvenfahren ermöglicht wird, während für den anderen Satz eine solche unterschiedliche Vielzahl der Ritzelzähne vorgesehen wird, daß mit dem damit verschiedenen übersetzungsverhältnis des Zahneingriffs mit den beiden Endabschnitten der Zahnstange ein entsprechend leichteres Manövrieren beim Einparkieren in eine Parklücke u.dgl. erreichbar ist als es mit einem Übersetzungsverhältnis der anderen Größenordnung möglich wäre. Daneben können hier auch die eingangs erwähnten Überlegungen berücksichtigt werden, daß eben für eine mechanische Ausführungsform der Lenksteuerung für die Endabschnitte der Zahnstange eine numerisch höhere Übersetzung als für den mittleren Abschnitt wünschenswert ist, um so einen entsprechend niedrigeren Kräfteaufwand zu erhalten, während andererseits für eine mittels einer Hilfskraft unterstützte Lenksteuerung eine numerisch niedrigere Übersetzung für die beiden Endabschnitte der Zahnstange vorzuziehen ist, um dann weniger Drehungen des Lenkrades für den vollen Lenkungseinschlag zu benötigen.To achieve this different gear ratio, For example, the two sets of pinion teeth may have different numbers of teeth, i.e. that for meshing a set of pinion teeth provided with the teeth of the central portion of the rack becomes appropriate numerically chosen so large that it is a safe and comfortable straight drive for the normal drive of the vehicle Cornering is made possible, while for the other set such a different variety of pinion teeth it is provided that with the different transmission ratio The tooth engagement with the two end sections of the rack makes maneuvering easier when parking can be reached in a parking space and the like than is possible with a transmission ratio of the other order of magnitude were. In addition, the considerations mentioned at the outset can also be taken into account here that precisely for a mechanical Embodiment of the steering control for the end sections of the rack a numerically higher translation than for the middle section is desirable in order to obtain a correspondingly lower expenditure of force, while on the other hand for a steering control supported by an assistant, a numerically lower gear ratio for the two End sections of the rack is preferable, then less turns of the steering wheel for the full steering lock to need.

Die beiden Sätze der Ritzelzähne können in bezug auf die Drehachse des Ritzels entweder beide konzentrisch ausgebildet sein, oder es ist vorzugsweise eine solche konzentrische AusbildungThe two sets of pinion teeth can be related to the axis of rotation of the pinion either both be designed concentrically, or it is preferably such a concentric design

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nur für den einen Satz der Ritzelzähne vorgesehen, während der andere Satz dann exzentrisch angeordnet ist. Auf diese Weise kann zwischen dem Ritzel und der Zahnstange ein konstantes Übersetzungsverhältnis über einen mittleren Abschnitt der Zahnstange und ein wechselndes Übersetzungsverhältnis längs von dessen beiden Endabschnitten erhalten werden, wobei die Erzielbarkeit eines konstanten Übersetzungsverhältnisses für den während der Normalfahrt benötigten mittleren Abschnitt der Zahnstange unter dem Gesichtspunkt erwünscht ist, daß damit der Fahrer ein wesentlich sichereres Lenkgefühl als in dem Fall erhält, wenn für diesen mittleren Abschnitt der Zahnstange ein wechselndes Übersetzungsverhältnis verwirklicht ist, bei dem folglich die Drehung des Lenkrades leicht über- oder untersteuert werden kann, je nachdem, ob das numerisch kleinere oder größere Übersetzungsverhältnis angesteuert wird.only intended for one set of pinion teeth, while the other set is then arranged eccentrically. To this Way can between the pinion and the rack a constant transmission ratio over a middle section the rack and an alternating gear ratio along both of its end sections are obtained, whereby the achievability of a constant transmission ratio for the average required during normal driving Section of the rack is desirable from the point of view that the driver has a much safer Steering feel than in the case when a changing transmission ratio for this middle section of the rack is realized, in which consequently the rotation of the steering wheel can easily be oversteered or understeered, depending on whether the numerically smaller or larger transmission ratio is controlled.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen erfaßt.Further expedient and advantageous developments of the invention are covered in the further claims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtAn exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Zahnstangenlenkgetriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,Fig. 1 is a plan view of a rack and pinion steering gear according to a first embodiment the invention,

