DE102006059946A1

DE102006059946A1 - Toothed belt wheel for motor vehicle, has hub base body with drum-shaped section and toothing made up of thermosetting plastic which lies at outer circumference of drum-shaped section

Info

Publication number: DE102006059946A1
Application number: DE102006059946A
Authority: DE
Inventors: André Huk; Marco Heine
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2007-07-05

Abstract

Toothed belt wheel has a hub base body (2) with a drum-shaped section and toothing (3) made up of phenolic-resin-based thermosetting plastic. The thermosetting plastic lies at the outer circumference of the drum-shaped section. Independent claims are also included for the following: (1) a method for production of toothed belt wheel for a toothed belt drive of a motor vehicle (2) an electromagnetic steering gear comprising a toothed belt drive for the transmission of the drive force of an electric engine.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnriemenrad für einen Zahnriementrieb eines Kraftfahrzeugs. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen sowie ferner auf eine elektro-mechanische Lenkung mit einem Zahnriementrieb.The The invention relates to a toothed belt pulley for a toothed belt drive Motor vehicle. Furthermore, the invention relates to a method for the production of such as well as on an electro-mechanical Steering with a toothed belt drive.

An Zahnriemenräder in Zahnriementrieben für elektro-mechanische Lenkungen von Kraftfahrzeugen werden hohe Ansprüche in Bezug auf die Verzahnungsgenauigkeit gestellt. In der Praxis kommen daher vor allem gesinterte Zahnriemenräder zum Einsatz. Diese lassen sich mit einer hohen Genauigkeit herstellen.At toothed wheels in timing belt for Electro-mechanical steering of motor vehicles are high standards in terms placed on the toothing accuracy. In practice, therefore especially sintered toothed belt wheels for Commitment. These can be produced with high accuracy.

Allerdings weisen gesinterte Zahnriemenräder eine hohe Masse auf. Aus der Massenverteilung am Zahnriemenrad folgt daher ein hohes Trägheitsmoment. Bei einer instationären Betriebweise des Zahnriementriebs werden durch das hohe Trägheitsmoment des Zahnriemenrads hohe Betrieblasten an der zugehörigen Achse und deren Lagerung verursacht.Indeed have sintered timing belt pulleys a high mass. From the mass distribution on the belt pulley follows therefore a high moment of inertia. In a transient Operation of the toothed belt drive are due to the high moment of inertia the timing belt pulley high operating loads on the associated axis and their storage caused.

Zudem muss eine Bordscheibe, die ein seitliches Verrutschen des Zahnriemens auf der Verzahnung unterbinden soll, an einem gesinterten Rad in der Regel separat befestigt werden.moreover must have a flanged wheel, which causes a lateral slippage of the belt on the gearing should stop, on a sintered wheel in the Usually be attached separately.

Zahnriemenräder mit einem metallischen Körper sowie einer Verzahnung aus Kunststoffmaterial sind beispielsweise aus der DE 199 09 791 C1 , der JP 04069443 A und der JP 60208669 A bekannt.Belt pulleys with a metallic body and a toothing of plastic material are for example from the DE 199 09 791 C1 , of the JP 04069443 A and the JP 60208669 A known.

So wird in der DE 199 09 791 C1 vorgeschlagen, eine metallische Riemenscheibe mit einer verzahnten Schablone zu umschlingen, deren Lücken mit einem lediglich auf Metall haftenden Zweikomponenten-Duroplast-Kunststoff gefüllt sind. Durch Ausreaktion des Kunststoffs wird die Verzahnung an der Riemenscheibe fixiert. Dies gestattet zwar eine hohe Maßgenauigkeit, so dass sich das Zahnriemenrad in einem justierungsfreien Riementrieb einsetzen lassen würde, jedoch ist dessen Formgebung für den Einsatz in einer elektro-mechanischen Lenkung wenig geeignet und die Herstellung umständlich.So will in the DE 199 09 791 C1 proposed to wrap around a metallic pulley with a toothed template, the gaps are filled with a two-component thermoset plastic adhering only to metal. By reaction of the plastic, the toothing is fixed to the pulley. Although this allows a high dimensional accuracy, so that the timing belt could be used in an adjustment-free belt drive, however, its shape is less suitable for use in an electro-mechanical steering and manufacturing cumbersome.

Aus der JP 04069443 A ist bekannt, eine mit einer Außenverzahnung versehene Hülse auf einen Nabengrundkörper zu stecken, wobei zwischen der Hülse und dem Nabengrundkörper eine zusätzlich Verzahnung vorgesehen ist. Letztere bedingt jedoch einen zusätzlichen Fertigungsaufwand. Die Dicke der Hülse bedingt überdies eine schwer beherrschbare Schwindung, die einer hohen Maßgenauigkeit abträglich ist.From the JP 04069443 A It is known to put a sleeve provided with an external toothing on a hub body, wherein between the sleeve and the hub body an additional toothing is provided. The latter, however, requires an additional manufacturing effort. The thickness of the sleeve also causes a difficult to control shrinkage, which is detrimental to a high dimensional accuracy.

