DE1078885B

DE1078885B - Rack and pinion steering and individual suspension of the steered wheels of motor vehicles

Info

Publication number: DE1078885B
Application number: DEF23924A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz Oberpaul
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1957-09-11
Filing date: 1957-09-11
Publication date: 1960-03-31
Also published as: NL231306A; NL104189C

Description

Zahnstangenlenkung und Einzelaufhängung der zu lenkenden Räder von Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Zahnstangenlenkung und Einzelaufhängung der zu lenkenden Räder von Kraftfahrzeugen.Rack and pinion steering and individual suspension of the wheels to be steered by Motor vehicles The invention relates to a rack and pinion steering system and individual suspension of the wheels of motor vehicles to be steered.

Im Gegensatz zu bekannten Anordnungen sollen diese Teile nicht mehr störend in den Einbauraum für Motor oder Gepäck hineinragen.In contrast to known arrangements, these parts should no longer protrude into the installation space for the engine or luggage.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Zahnstange und das zugehörige Zahnritzel im Raum zwischen dem Armaturenbrett und der Spritzwand geführt sind und daß das Lenkgestänge zwischen den Zahnstangenenden und den in an sich bekannter Weise über eine Achsschenkelverlängerung hochgeführten Lenkhebeln in der Horizontalebene der Zahnstange hufeisenförmig aus den beiden seitlichen Spritzwandenden im oberen inneren Kotflügelraum über den Lenkrädern verlegt ist.This is achieved according to the invention in that the rack and the corresponding pinion in the space between the dashboard and the bulkhead are performed and that the steering linkage between the rack ends and in on in a known manner via a steering knuckle extension raised steering levers in the horizontal plane of the rack in the shape of a horseshoe from the two lateral bulkhead ends is routed in the upper inner fender space over the steering wheels.

Bekannt ist eine an der Spritzwand gelagerte Lenkspindel in Verbindung mit einem die Lenkbewegungen nach unten auf die Lenkstangen übertragenden Lenkgetriebe. Diese Anordnung ist aber im Vergleich zur Erfindung unelastisch, außerdem ragen das Lenkgetriebe sowie die nach unten gerichteten Übertragungsmittel sperrig in den Mötorraum, und die Lenkstangen sind beidseitig des Motors angeordnet.A steering spindle mounted on the bulkhead is known in connection with a steering gear that transfers the steering movements downwards to the handlebars. This arrangement is, however, inelastic in comparison to the invention, and it also protrudes the steering gear as well as the downward transmission means bulky in the engine room, and the steering rods are arranged on both sides of the engine.

Ferner ist ein an der Spritzwand eines Kraftfahrzeuges gelagertes Lenkgetriebe bekannt, welches mit einer kurzen Lenkspindel zusammenwirkt. Auch hier sind aber die Übertragungsorgane nach unten geführt und nicht vom Motor- bzw. Kofferraum getrennt. Ferner wird durch die leicht nach oben gerichtete Lenkspindel eine erhebliche Bauhöhe der Motorhaube bedingt.Furthermore, one is mounted on the bulkhead of a motor vehicle Steering gear known, which cooperates with a short steering shaft. Here too but the transmission organs are led down and not from the engine or trunk separated. Furthermore, the steering spindle, which is directed slightly upwards, is a considerable one The height of the bonnet is conditional.

Nicht mehr neu sind auch die Ausbildung einer kurzen Lenkspindel und die Übertragungen der Lenkbewegungen durch eine quer zum Fahrzeug liegende Welle. Dabei sind die Lenkarme gegeneinander versetzt, wodurch die von ihnen gesteuerten Lenkstangen gegeneinander verschränkt sind und keinesfalls in Radkästen oberhalb der zu lenkenden Fahrzeugräder platzsparend untergebracht werden können.The design of a short steering spindle and is also no longer new the transmission of the steering movements through a shaft lying transversely to the vehicle. The steering arms are offset from one another, which means that the ones they control Handlebars are twisted against each other and not in the wheel arches above the vehicle wheels to be steered can be accommodated in a space-saving manner.