Fig. 2 eine Schemadarstellung des Zahnstangenlenkge-Fig. 2 is a schematic representation of the rack and pinion steering

triebes gemäß Fig.1 in einer Ausführungsform für eine mittels einer Hilfskraft unterstützte Lenksteuerung,Drive according to Figure 1 in one embodiment for a assisted by an auxiliary Steering control,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Zahnstangenlenkgetrie- Fig. 3 is a side view of the rack and pinion steering gear

bes gemäß Fig.1,bes according to Figure 1,

Fig. 4 eine der Fig.2 im wesentlichen entsprechende4 shows one of FIG. 2 essentially corresponding

Schemadarstellung des Zahnstangenlenkgetriebes gemäß Fig.1 in einer Ausbildung für eine mechanische Ausführung der Lenksteuerung und 030015/0834Schematic representation of the rack and pinion steering gear according to Figure 1 in a training for a mechanical Execution of the steering control and 030015/0834

Fig. 5 eine der Fig.4 entsprechende Schemadarstellung einer alternativen Ausbildung des Zahnstangenlenkgetriebes für eine mechanische Ausführung der Lenksteuerung eines Kraftfahrzeuges.FIG. 5 shows a schematic representation corresponding to FIG. 4 an alternative design of the rack and pinion steering gear for a mechanical design the steering control of a motor vehicle.

Das in den Fig.1 bis 3 schematisch gezeigte Zahnstangenlenkgetriebe umfaßt eine Zahnstange 1, mit deren Zähnen 2 ein Ritzel 3 im Zahneingriff gehalten ist. Das Ritzel 3 umfaßt einen ersten und einen zweiten Satz Ritzelzähne 4 und 5, von denen die Ritzelzähne 4 des einen Satzes in zwei Gruppen 4a und 4b zu beiden Seiten der Ritzelzähne 5 des anderen Satzes angeordnet sind. Die Ritzelzähne 4 und 5 der beiden Sätze haben eine gleiche Größe und eine gleiche Teilung, sie unterscheiden sich aber in der Zahl, indem acht Ritzelzähne 4 und zwölf Ritzelzähne 5 vorgesehen sind. In Fig.3 ist hierzu gezeigt, daß die eine Gruppe 4a der Ritzelzähne 4 an dem Ritzel 3 ausgebildet ist, während die andere Gruppe 4b der Ritzelzähne 4 und die Ritzelzähne 5 an zwei separaten Naben 7 und 6 ausgebildet sind, die beide über eine Vielkeilverzahnung auf einem Wellenstumpf 8 des Ritzels 3 angeordnet und durch Hartlöten unter Vakuum befestigt sind.The rack and pinion steering gear shown schematically in FIGS comprises a rack 1, with the teeth 2 of which a pinion 3 is held in meshing engagement. The pinion 3 comprises a first and a second set of pinion teeth 4 and 5, of which the pinion teeth 4 of one set are in two groups 4a and 4b to both Sides of the pinion teeth 5 of the other set are arranged. The pinion teeth 4 and 5 of the two sets have the same Size and the same pitch, but they differ in number, as eight pinion teeth 4 and twelve pinion teeth 5 are provided. In Figure 3 it is shown that the one group 4a of the pinion teeth 4 is formed on the pinion 3, while the other group 4b of the pinion teeth 4 and the pinion teeth 5 are formed on two separate hubs 7 and 6 which both arranged via a spline on a stub shaft 8 of the pinion 3 and fixed by brazing under vacuum are.