In der JP 60208669 A wird eine mit einer Außenverzahnung versehene Hülse offenbart, die durch eine metallische Scheibe ausgesteift ist. Das so gebildete Zahnrad ist jedoch für den Einsatz in einer elektro-mechanischen Lenkung nicht geeignet, da die Schwindung der Hülse eine Fertigung mit ausreichender Maßhaltigkeit nicht erlaubt.In the JP 60208669 A discloses a sleeve provided with an external toothing, which is stiffened by a metallic disc. However, the gear thus formed is not suitable for use in an electro-mechanical steering, since the shrinkage of the sleeve does not allow production with sufficient dimensional accuracy.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Betriebslasten an einem Zahnriementrieb einer Kraftfahrzeuglenkung zu vermindern und dessen Herstellbarkeit bei hoher Bauteilgenauigkeit zu vereinfachen.From that Based on the object of the invention, the operating loads to reduce on a toothed belt drive a motor vehicle steering and its manufacturability with high component accuracy to simplify.

Diese Aufgabe wird durch ein Zahnriemenrad mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Dieses umfasst insbesondere einen Nabengrundkörper mit einem trommelförmigen Abschnitt und eine auf den Außenumfang des trommelförmigen Abschnitts aufgespritzte Verzahnung aus einem Duroplast.These Task is a toothed belt with the features of claim 1 solved. This in particular comprises a hub body with a drum-shaped portion and one on the outer circumference of the drum-shaped Section sprayed toothing made of a duroplastic.

Hierdurch ergibt sich ein Verbundbauteil, an dem der Nabengrundkörper eine ausreichende Steifigkeit bereitstellt, während die Verzahnung aus Duroplast eine Verminderung des Bauteilgewichts ermöglicht. Aus der verringerten Masse und dem damit ebenfalls verringerten Trägheitsmoment resultieren bei einem instationären Betrieb geringere maximale Kräfte.hereby results in a composite component to which the hub body a provides sufficient rigidity, while the teeth of thermosetting plastic allows a reduction of the component weight. From the reduced Mass and the thus also reduced moment of inertia result a transient Operation lower maximum forces.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Nabengrundkörper nun nicht mehr gesintert werden muss, da an diesen in Bezug auf die Verzahnung keine besonderen Genauigkeitsanforderungen für die Abmessungen bestehen. Die Verzahnung wird erfindungsgemäß vielmehr durch ein separates Material an dem Nabengrundkörper bereitgestellt. Mit einer Verzahnung aus einem Duroplast lässt sich eine ausreichend hohe Verzahnungsgenauigkeit verwirklichen. Diese wird auf den Nabengrundkörper aufgespritzt, wodurch die Schwindung des Kunststoffmaterials sehr gering bleibt. Weiterhin ergibt sich hierdurch ein besonders geringer Herstellungsaufwand. Insbesondere ist die Herstellung des Zahnriemenrads gut automatisierbar.One Another advantage is that the hub body now no longer needs to be sintered because of these in relation to the Gearing no special accuracy requirements for the dimensions consist. The gearing is inventively rather by a separate Material on the hub body provided. With a toothing made of a thermoset can be achieve a sufficiently high gear accuracy. These gets onto the hub body sprayed, whereby the shrinkage of the plastic material very remains low. Furthermore, this results in a particularly low Production expense. In particular, the production of the toothed belt wheel easy to automate.

Zudem werden durch die Kunststoffverzahnung die Laufruhe verbessert und die Geräuschemissionen des Zahnriementriebs vermindert.moreover The smoothness is improved by the plastic teeth and the noise emissions of the toothed belt drive diminished.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Nabengrundkörper aus einer Leichtmetalllegierung, beispielsweise einer Aluminiumlegierung oder einer Magnesiumlegierung hergestellt. Denkbar sind überdies Nabengrundkörper aus geeigneten Kunststoffen einschließlich Duroplasten mit hoher Maßhaltigkeit, wobei auch in diesem Fall der Grundkörper für die strukturelle Steifigkeit des Bauteils sorgt.In an advantageous embodiment of the invention, the hub body is made a light metal alloy, for example an aluminum alloy or a magnesium alloy. It is also possible Hub body Made of suitable plastics including thermosets with high dimensional stability, although in this case the main body for the structural rigidity of the component.

Hierdurch lässt sich das Trägheitsmoment im Vergleich zu einem gesinterten Zahnriemenrad herkömmlicher Bauart auf etwa ein Drittel verringern.hereby let yourself the moment of inertia compared to a sintered belt pulley conventional Reduce the design to about one third.

Im Vergleich zu vollständig aus einer Leichtmetallregierung gefertigten Zahnriemenrädern bietet die Ausgestaltung der Verzahnung aus Duroplast den Vorteil einer einfachen Verzahnungserzeugung sowie einer verbesserten Laufruhe aufgrund von Materialdämpfung. Durch Selbstschmiereigenschaften des Kunststoffs kann überdies der Verschleiß durch den Riemenmaterialabrieb verringert werden.in the Compared to complete Made of a light metal government provides the belt wheels Design of the toothing made of thermoset the advantage of a simple Gear generation and improved smoothness due of material damping. By self-lubricating properties of the plastic can also the wear by the Belt material abrasion can be reduced.