Weiter ist eine Lenkung für ein Dreiradfahrzeug bekannt, deren Lenkgetriebe in einem besonderen an der Spritzwand befestigten Gehäuse, nicht zwischen Spritzwand und Armaturenbrett unmittelbar, gelagert ist. Das Lenkgestänge liegt oben, was eine erhebliche Bauhöhe der Motorhaube mit schlechter Raumausnutzung, strömungstechnischen Mängeln und ungünstiger Schwerpunktverlagerung nach oben bedingt. Auch wird über dem zu lenkenden Rad eines Dreiradfahrzeuges kein besonders großer zusätzlicher Kofferraum angestrebt.A steering system for a three-wheeled vehicle is also known, the steering gear of which in a special housing attached to the bulkhead, not between the bulkhead and dashboard immediately, is stored. The steering linkage is on top, what a considerable height of the bonnet with poor space utilization, aerodynamic Defects and an unfavorable shift in focus upwards. Also gets over the wheel to be steered of a three-wheeled vehicle is not a particularly large additional one Trunk aimed.

Schließlich ist die Radaufhängung mittels eines Lenkers in Verbindung mit einer Drehstabführung bekannt, ferner die oberhalb der Radmitte liegende Anordnung eines parallel verlaufenden Lenkgestänges. Die dabei verwendete Zahnstangenlenkung hat getrennte Lenkstangen und liegt in der Höhe des Lenkgestänges. Dabei muß der Lagerzapfen für das Lenkgestänge in einem feststehenden vorderen Achsteil an der Bodengruppe gelagert sein, und der erfindungsgemäß angestrebte freie Raum über und zwischen den Lenkorganen wird bei dieser bekannten Anordnung durch die sperrig hineinragenden Lenkstangen, die Lenkzapfen und Lenkstockhebel sowie die zur Zahnstange führende Verbindungsstange erheblich beeinträchtigt.Finally, the wheel suspension is connected by means of a link known with a torsion bar guide, furthermore the arrangement above the center of the wheel a parallel steering linkage. The rack and pinion steering used has separate handlebars and is at the same height as the steering linkage. The Bearing pin for the steering linkage in a fixed front axle part on the Be stored floor pan, and the desired free space above and between the steering members is in this known arrangement by the bulky protruding Steering rods, the steering pin and steering column arm as well as the one leading to the rack Link rod significantly impaired.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Zahnstangenlenkung und Einzelaufhängung läßt sich noch raumsparender gestalten durch die Anwendung von unteren Querlenkern und oberen Längslenkern, wobei die Lenker im wesentlichen V-förmig ausgebildet sind und der jeweils obere Lenker im oberen Kotflügelraum über der Lenkschubstange verlegt und mit seinem festen Ende an der Spritzwand, mit seinem schwingbaren Ende am Oberteil der bis in den oberen Kotflügelraum reichenden Achsschenkelverlängerung angelenkt ist. Zweckmäßig sind die im oberen Kotflügelraum liegenden Teile der Lenkung und Aufhängung durch ein Schutzblech nach unten abgedeckt.The rack and pinion steering and individual suspension designed according to the invention can be made even more space-saving by using lower wishbones and upper trailing arms, the arms being substantially V-shaped and the upper link in the upper fender area above the steering push rod and with its fixed end on the bulkhead, with its swingable end on the upper part articulated to the steering knuckle extension reaching into the upper fender space is. The parts of the steering system and located in the upper fender space are useful Suspension covered by a protective plate downwards.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. In dieser zeigt Fig. 1 die eine Seitenansicht einer Zahnstangenlenkung und Einzelaufhängung der zu lenkenden:Vorderräder entsprechend Linie I-I der Fig. 3 bei herausgenommener Seitenwand des Motorraumes, Fig. 2 die Ansicht von vorn nach Linie II-II der Fig. 1 auf das linke Vorderrad und Fig. 3 die Draufsicht nach Linie III-III der Fig. 1 bei teilweise entferntem Bodenblech.An embodiment of the invention is shown in the drawing. In this Fig. 1 shows a side view of a rack and pinion steering and individual suspension of those to be steered: front wheels corresponding to line I-I of FIG. 3 with the side wall of the engine compartment removed, FIG. 2 is a view from the front Line II-II of Fig. 1 on the left front wheel and Fig. 3 is the plan view along the line III-III of FIG. 1 with the floor panel partially removed.