Die beiden Sätze der Ritzelzähne 4 und 5 sind exzentrisch zueinander ausgebildet, wobei der eine Satz der Ritzelzähne 4 konzentrisch zur Drehachse des Ritzels 3 angeordnet ist. Einige der Ritzelzähne 4 sind dabei axial fluchtend mit den Ritzelzähnen 5 angeordnet, wie bei 9 in Fig.2 gezeigt, wobei gleichzeitig auch noch eine Deckung über einen gewissen Umfangsbereich der Zähne 4 und 5 vorliegt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig.4 ist die Drehachse des Ritzels 3 konzentrisch zu den Ritzelzähnen 5 gelegt, während sie bei der Ausführungsform gemäß Fig.5 ebenfalls konzentrisch zu den Ritzelzähnen 4 gelegt ist.The two sets of pinion teeth 4 and 5 are eccentric to each other formed, wherein the one set of the pinion teeth 4 is arranged concentrically to the axis of rotation of the pinion 3. Some the pinion teeth 4 are arranged axially in alignment with the pinion teeth 5, as shown at 9 in FIG the teeth 4 and 5 are also covered over a certain circumferential area. In the embodiment according to 4 the axis of rotation of the pinion 3 is placed concentrically to the pinion teeth 5, while in the embodiment according to 5 is also placed concentrically to the pinion teeth 4.

Die Ritzelzähne 4 sind für den Zahneingriff mit den Zähnen 2 des mittleren Abschnitts 1o der Zahnstange 1 angeordnet, während die Ritzelzähne 5 einen Zahneingriff mit den Zähnen von deren beiden Endabschnitten 11 erhalten. Die Zahnstange 1The pinion teeth 4 are arranged for meshing with the teeth 2 of the central portion 1o of the rack 1, while the pinion teeth 5 mesh with the teeth of the two end portions 11 thereof. The rack 1

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weist in ihrem mittleren Bereich 1o einen Schlitz 12 auf, womit sichergestellt ist, daß in diesem mittleren Abschnitt die Ritzelzähne 5 keinen Zahneingriff mit den Zähnen der Zahnstange erhalten. Bei den beiden Ausführungsformen gemäß den Fig.4 und 5 sind diese Verhältnisse umgekehrt, d.h. bei diesen alternativen Ausbildungen des Zahnstangenlenkgetriebes sind die Ritzelzähne 4 für einen Zahneingriff mit den Zähnen der beiden Endabschnitte 11 der Zahnstange 1 angeordnet, während die Ritzelzähne 5 einen Zahneingriff mit den Zähnen von deren mittlerem Abschnitt 1o erhalten. Um hierbei den Ritzelzähnen 5 einen analogen Freiraum zu geben, wärenddie Ritzelzähne 4 im Zahneingriff stehen, sind folglich bei diesen alternativen Ausbildungen des Zahnstangenlenkgetriebes die Endabschnitte 11 mit entsprechenden Schlitzen versehen, wobei aber gleichzeitig ein entsprechender Schlitz im mittleren Abschnitt der Zahnstange fehlt.has a slot 12 in its central area 1o, which ensures that the pinion teeth 5 do not mesh with the teeth of the rack in this central section obtain. In the two embodiments according to FIGS. 4 and 5, these relationships are reversed, i.e. in these Alternative designs of the rack and pinion steering gear are the pinion teeth 4 for meshing with the teeth of the two end portions 11 of the rack 1 arranged while the pinion teeth 5 get meshing with the teeth of their central portion 1o. To do this the pinion teeth 5 to give an analogous free space, while the pinion teeth 4 are in tooth engagement, are consequently in these alternatives Formations of the rack and pinion steering gear provided the end portions 11 with corresponding slots, wherein but at the same time a corresponding slot in the middle section of the rack is missing.