Gegenüber vollständig aus dem Material der Verzahnung hergestellten Zahnriemenrädern sind deutliche Vorteile in Bezug auf die Maßhaltigkeit zu beobachten, da sich bei ganz aus Kunststoff hergestellten Zahnriemenrädern Formänderungseffekte aufgrund von Materialschwindung oder durch Wasseraufnahme zu stark auswirken.Completely opposite The toothed belt wheels made of the material of the toothing are clear Advantages in terms of dimensional accuracy to observe, since in plastic entirely made of toothed belt wheels shape change effects due to material shrinkage or water absorption.

Es ist jedoch auch möglich, den Nabengrundkörper aus Kunststoff herzustellen. So kann an dem Nabengrundkörper ein Abschnitt mit einer Innenzentrierung vorgesehen werden. Eine solche lässt sich beispielsweise mittels eines Dorns präzise fertigen, der erst nach dem Erkalten und dem Schwinden des Kunststoffmaterials entfernt wird. Alternativ hierzu kann ein metallischer Ring in den Nabengrundkörper eingebettet werden, der eine Innenzentrierung aufweist. In beiden Fällen wird ein besonders leichtgewichtiges Zahnriemenrad erhalten.It but it is also possible the hub body made of plastic. So can on the hub body Section be provided with an internal centering. Such a can be For example, by means of a mandrel precisely finished, the after the cooling and shrinkage of the plastic material removed becomes. Alternatively, a metallic ring may be embedded in the hub body be, which has an internal centering. In both cases will get a particularly lightweight timing belt.

Derartige Zahnriemenräder eignen sich besonders für den Einbau in eine elektro-mechanische Lenkung, deren Zahnriementrieb justierungsfrei ausgebildet ist und daher Zahnräder mit einer hohen Maßgenauigkeit benötigt, um zu starke Schwankungen der Riemenkräfte zu vermeiden. Hierdurch lassen sich in der Serie gleich bleibende Antriebskräfte an einer elektro-mechanischen Lenkung gewährleisten. Eine entsprechende Lenkung wird in der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Titel "Montageverfahren für Lenkgetriebe mit spannmittelfreiem Riementrieb" beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hier miteinbezogen wird. Vorzugsweise werden die vorstehend erläuterten Zahnriemenscheiben an der dort dargestellten Kugelgewindemutter befestigt.such toothed wheels are particularly suitable for the installation in an electro-mechanical steering, the toothed belt drive is formed without adjustment and therefore gears with a high dimensional accuracy needed to avoid excessive fluctuations of the belt forces. hereby can be in the series consistent driving forces at one electromechanical Ensure steering. A corresponding steering is in the post-published German patent application entitled "Assembly Procedure for steering gear with tension-free belt drive ", whose disclosure content is involved here. Preferably, those discussed above Timing belt pulleys on the ball screw nut shown there attached.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden der Nabengrundkörper und die Verzahnung aus dem gleichen Werkstoff hergestellt sind.According to one Another advantageous embodiment of the invention, the hub body and the teeth are made of the same material.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie Verfahren zur Herstellung von Zahnriemenrädern sind in den Patentansprüchen angegeben.Further, advantageous embodiments of the invention and method for production of timing belt wheels are in the claims specified.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:following the invention will be described with reference to embodiments shown in the drawings explained in more detail. The Drawing shows in:

1 eine räumliche Ansicht eines Zahnriemenrad nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1 a spatial view of a toothed belt according to an embodiment of the invention,

2 eine räumliche Schnittansicht des Zahnriemenrads nach 1, 2 a spatial sectional view of the timing belt 1 .

3 eine Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels für ein Zahnriemenrad mit integrierter Bordscheibe, 3 a view of a second embodiment of a timing belt pulley with integrated flange,

4 eine Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels für ein Zahnriemenrad, dessen Zentriersitz mittels eines Dorns hergestellt ist, 4 a sectional view of a third embodiment of a toothed belt wheel whose centering seat is made by means of a mandrel,

5 eine Schnittansicht des an einen Dorn angespritzten Nabengrundkörpers des Zahnriemenrads nach 3, und in 5 a sectional view of the hub molded on a hub body of the Zahnriemenrads after 3 , and in

6 eine Schnittansicht eines vierten Ausführungsbeispiels für ein Zahnriemenrad, dessen Zentriersitz durch einen metallischen Ring gebildet wird. 6 a sectional view of a fourth embodiment of a toothed belt, the centering seat is formed by a metallic ring.

Das in den 1 und 2 dargestellte erste Ausführungsbeispiel zeigt ein Zahnriemenrad 1, das beispielsweise in einer elektromechanischen Lenkung dazu eingesetzt werden kann, das Antriebsmoment eines elektrischen Antriebsmotors auf eine Kugelgewindemutter zu übertragen. Jedoch ist ein solches Zahnriemenrad auch in anderen Zahnriementrieben von Fahrzeugen einsetzbar, bei denen es auf eine hohe Verzahnungsgenauigkeit ankommt.That in the 1 and 2 illustrated first embodiment shows a toothed belt 1 , which can be used for example in an electromechanical steering to transmit the drive torque of an electric drive motor to a ball screw nut. However, such a toothed belt wheel can also be used in other toothed belt drives of vehicles in which a high gear accuracy is important.