Die Vorderräder 1 und 2 werden vom Lenkrad 3 aus gelenkt, dessen Lenkspindel 4 nur in den Raum 5 zwischen dem Armaturenbrett 6 und der Spritzwand 7 hineinragt und dort gelagert ist. Auf der Lenkspindel ist fest ein Zahnritzel 8 angeordnet, das in eine quer zur Fahrtrichtung im Raum 5 waagerecht verschiebbar gelagerte Zahnstange 9 eingreift. An der Zahnstange sind mit Hilfe von Kugelgelenken 10 und 11 sich in Längsrichtung der Zahnstange bis etwa zu den seitlichen Enden des Raumes 5 erstreckende Spurstangen 12 und 13 angelenkt. die mit ihren anderen Enden über Kugelgelenke 14 und 15 mit je einem Winkelhebel 16 bzw. 17 verbunden sind. Die Winkelhebel sind im oberen inneren Raum 18 der Kotflügel 19 und 20 um senkrechte Achsen 21 bzw. 22 drehbar auf einem entsprechend ausgebildeten Lagerbock 23 gelagert, und zwar in der Weise, daß ihr einer Hebelarm 24 durch die Spritzwand 7 in den Raum 5 hineinragt. An dem anderen Hebelarm 25 schließt sich gelenkig mit Hilfe eines Kugelgelenkes 26 eine vorzugsweise rohrförmige Verbindungsstange als Lenkschubstange 28 an, die mittels eines Kugelkopfes 29 mit dem an der Achsschenkelverlängerung 27 angeordneten Lenkhebel 30 verbunden ist. Das freie Ende der Achsschenkelverlängerung bzw. des Lenkhebels liegt ebenfalls im oberen inneren Raum 18 der Kotflügel.The front wheels 1 and 2 are steered from the steering wheel 3, its steering shaft 4 protrudes only into the space 5 between the dashboard 6 and the bulkhead 7 and is stored there. A pinion 8 is fixedly arranged on the steering spindle, that in a transversely to the direction of travel in space 5 mounted rack horizontally displaceable 9 intervenes. On the rack with the help of ball joints 10 and 11 are in Longitudinal direction of the rack up to approximately the lateral ends of the space 5 extending Tie rods 12 and 13 are articulated. those with their other ends via ball joints 14 and 15 are each connected to an angle lever 16 and 17, respectively. The angle levers are in the upper inner space 18 of the fenders 19 and 20 about vertical axes 21 and 22, respectively rotatably mounted on a correspondingly designed bearing block 23, namely in in such a way that a lever arm 24 protrudes through the bulkhead 7 into the space 5. The other lever arm 25 closes in an articulated manner with the aid of a ball joint 26 a preferably tubular connecting rod as a steering push rod 28, which by means of a ball head 29 with the one arranged on the steering knuckle extension 27 Steering lever 30 is connected. The free end of the steering knuckle extension or the The steering lever is also located in the upper inner space 18 of the fender.