Durch die Verwirklichung der Drehachse des Ritzels konzentrisch zu den Ritzelzähnen 4 wird für die Ausbildung des Zahnstangenlenkgetriebes gemäß den Fig.1 bis 3 ein konstantes Übersetzungsverhältnis über die Länge des mittleren Abschnitts 1o der Zahnstange 1 erhalten. Da dieser mittlere Abschnitt 1o der Zahnstange 1 für die Normalfahrt genutzt wird, ist er folglich auf eine Länge bemessen, die eine Volldrehung des Ritzels 3 in bezug auf die einen Ritzelzähne 4 gestattet, d.h. das Ritzel 3 kann aus einer mittleren Stellung 13 in bezug auf die Gesamtlänge des gesamten mittleren Bereichs 1o der Zahnstange 1 um jweils 18o° in beiden Drehrichtungen gedreht werden, um dann die beiden Endstellungen 14 bezüglich dieses mittleren Abschnitts 1o der Zahnstange 1 zu erreichen, wobei nur zwischen diesen beiden Endstellungen 14 ein konstantes Übersetzungsverhältnis vorliegt. Der mittlere Abschnitt 1o der Zahnstange 1 kann aber auch langer bemessen werden, beispielsweise auch zur Ermög lichung von zwei und mehr Volldrehungen des Ritzels 3 wie derum in bezug auf die Ritzelzähne 4, die über den mittleren Abschnitt 1o der Zahnstange 1 mit deren Zähnen 2 in Zahnein griff stehen, über die beiden Endabschnitte 11 der Zahnstange By realizing the axis of rotation of the pinion concentric to the pinion teeth 4, a constant transmission ratio over the length of the middle section 1o of the rack 1 is obtained for the design of the rack and pinion steering gear according to FIGS. Since this middle section 1o of the rack 1 is used for normal travel, it is consequently dimensioned to a length that allows a full rotation of the pinion 3 with respect to the one pinion teeth 4, ie the pinion 3 can from a middle position 13 with respect to The total length of the entire middle area 1o of the rack 1 can be rotated by 180 ° in both directions of rotation in order to then reach the two end positions 14 with respect to this middle section 1o of the rack 1 , with a constant transmission ratio only between these two end positions 14. The middle section 1o of the rack 1 can also be made longer , for example to enable two or more full rotations of the pinion 3 as in turn with respect to the pinion teeth 4, which over the middle section 1o of the rack 1 with their teeth 2 in Zahnein gripped are on the two end portions 11 of the rack

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kommen andererseits die Ritzelzähne 5 in Zahneingriff mit den Zähnen 2, wobei die Exzentrizität der Ritzelzähne 5 so gewählt ist, daß es zu diesem Eingriff genau an den Endstellen 14 des mittleren Abschnitts 1o kommt,um so dort ein ruckfreies Ablösen des Zahneingriffs der Ritzelzähne 4 zu ergeben. Der Zahneingriff der Ritzelzähne 5 liegt jeweils über eine halbe Drehung des Ritzels vor, wobei sich das übersetzungsverhältnis stetig ändert, d.h. in bezug auf die Endstellen 14 des mittleren Abschnitts 1o der Zahnstange 1 wird eine numerische Verkleinerung dieses Übersetzungsverhältnisses erreicht, während das Ritzel eine halbe Drehung jeweils zu dem Ende der Zahnstange 1 am zugeordneten Endabschnitt 11 ausführt. Dieses variable ÜbersetZungsverhältnis,das für die beiden Endabschnitte 11 der Zahnstange 1 eingehalten wird, ist in Fig.2 mit der gestrichelt gezeichneten Abwicklung 15 des Teilkreises verdeutlicht, und es ist im Umfang seiner progressiv erfolgenden numerischen Erniedrigung darin vorteilhaft, daß es in einer Ausbildung des Zahnstangenlenkgetriebes für eine mittles einer Hilfskraft unterstützte Lenksteuerung eines Kraftfahrzeuges eine verkleinerte Anzahl von Drehungen des Lenkrades ergibt, sobald für das Manövrieren des Fahrzeuges beispielsweise beim Einparken in eine Parklücke für einen entsprechend extremen Lenkungseinschlag der Lenkräder auch die beiden Endabschnitte 11 der Zahnstange 1 genutzt werden.on the other hand, the pinion teeth 5 come into meshing engagement with the teeth 2, the eccentricity of the pinion teeth 5 so is chosen that it comes to this engagement exactly at the end points 14 of the middle section 1o so as to be there to result in jerk-free detachment of the meshing of the pinion teeth 4. The meshing of the pinion teeth 5 is in each case about half a turn of the pinion, which increases the transmission ratio constantly changes, i.e. with respect to the end points 14 of the central section 1o of the rack 1 is a numerical decrease in this gear ratio is achieved while the pinion rotates half a turn at a time to the end of the rack 1 at the associated end section 11. This variable transmission ratio, which is for the two end sections 11 of the rack 1 is observed in Figure 2 with the development 15 of the dashed line And it is advantageous to the extent of its progressive numerical lowering, that it is in an embodiment of the rack and pinion steering gear for a steering control assisted by means of an auxiliary force of a motor vehicle results in a reduced number of turns of the steering wheel as soon as for maneuvering the vehicle for example when parking in a parking space for a correspondingly extreme steering angle of the steering wheels the two end sections 11 of the rack 1 are used.