Zur Vermeidung hoher Lasten des Zahnriementriebs ist das Zahnriemenrad 1 im Vergleich zu einem gesinterten Zahnriemenrad, das ansonsten gleiche Abmessungen aufweist, mit einem reduzierten Trägheitsmoment ausgeführt.To avoid high loads of the toothed belt drive is the belt pulley 1 Compared to a sintered timing pulley, which otherwise has the same dimensions, executed with a reduced moment of inertia.

Zwecks Verminderung des Bauteilgewichts ist das Zahnriemenrad 1 ein Verbundbauteil, das aus einem Nabengrundkörper 2 und einer separaten, an dem Nabengrundkörper 2 vorgesehenen Verzahnung 3 besteht. Die Verzahnung ist hierbei aus einem Duroplast hergestellt. Hierfür kommen insbesondere Duroplaste auf der Basis von Phenolharz oder Epoxidharz in Frage. Da die Masse der Verzahnung 3 an dem Zahnriemenrad am weitesten von der Drehachse entfernt ist, ergibt sich hierdurch bereits eine deutliche Verringerung des Trägheitsmoments.In order to reduce the component weight is the timing belt 1 a composite component consisting of a hub body 2 and a separate, on the hub body 2 provided toothing 3 consists. The toothing is made of a thermosetting plastic. For this purpose, in particular thermosets based on phenolic resin or epoxy resin in question. Because the mass of gearing 3 at the toothed belt wheel furthest away from the axis of rotation, this already results in a significant reduction of the moment of inertia.

Herstellungstechnisch vorteilhaft wird die Verzahnung 3 an den Nabengrundkörper 2 angespritzt, wobei sowohl eine Geradverzahnung als auch eine Schrägverzahnung, wie in 1 dargestellt, möglich ist. Sofern erforderlich, kann die Verzahnung 3 bei Bedarf nachbearbeitet werden, um die gewünschte Verzahnungsgenauigkeit zu gewährleisten.Manufacturing technology advantageous is the gearing 3 to the hub body 2 injection-molded, wherein both a straight toothing and a helical toothing, as in 1 Darge is possible. If necessary, the gearing can 3 be reworked if necessary to ensure the desired accuracy of teeth.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Nabengrundkörper 2 einen trommelförmigen Abschnitt 4 auf, dessen Außenumfang 5 den größten Durchmesser an dem Nabengrundkörper 2 darstellt. Die Verzahnung 3 sitzt dabei außen auf dem trommelförmigen Abschnitt 4, so dass deren Schwindung beim Erkalten sehr gering bleibt.In the illustrated embodiment, the hub body 2 a drum-shaped section 4 on, its outer circumference 5 the largest diameter at the hub body 2 represents. The gearing 3 sits outside on the drum-shaped section 4 so that their shrinkage when cooling down remains very low.

An den trommelförmigen Abschnitt 4 des Nabengrundkörpers 2 schließt in axialer Richtung ein Befestigungsflansch 6 an, der eine oder mehrere axiale Befestigungsöffnungen 7 aufweist. Der Befestigungsflansch 6 kann dabei, wie in 2 zu erkennen ist, außerhalb der Umschlingung der Verzahnung 3 liegen. Es ist jedoch auch möglich, den Befestigungsflansch 6 innerhalb des trommelförmigen Abschnitts 4 anzuordnen.To the drum-shaped section 4 of the hub body 2 closes in the axial direction a mounting flange 6 on, one or more axial mounting holes 7 having. The mounting flange 6 can, as in 2 can be seen outside the wrap around the gearing 3 lie. However, it is also possible, the mounting flange 6 within the drum-shaped section 4 to arrange.

Ferner ist im Übergangsbereich zwischen dem trommelförmigen Abschnitt 4 und dem Befestigungsflansch 6 ein Zentriersitz 9 vorgesehen, über den das Zahnriemenrad 1 auf einem Flansch einer Kugelgewindemutter zentriert werden kann. Eine solche wird unter anderem in der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Titel "Kugelgewindemutter mit einem mindestens eine Gewindeöffnung aufweisenden Flansch" beschrieben, deren Inhalt in Bezug auf das Zahnriemenrad 1 hier miteinbezogen wird. Zur Befestigung an dem Flansch der Kugelgewindemutter dienen die axialen Öffnungen 7 an dem Befestigungsflansch 6 des Nabengrundkörpers 2.Further, in the transition region between the drum-shaped portion 4 and the mounting flange 6 a centering seat 9 provided over which the toothed belt wheel 1 can be centered on a flange of a ball screw nut. Such is described, inter alia, in the post-published German patent application entitled "ball screw nut having a flange having at least one threaded opening", whose content in relation to the toothed belt wheel 1 is involved here. For attachment to the flange of the ball screw nut serve the axial openings 7 on the mounting flange 6 of the hub body 2 ,

Vorzugsweise sind der trommelförmige Abschnitt 4 und der Befestigungsflansch 6 des Nabengrundkörpers 2 einstückig ausgebildet. Letzterer ist beispielsweise ein Gussteil oder ein topfartiges Tiefziehteil.Preferably, the drum-shaped portion 4 and the mounting flange 6 of the hub body 2 integrally formed. The latter is, for example, a casting or a pot-shaped deep-drawn part.