Um den durch die erfindunsgemäß gestaltete Ausbildung der Lenkungsanordnung geschaffenen großen Motor- bzw. Gepäckraum nicht durch die bisher übliche Aufhängung der Vorderräder wieder einzuengen, wird diese wie folgt ausgebildet: Die beiden Vorderräder 1 und 2 sind mit je einem Querlenker 31 bzw. 32 bekannter Ausführung und Anordnung und je einem ebenfalls im oberen inneren Raum 18 der Kotflügel angeordneten Längslenker 33 bzw. 34 aufgehängt. Jeder Querlenker hat eine etwa V-förmige Gestalt und übergreift mit seinem mit einer Kugelpfanne 35 versehenen freien Ende das kugelkopfartige untere Ende 36 des Achsschenkels. Der Querlenker ist mit seinen Lagerzapfen 37 und 38 in senkrechter Richtung schwenkbar in Lagerkörpern 39 und 40 gelagert, die am Bodenblech 41 der Karosserie oder an Querträgern des Fahrgestells angeordnet sind. Um den Sturz der Vorderräder ein- bzw. nachstellen zu können, sind zweckmäßig die Lagerzapfen des Querlenkers in den Lagerkörpern 39 und 40 in exzentrisch verstellbaren Büchsen 37' und 38' gelagert. Zur Abfederung der Vorderräder ist mit dem einen Lagerzapfen, z. B. Lagerzapfen 37, das eine Ende eines Torsionsstabes 42 fest verbunden, dessen anderes Ende drehfest in einem Lagerkörper 43 am- Bodenblech 41 oder an einem Querträger befestigt ist. Der Lagerzapfen 38 des Querlenkers liegt, wie Fig. 3 zeigt, gegenüber dem Lagerzapfen 37 in waagerechter Ebene, zweckmäßig unter einer Neigung. Ein der Übersichtlichkeit wegen nur in Fig. 1 dargestellter Stoßdämpfer 44 kann den Querlenker zusätzlich gegen die Karosserie abstützen. Die Abfederung der Vorderräder kann auch mit an sich bekannten Schraubenfedern mit innenliegenden Stoßdämpfern erfolgen.In order to achieve the design of the steering arrangement designed according to the invention created large engine or luggage compartment not through the suspension that has been customary up to now to narrow the front wheels again, this is designed as follows: The two Front wheels 1 and 2 are each known with a wishbone 31 and 32, respectively and arrangement and each also arranged in the upper inner space 18 of the fenders Trailing arm 33 or 34 suspended. Each wishbone is roughly V-shaped and with its free end provided with a ball socket 35 engages over the ball head-like lower end 36 of the steering knuckle. The wishbone is with its bearing pin 37 and 38 pivotally mounted in the vertical direction in bearing bodies 39 and 40, which on Floor panel 41 of the body or are arranged on cross members of the chassis. In order to be able to adjust or readjust the camber of the front wheels, the Bearing pin of the wishbone in the bearing bodies 39 and 40 in eccentrically adjustable Bushings 37 'and 38' stored. To cushion the front wheels, one of the bearing journals z. B. journal 37, one end of a torsion bar 42 firmly connected, the the other end rotatably in a bearing body 43 on the bottom plate 41 or on a cross member is attached. The trunnion 38 of the wishbone is opposite, as shown in FIG. 3 the bearing pin 37 in the horizontal plane, expediently at an incline. One of the Clarity due to the shock absorber 44 shown only in Fig. 1, the wishbone additionally support against the body. The suspension of the front wheels can also take place with known coil springs with internal shock absorbers.

Jeder Längslenker 33 bzw. 34 ist zweckmäßig ebenfalls V-förmig ausgebildet und mit seinen Lagerzapfen 45 und 46 in senkrechter Richtung im inneren oberen Raum 18 jedes Kotflügels 19 bzw. 20 schwenkbar in einem entsprechend an der Karosserie, vorzugsweise an der Spritzwand 7, befestigten Lagerkörper 47 gelagert. Um den Vor- und Nachlauf der Räder ein-bzw. nachstellen zu können, sind die Lagerzapfen der Längslenker 33 und 34 in den Lagerkörpern zweckmäßig ebenfalls in exzentrisch verstellbaren Büchsen (nicht dargestellt) oder in anderer bekannter Weise gelagert. Mit einer an seinem freien Ende angeordneten Kugelpfanne 48 übergreift jeder Längsträger 33 bzw. 34 das kugelkopfartige Ende 49 der Achsschenkelverlängerung 27, die bis in den oberen inneren Raum 18 der Kotflügel 19 und 20 hineinragt.Each trailing arm 33 or 34 is also expediently V-shaped and with its bearing journals 45 and 46 in the vertical direction in the inner upper space 18 of each fender 19 or 20 pivotable in a corresponding manner on the body, bearing body 47 attached preferably to the bulkhead 7. In order to and caster of the wheels on or. to be able to readjust are the bearing journals of the Trailing arms 33 and 34 in the bearing bodies are also expediently eccentrically adjustable Bushings (not shown) or stored in any other known manner. With a Ball socket 48 arranged at its free end engages over each longitudinal beam 33 or 34 the spherical head-like end 49 of the steering knuckle extension 27, which extends up to in the upper inner space 18 of the fenders 19 and 20 protrudes.