Bei den beiden alternativen Ausbildungen des Zahnstangenlenkgetriebes gemäß den Fig.4 und 5, die eher für eine mechanische Ausführung der Lenksteuerung geeignet sind, sind die Ritzelzähne 5 für den Zahneingriff mit den Zähnen 2 des mittleren Abschnitts 1o der Zahnstange 1 vorgesehen, während die Ritzelzähne 4 einen Zahneingriff mit deren beiden Endabschnitten 11 erhalten. Der Unterschied der beiden Ausführungen besteht darin, daß im einen Fall die Drehachse des Ritzels konzentrisch zu den Ritzelzähnen 5 und im anderen Fall konzentrisch zu den Ritzelzähnen 4 angeordnet ist, womit in der Ausbildung gemäß Fig.4 über die Länge des mittleren Abschnitts 1o der Zahnstange 1 ein konstantes und über die Länge von deren beiden End-With the two alternative designs of the rack and pinion steering gear according to FIGS. 4 and 5, which are more suitable for a mechanical design of the steering control, are the pinion teeth 5 provided for the meshing with the teeth 2 of the central section 1o of the rack 1, while the pinion teeth 4 received a tooth engagement with the two end sections 11 thereof. The difference between the two versions is that that in one case the axis of rotation of the pinion concentric to the pinion teeth 5 and in the other case concentric to the Pinion teeth 4 is arranged, whereby in the training according to Figure 4 over the length of the central portion 1o of the rack 1 is a constant and over the length of its two end

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abschnitten 11 jeweils ein wechselndes Übersetzungsverhältnis erhalten wird, während bei der Ausbildung gemäß Fig.5 gerade umgekehrte Verhältnisse vorliegen. Bei der Ausbildung gemäß Fig.4 wird damit das Übersetzungsverhältnis numerisch höher über die Länge der beiden Endabschnitte, und die gleiche Wirkung wird bei der Ausbildung gemäß Fig.5 in bezug auf die Mittelstellung 13 des Ritzels 3 für den mittleren Bereich 1o der Zahnstange 1 erreicht. Bei der Ausbildung des Zahnstangenlenkgetriebes gemäß Fig.A ist schließlich noch die Besonderheit gegeben, daß dabei der mittlere Abschnitt 1o eine Länge hat, die für zwei Volldrehungen des Ritzels ausreicht, während gleichzeitig nur eine halbe Drehung des Ritzels zur Überbrückung der beiden Endabschnitte 11 der Zahnstange 1 zugelasen ist. Bei der Ausbildung des Zahnstangenlenkgetriebes gemäß Fig.5 ist jeweils eine Volldrehung des Ritzels 3 für den mittleren Abschnitt 1o und jeden der beiden Endabschnitte 11 der Zahnstange 1 zugelassen.sections 11 each have an alternating transmission ratio, while in the training according to FIG the opposite is true. In the embodiment according to FIG. 4, the transmission ratio is numerically higher over the length of the two end sections, and the same effect is in the training according to Figure 5 with respect to the central position 13 of the pinion 3 for the central area 1o of the rack 1 is reached. In the training of the rack and pinion steering gear Finally, according to Fig.A, there is also the special feature that the middle section 1o has a length which is sufficient for two full rotations of the pinion, while at the same time only half a turn of the pinion for bridging of the two end sections 11 of the rack 1 is approved. In the design of the rack and pinion steering gear according to Fig. 5 is one full turn of the pinion 3 for the middle section 1o and each of the two end sections 11 of the rack 1 approved.