Prinzipiell ist es möglich, den Nabengrundkörper 2 aus Stahl zu fertigen. Zur weiteren Gewichtseinsparung ist der Nabengrundkörper 2 jedoch bevorzugt aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere einer Aluminiumlegierung oder einer Magnesiumlegierung hergestellt. Möglich sind auch andere Werkstoffe wie z. B. Faserverbundwerkstoffe mit einem geringen Gewicht in der Größenordnung der vorstehend genannten Legierungen, das heißt von weniger als 2,7 g/cm³. Gleichwohl gewährleistet der Nabengrundkörper 2 jedoch in jedem Fall die strukturelle Steifigkeit des Bauteils, während die Duroplastverzahnung 3 neben einer hohen Verzahnungsgenauigkeit für eine hohe Laufruhe und geringe Geräuschemissionen sorgt. Zudem kann die Duroplastverzahnung 3 selbstschmierend ausgebildet sein.In principle, it is possible, the hub body 2 made of steel. To further reduce weight is the hub body 2 but preferably made of a light metal alloy, in particular an aluminum alloy or a magnesium alloy. Possible are other materials such. B. fiber composites with a low weight in the order of the above alloys, that is, of less than 2.7 g / cm ³ . Nevertheless, the hub body ensures 2 however, in any case, the structural rigidity of the component, while the thermoset toothing 3 In addition to a high gear accuracy ensures a smooth running and low noise emissions. In addition, the Duroplastverzahnung 3 be designed self-lubricating.

Für das in den 1 und 2 dargestellte Zahnriemenrad 1 ergibt sich gegenüber einem gesinterten Zahnriemenrad gleicher Abmessungen bei Einsatz eines Nabengrundkörpers aus Leichtmetall eine Gewichtsverminderung um 60 bis 70 Prozent.For that in the 1 and 2 illustrated toothed belt wheel 1 results in a weight reduction of 60 to 70 percent compared to a sintered timing belt of the same dimensions when using a hub body made of light metal.

Da lediglich die Verzahnung 3 selbst aus einem Duroplast hergestellt wird, sind Formänderungseffekte durch Schwindung oder Wasseraufnahme ohne nennenswerten Einfluss auf die Verahnungsgenauigkeit. Es ist jedoch von Vorteil, wenn der Nabengrundkörper 2 und die Verzahnung 3 einen im Wesentlichen gleichen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Dies ist beispielsweise bei Nabengrundkörpern 2 aus einer Aluminiumlegierung der Fall, auf die eine Verzahnung 3 aus Vyncolit aufgebracht ist.Because only the gearing 3 itself is made of a thermoset, shape change effects due to shrinkage or water absorption without appreciable influence on the Bewahnungsgenauigkeit. However, it is advantageous if the hub body 2 and the gearing 3 have a substantially same linear thermal expansion coefficient. This is for example with hub bodies 2 made of an aluminum alloy of the case on which a gearing 3 made of Vyncolit.

3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel in Form einer abgewandelten Ausführungsform, bei der an dem Zahnriemenrad 1' zusätzlich eine Bordscheibe 8' vorgesehen ist. Ansonsten entspricht das Zahnriemenrad 1' nach 3 dem vorstehend erläuterten ersten Ausführungsbeispiel. 3 shows a second embodiment in the form of a modified embodiment, in which on the toothed belt wheel 1' additionally a flanged wheel 8th' is provided. Otherwise corresponds to the toothed belt wheel 1' to 3 the above-explained first embodiment.

Die Bordscheibe 8', die neben der Verzahnung 3' angeordnet ist und ein Verrutschen des Zahnriemens verhindern soll, ist vorzugsweise aus einem Kunststoff hergestellt. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Bordscheibe 8' und die Verzahnung 3' aus dem gleichen Material. Beide sind zudem miteinander verbunden. Bei der Herstellung werden diese gemeinsam an den vorgefertigten Nabengrundkörper 2' angespritzt.The flanged wheel 8th' , in addition to the gearing 3 ' is arranged to prevent slipping of the belt, is preferably made of a plastic. In the embodiment shown here, the flanged wheel exist 8th' and the gearing 3 ' from the same material. Both are also connected. In the production of these are common to the prefabricated hub body 2 ' molded.

In Abwandlung hiervon kann die Bordscheibe 8' jedoch auch aus einem anderen Material als die Verzahnung 3 hergestellt werden.In a modification of this, the flanged wheel 8th' but also from a different material than the gearing 3 getting produced.

Auch kann die Bordscheibe 8' separat von der Verzahnung 3' an dem Nabengrundkörper 2' angeordnet sein.Also, the flange can 8th' separately from the gearing 3 ' on the hub body 2 ' be arranged.