Da jeder Längslenker und die ebenfalls im oberen Kotflügelraum 18 liegenden Teile der Lenkeinrichtung sehr nahe aneinandergebracht werden können, ist es möglich, sie durch ein einfaches, zwischen dem äußeren und inneren Seitenblech der Kotflügel und der Spritzwand angeordnetes Spritzblech 50 gegen Ansammlung von Straßenschmutz und Schnee weitgehend zu schützen. Dieses Spritzblech kann gleichzeitig als Abstützung der oberen Lagerstelle 51 für den Stoßdämpfer 44 dienen.Since each trailing arm and the one in the upper fender space 18 lying parts of the steering device can be brought very close to one another, it is possible to do it through a simple, between the outer and inner side plate the fender and the bulkhead arranged splash plate 50 against the accumulation of To largely protect road dirt and snow. This splash guard can be used at the same time serve as a support for the upper bearing point 51 for the shock absorber 44.

Wie aus der zeichnerischen Darstellung ersichtlich und in der vorstehenden Beschreibung erläutert, liegen sowohl sämtliche Teile der Lenkeinrichtung als auch der Radaufhängung außerhalb des durch die Innenbleche 52 und 53 der Kotflügel 19 und 20 in Verbindung mit der Spritzwand 7 und dem Bodenblech 41 gebildeten Motor- oder Gepäckraumes, der deshalb seitlich bis zur praktisch möglichen Annäherung der Innenbleche 52 und 53 an die Vorderräder 1 und 2 vergrößert werden kann. Durch die vielfache gelenkige Verbindung der Einzelteile der Lenkung untereinander kann diese bei Zusammenstößen in sich elastisch ausweichen, so daß gegenüber bekannten Ausführungen für den Fahrer eine gewisse Sicherheit gegeben ist.As can be seen from the drawing and in the preceding Description explained, are all parts of the steering device as well the suspension outside of the fenders 19 through the inner panels 52 and 53 and 20 in connection with the bulkhead 7 and the floor panel 41 formed engine or luggage compartment, which is therefore laterally up to the practically possible approach of the Inner sheets 52 and 53 on the front wheels 1 and 2 can be enlarged. Through the multiple articulated connection of the individual parts of the steering with each other can this in the event of collisions, yield elastically, so that compared to known designs there is a certain level of security for the driver.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Rack and pinion steering and individual suspension of the steered wheels of motor vehicles, characterized in that the rack (9) and the associated pinion (8) are guided in the space (5) between the dashboard (6) and the bulkhead (7) and that the steering linkage (12, 16, 28 or 13, 17, 28) between the rack ends (ball joints 10 or 11) and the steering levers (30) raised in a known manner via a steering knuckle extension (27) in the horizontal plane of the rack is laid in the shape of a horseshoe from the two lateral bulkhead ends in the upper inner fender space (18) over the steering wheels (1 and 2).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the dashboard (6) and the bulkhead (7) form the housing for the rack and pinion steering and the Guide the steering spindle stub on the pinion side into holes on the same axis.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized by the use of lower wishbones (31 and 32, respectively) and upper trailing arms (33 and 34, respectively), the arms essentially Are V-shaped and the respective upper link (33 or 34) in the upper fender space (18) laid over the steering push rod (28) and with its fixed end on the bulkhead (7), with its swingable end on the upper part (49) which extends up to in the upper fender space (18) reaching stub axle extension (27) is hinged.

4. Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the parts of the steering and suspension lying in the upper fender space (18) are covered by a protective plate (50) downwards. Considered publications: German Patent Nos. 933 550, 894 507, 872 447, 868 117, 427 392; German utility model No. 1722 058; French Patent Nos. 944 637, 590 114; British Patent Nos. 775 534,104,427; U.S. Patent No. 2,555,649.