Die für die Fig.2,4 und 5 gewählten Darstellungen sind so zu verstehen, daß dabei zur zeichnerischen Vereinfachung anstelle für die Zahnstange für das Ritzel die verschiedenen Relativlagen gezeigt sind. Die Zahnstange 1 kann in herkömmlicher Weise spanabhebend mittels einer Räumnadel u.dgl. bearbeitet werden, wobei der Schlitz 12 herausgefräst wird. Die Zähne 4 und des Ritzels 3 können entweder gerade oder schraubenförmig ausgebildet sein.The representations chosen for FIGS. 2, 4 and 5 are as follows understand that in order to simplify the drawing, instead of the rack for the pinion, the various relative positions are shown. The rack 1 can be machined in a conventional manner by means of a broach and the like. wherein the slot 12 is milled out. The teeth 4 and the pinion 3 can either be straight or helical be.

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Claims

DIPL.-INC. HANS-PETER GAUCERDIPL.-INC. HANS-PETER GAUCER

ZUGELASSENER VERTRETER BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMTAPPROVED REPRESENTATIVE AT THE EUROPEAN PATENT OFFICE

TAL 71VAL 71

βΟΟΟ MÜNCHEN 2βΟΟΟ MUNICH 2

IM* 21ICHtN: VOUR Hr.. IM * 21ICHtN: VOUR Hr ..

MY«"'^CMIN: Ad-281MY «"' ^CMIN: Ad-281

ADlVEST ENGINEERING LIMITED, READING, BERKSHIRE (ENGLAND)ADlVEST ENGINEERING LIMITED, READING, BERKSHIRE (ENGLAND)

AnsprücheExpectations

Zahnstangenlenkgetriebe für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet , daß das Ritzel (3) mit einem ersten und mit einem zweiten Satz Zähne (4,5) versehen ist, die Je für einen Zahneingriff mit den Zähnen (2) der Zahnstange (1) nur eines mittleren Abschnitts (1ο) und nur der beiden Endabschnitte (11) angeordnet sind.Rack and pinion steering gear for motor vehicles, thereby characterized in that the pinion (3) has a first and a second set of teeth (4,5) is provided, the only one middle section for a tooth engagement with the teeth (2) of the rack (1) (1ο) and only the two end sections (11) are arranged.

2. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Sätze der Ritzelzähne (4,5) eine unterschiedliche Zahl von Zähnen umfassen.2. rack and pinion steering gear according to claim 1, characterized in that the two sets the pinion teeth (4,5) comprise a different number of teeth.

3. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Ritzelzähne (4,5) der beiden Sätze eine gleiche Größe und einen gleichen Teilkreis haben.3. rack and pinion steering gear according to claim 1 or 2, characterized in that the pinion teeth (4,5) of both sets have the same size and pitch circle.

4. Zahnstangenlenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß für eine mittels einer Hilfskraft unterstützte Lenksteuerung der die größere Zahl der Ritzelzähne (5) umfassende Satz für einen Zahneingriff mit den beiden Endabschnitten (11) der Zahnstange (1) angeordnet ist.4. Rack and pinion steering gear according to one of claims 1 to 3, characterized in that for a steering control supported by an auxiliary worker that controls the larger number of pinion teeth (5) comprehensive set arranged for a tooth engagement with the two end portions (11) of the rack (1) is.

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.ORIGINAL INSPECTED.ORIGINAL INSPECTED

5. Zahnstangenlenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß für eine mechanische Ausführung der Lenksteuerung der die kleinere Zahl der Ritzelzähne (4) umfassende Satz für einen Zahneingriff mit den Zähnen (2) der beiden Endabschnitte (11) der Zahnstange (1) angeordnet ist.5. rack and pinion steering gear according to one of claims 1 to 3, characterized in that for a mechanical design of the steering control which includes the smaller number of pinion teeth (4) Set for tooth engagement with the teeth (2) of the two end sections (11) of the rack (1) is.

6. Zahnstangenlenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Sätze der Ritzelzähne (4,5) konzentrisch zur Drehachse des Ritzels (3) ausgebildet sind.6. rack and pinion steering gear according to one of claims 1 to 5, characterized in that the two sets of the pinion teeth (4,5) are concentric to the axis of rotation of the pinion (3).

7. Zahnstangenlenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der eine Satz der Ritzelzähne (4,5) konzentrisch und der andere Satz exzentrisch zur Drehachse des Ritzels (3) angeordnet ist.7. rack and pinion steering gear according to one of claims 1 to 5, characterized in that the one Set of pinion teeth (4,5) arranged concentrically and the other set eccentrically to the axis of rotation of the pinion (3) is.

8. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der zu der Drehachse des Ritzels konzentrische Satz der Ritzelzähne (4,5) für einen Zahneingriff mit dem mittleren Abschnitt (1o) und der zu der Drehachse des Ritzels (3) exzentrische Satz der Ritzelzähne (5,4) für einen Zahneingriff mit den beiden Endabschnitten (11) der Zahnstange (1) angeordnet ist.8. rack and pinion steering gear according to claim 7, characterized in that the to the axis of rotation of the Pinion's concentric set of pinion teeth (4,5) for meshing with the middle section (1o) and the set of pinion teeth (5, 4) eccentric to the axis of rotation of the pinion (3) for meshing with the two end sections (11) of the rack (1) arranged is.

9. Zahnstangenlenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß zur Schaffung eines Freiraumes für die Ritzelzähne (5) des einen Satzes während des Zahneingriffs der Ritzelzähne (4) des anderen Satzes längs des zugeordneten Abschnittes (1o oder 11) der Zahnstange (1) deren Zähne weggenommen sind.9. rack and pinion steering gear according to one of claims 1 to 8, characterized in that to create a space for the pinion teeth (5) of one set during the meshing of the pinion teeth (4) of the other set along the associated section (1o or 11) of the rack (1) whose teeth are taken away.

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10. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Ritzelzähne (5) des einen Satzes einen größeren Teilkreisdurchmesser haben als die Ritzelzähne (4) des anderen Satzes, und daß für die Bereitstellung eines Freiraumes für die Ritzelzähne (5) mit dem größeren Teilkreisdurchmesser während des Zahneingriffs der Ritzelzähne (4) mit dem kleineren Teilkreisdurchmesser der betreffende Abschnitt (1o oder 11) der Zahnstange (1) mit einer zu deren Achse parallelen rillenförmigen Ausfräsung (12) od.dgl. versehen ist.10. Rack and pinion steering gear according to claim 9, characterized characterized in that the pinion teeth (5) of one set have a larger pitch circle diameter than the pinion teeth (4) of the other set, and that for the provision of a free space for the pinion teeth (5) with the larger pitch circle diameter during the meshing of the pinion teeth (4) with the smaller one Pitch diameter of the relevant section (1o or 11) of the rack (1) with one to its axis parallel groove-shaped recess (12) or the like. is provided.

11. Zahnstangenlenkgetriebe nach einem der Ansprüche 7 bis 1o, dadurch gekennzeichnet , daß einige der Ritzelzähne (4) des exzentrisch zur Drehachse des Ritzels (3) angeordneten Satzes axial fluchtend mit den Ritzelzähnen (5) des zur Drehachse des Ritzels konzentrisch angeordneten Satzes angeordnet sind und die Länge des mittleren Abschnitts (1o) der Zahnstange (1) so bemessen ist, daß im jeweiligen Übergang zu den beiden Endabschnitten (11) der Zahnstange (1) diese axial fluchtenden Ritzelzähne (4,5) im Zahneingriff mit den Zähnen (2) der Zahnstange (1) stehen.11. Rack and pinion steering gear according to one of claims 7 to 1o, characterized in that some of the pinion teeth (4) of the eccentric to the axis of rotation of the Pinion (3) arranged set axially aligned with the pinion teeth (5) concentric to the axis of rotation of the pinion arranged set and the length of the middle section (1o) of the rack (1) is dimensioned so that in the respective transition to the two end sections (11) of the rack (1) this axially aligned pinion teeth (4,5) are in mesh with the teeth (2) of the rack (1).

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