Möglich ist weiterhin die Ausbildung eines entsprechenden radialen Vorsprungs an dem Nabengrundkörper 2' als Bordscheibe. Schließlich kann die Bordscheibe auch in herkömmlicher Art und Weise an den Nabengrundkörper 2' angeschweißt oder angeklemmt werden.It is also possible to form a corresponding radial projection on the hub body 2 ' as flange. Finally, the flange can also in a conventional manner to the hub body 2 ' welded or clamped.

Das in 4 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel zeigt ein Zahnriemenrad 11 einer elektromechanischen Lenkung. Das Zahnriemenrad 11 ist Teil eines Zahnriementriebs zur Übertragung der Antriebskraft eines Elektromotors an einen mit einer Zahnstange in Eingriff befindlichen Kugelgewindetrieb. Der Zahnriementrieb ist justierungsfrei ausgebildet und erfordert daher eine hohe Maß- und Lagegenauigkeit der Verzahnung. Zu diesem Zweck ist das Zahnriemenrad 11 mit einem Nabengrundkörper 12 und einer Verzahnung 13 zweiteilig ausgebildet und an einem Flansch des Kugelgewindetriebs bzw. an einer Kugelgewindemutter desselben radial zentriert. Die radiale Dicke der Verzahnung 13 ist hierbei kleiner als die eines unter gleichen Bedingungen eingesetzten und aus gleichem Werkstoff gefertigten Zahnrades.This in 4 illustrated third embodiment shows a toothed belt 11 an electromechanical steering. The toothed belt wheel 11 is part of a toothed belt drive for transmitting the driving force of an electric motor to a ball screw engaged with a rack. The toothed belt drive is designed without adjustment and therefore requires a high dimensional and positional accuracy of the toothing. For this purpose, the toothed belt wheel 11 with a hub body 12 and a gearing 13 formed in two parts and radially centered on a flange of the ball screw or a ball screw nut thereof. The radial thickness of the toothing 13 This is smaller than that of a gear used under the same conditions and made of the same material.

Das Zahnriemenrad 11 des dritten Ausführungsbeispiels entspricht in seiner Ausgestaltung dem ersten Ausführungsbeispiel und kann wie oben bereits erläutert abgewandelt werden.The toothed belt wheel 11 of the third embodiment corresponds in its embodiment to the first embodiment and can be modified as already explained above.

Insbesondere umfasst das Zahnriemenrad 11 des dritten Ausführungsbeispiels einen Nabengrundkörper 2 mit einem trommelförmigen Abschnitt 14, an den ein sich im Wesentlichen radial erstreckender Befestigungsflansch 16 anschließt. Die Verzahnung 13 ist an den Außenumfang 15 des trommelförmigen Abschnitts 14 angespritzt.In particular, the toothed belt wheel comprises 11 of the third embodiment, a hub body 2 with a drum-shaped section 14 to which a substantially radially extending mounting flange 16 followed. The gearing 13 is on the outer circumference 15 of the drum-shaped section 14 molded.

Der trommelförmige Abschnitt 14 und der Befestigungsflansch 16 bilden eine Glocke, die es gestattet, die Verzahnung 13 radial um die Kugelgewindemutter herum anzuordnen und gleichzeitig den Nabengrundkörper 12 axial an dieser zu befestigen. Hierzu sind an dem scheibenförmigen Befestigungsflansch 16 entsprechende axiale Befestigungsöffnungen 17 sowie eine Mittenöffnung 20 ausgebildet.The drum-shaped section 14 and the mounting flange 16 form a bell, which allows the gearing 13 to arrange radially around the ball screw nut and at the same time the hub body 12 axially attach to this. These are on the disc-shaped mounting flange 16 corresponding axial mounting holes 17 and a center opening 20 educated.

Zur radialen Zentrierung des Nabengrundkörpers 12 an der Kugelgewindemutter dient ein an dessen Innenumfang vorgesehener Zentriersitz 19. Dieser wird durch eine Ringfläche im Übergang zwischen dem trommelförmigen Abschnitt 14 und dem Befestigungsflansch 16 gebildet.For radial centering of the hub body 12 on the ball screw nut is provided on the inner circumference provided centering seat 19 , This is through an annular surface in the transition between the drum-shaped section 14 and the mounting flange 16 educated.

Da Kunststoffe beim Erkalten stark Schwinden und das genaue Schwindmaß nur sehr schwer beherrschbar ist, sind solche bei Bauteilen, welche eine sehr hohe Maßgenauigkeit aufweisen müssen, nicht ohne weiteres einsetzbar. Bei herkömmlichen Zahnriementrieben ist in aller Regel ein Spannmechanismus vorgesehen oder es kommt auf eine sehr exakte Führung des Riemens und die Einhaltung der Riemenkräfte in einem engen Toleranzband nicht an. In einem justierfreien Zahnriementrieb einer elektro-mechanischen Lenkung sind Riemenräder aus Kunststoff ohne besondere Zusatzmaßnahmen folglich nicht einsetzbar.There When cooling, plastics shrink considerably and the exact shrinkage only very much is difficult to control, are those of components, which a very high dimensional accuracy must not have readily usable. In conventional toothed belt drives As a rule, a clamping mechanism is provided or it comes on a very precise guide the belt and the compliance of the belt forces in a tight tolerance band not on. In an adjustment-free toothed belt drive of an electro-mechanical Steering are pulleys made of plastic without special additional measures therefore not applicable.

Um dies dennoch zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Schwindmaß im Bereich des Zentriersitzes 19 genau zu kontrollieren. Bei dem in 4 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel ist der Nabengrundkörper 12 als Kunststoffspritzgussteil hergestellt, das an seinem Innenumfang einen Abschnitt mit einem mittels einer Schrumpflehre herstellbaren Zentriersitz 19 ausbildet.In order nevertheless to make this possible, the shrinkage dimension in the region of the centering seat is proposed according to the invention 19 to control exactly. At the in 4 illustrated third embodiment, the hub body 12 manufactured as a plastic injection molded part, which on its inner circumference a portion with a producible by means of a shrinkage centering seat 19 formed.

Dazu wird, wie in 5 dargestellt, der Nabengrundkörper 12 an einen Dorn D angespritzt, welcher die Abmessungen des Zentriersitzes 19 festlegt. Nach dem Erkalten und Schwinden des Nabengrundkörpers 12 wird der Dorn D von diesem entfernt. Im Anlagebereich des Dorns D bleibt der gewünschte Durchmesser erhalten. Maßabweichungen am Außenumfang des trommelförmigen Abschnitts 4 sind hierbei unproblematisch, da die Verzahnung 13 in einem nachfolgenden Schritt, d.h. nach erfolgter Schwindung des Nabengrundkörpers 12 angespritzt wird. Etwaige Maßabweichungen des trommelförmigen Abschnitts 4 werden folglich beim Anspritzen der Verahnung 13 ausgeglichen. Zwar schwindet auch der Duroplast-Kunststoff der aufgespritzten Verzahnung 13. Durch die geringe. radiale Dicke der Verahnung 13 wird die hierbei auftretende radiale Schwindung durch den trommelförmigen Abschnitt 14 behindert und ist so gering, dass die erzielbare Maßgenauigkeit für den Einsatz in einer elektro-mechanischen Lenkung mit justierfreiem Riementrieb ausreichend ist.This will, as in 5 shown, the hub body 12 molded onto a mandrel D, which measures the dimensions of the centering seat 19 sets. After cooling and shrinking of the hub body 12 the mandrel D is removed from this. In the contact area of the mandrel D, the desired diameter is maintained. Dimensional deviations on the outer circumference of the drum-shaped section 4 are unproblematic, because the teeth 13 in a subsequent step, ie after the shrinkage of the hub body 12 is injected. Any dimensional deviations of the drum-shaped section 4 are therefore when injecting the warning 13 balanced. Although the thermosetting plastic of the sprayed-on toothing is disappearing 13 , By the low. radial thickness of the forehearth 13 is the radial shrinkage occurring through the drum-shaped section 14 obstructed and is so low that the achievable dimensional accuracy is sufficient for use in an electro-mechanical steering with adjustment-free belt drive.

Die Zahnriemenscheibe 11 kann wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer Bordscheibe 18 ausgebildet werden. In Abwandlung zu 3 kann die mit der Verzahnung 13 einstückig angeformte Bordscheibe 18 die Stirnseite des Nabengrundkörpers 12 teilweise oder vollständig überlappen.The toothed belt pulley 11 can, as in the second embodiment with a flanged wheel 18 be formed. In modification to 3 can do with the gearing 13 integrally formed flange 18 the front of the hub body 12 partially or completely overlap.

6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel in Form einer abgewandelten Ausführungsform zu dem in 4 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel. Gleiche Elemente sind entsprechend mit gleichen Bezugszeichen versehen. 6 shows a fourth embodiment in the form of a modified embodiment of the in 4 illustrated third embodiment. Like elements are correspondingly provided with the same reference numerals.

Im Unterschied zu dem dritten Ausführungsbeispiel wird der Zentriersitz 19' hierbei durch einen metallischen Ring 21' gebildet. Dieser ist in den aus Kunststoff gefertigten Nabengrundkörper 12' eingebettet. Der metallische Ring 21' ist im Übergangsbereich zwischen dem trommelförmigen Abschnitt 14' und dem Befestigungsflansch 16' des Nabengrundkörpers 12' angeordnet. Im Einbauzustand an einem Zahnriementrieb einer elektro-mechanischen Lenkung ist dieser Ring 21' mit seinem Innenumfang an einer Kugelgewindemutter zentriert.In contrast to the third embodiment, the centering seat 19 ' in this case by a metallic ring 21 ' educated. This is in the hub made of plastic hub body 12 ' embedded. The metallic ring 21 ' is in the transition area between the drum-shaped section 14 ' and the mounting flange 16 ' of the hub body 12 ' arranged. When installed on a toothed belt drive an electro-mechanical steering this ring 21 ' with its inner circumference centered on a ball screw nut.

Bei der Herstellung des Nabengrundkörpers 12' wird zunächst der den Zentriersitz 19' aufweisende metallische Ring 21' in eine den Nabengrundkörper 12' abbildende Spritzgussform eingebracht und an diesen Kunststoff angespritzt, wobei der Zentriersitz 19' am Innenumfang frei bleibt. Bei einem Erkalten und Schwinden des Nabengrundkörpers 12' bleibt der Zentriersitz 19' in seiner Abmessung erhalten. Anschließend wird in einem weiteren Schritt eine Duroplastverzahnung 13' auf den Nabengrundkörper 12' bzw. einen trommelförmigen Abschnitt 14' desselben aufgebracht, insbesondere aufgespritzt. Auf diese Weise lassen sich trotz Verwendung von schwindfähigem Kunststoff an einem Riemenrad die für einen justierfreien Riementrieb wesentlichen Abmessungen mit hoher Maßgenauigkeit herstellen, so dass dieser in einer elektro-mechanischen Lenkung eingesetzt werden kann.In the manufacture of the hub body 12 ' First, the centering seat 19 ' having metallic ring 21 ' in a hub body 12 ' introduced imaging injection mold and molded onto this plastic, wherein the centering seat 19 ' remains free on the inner circumference. Upon cooling and shrinkage of the hub body 12 ' remains the centering seat 19 ' obtained in its dimension. Subsequently, in a further step, a Duroplastverzahnung 13 ' on the hub body 12 ' or a drum-shaped section 14 ' the same applied, in particular sprayed. On the se manner can be produced with high dimensional accuracy despite the use of shrinkable plastic on a pulley essential for an adjustment-free belt drive dimensions, so that it can be used in an electro-mechanical steering.

Der Nabengrundkörper 12 bzw. 12' und die Verzahnung 13 bzw. 13' können insbesondere auch aus dem aus dem gleichen Kunststoffwerkstoff hergestellt sein.The hub body 12 respectively. 12 ' and the gearing 13 respectively. 13 ' may in particular also be made of the same plastic material.

1, 1'1, 1': Zahnriemenradtoothed belt
2, 2'2, 2 ': NabengrundkörperHub body
3, 3'3, 3 ': Verzahnunggearing
4, 4'4, 4 ': trommelförmige Abschnittdrum-shaped section
5, 5'5, 5 ': Außenumfangouter periphery
6, 6'6 6 ': Befestigungsflanschmounting flange
7, 7'7, 7 ': axiale Befestigungsöffnungaxial fastening opening
8'8th': Bordscheibeflanged wheel
9, 9'9 9 ': Zentriersitzcentering
11, 11'11 11 ': Zahnriemenradtoothed belt
12, 12'12 12 ': NabengrundkörperHub body
13, 13'13 13 ': Verzahnunggearing
14, 14'14 14 ': trommelförmige Abschnittdrum-shaped section
15, 15'15 15 ': Außenumfangouter periphery
16, 16'16 16 ': Befestigungsflanschmounting flange
17, 17'17 17 ': axiale Befestigungsöffnungaxial fastening opening
18, 18'18 18 ': Bordscheibeflanged wheel
19, 19'19 19 ': Zentriersitzcentering
20, 20'20 20 ': Mittelöffnungcenter opening
21'21 ': metallischer Ringmetallic ring
DD: Dorn bzw. Schrumpflehremandrel or shrinkage gauge

Claims

A toothed belt wheel for a toothed belt drive of a motor vehicle, comprising a hub body ( 2 . 2 ' . 12 . 1.2 ') with a drum-shaped section ( 4 ; 4 ' . 14 . 14 ' ) and one on the outer circumference ( 5 . 5 ' . 15 . 15 ' ) of the drum-shaped section ( 4 ; 4 ' . 14 . 14 ' ) sprayed toothing ( 3 . 3 ' . 13 . 13 ' ) made of a thermosetting plastic.

Toothed belt wheel according to claim 1, characterized in that the toothing ( 3 . 3 ' . 13 . 13 ' ) is made of a thermoset based on phenolic resin.

Toothed belt wheel according to claim 1, characterized in that the toothing ( 3 . 3 ' . 13 . 13 ' ) is made of a thermoset based on epoxy resin.

Toothed belt wheel according to one of claims 1 to 3, characterized in that a flange ( 8th' . 18 . 18 ' ) of a thermoset on the hub body ( 2 ' . 12 . 12 ' ) is provided in addition to the teeth.

Toothed belt wheel according to claim 4, characterized in that the flange ( 8th' . 18 . 18 ' ) and the gearing ( 3 ' . 13 . 13 ' ) consist of the same material.

Toothed belt wheel according to claim 4 or 5, characterized in that the flange ( 8th' ) and the gearing ( 3 ' ) are interconnected.

Toothed belt wheel according to one of claims 1 to 6, characterized in that the hub body ( 2 . 2 ' . 12 . 12 ' ) and the gearing ( 3 . 3 ' . 13 . 13 ' ) have a substantially same linear thermal expansion coefficient.

Toothed belt wheel according to one of claims 1 to 7, characterized in that the outer circumference ( 5 . 5 ' ) of the drum-shaped section ( 4 . 4 ' ) the largest diameter at the hub body ( 2 . 2 ' ).

Toothed belt wheel according to one of claims 1 to 8, characterized in that the hub body ( 2 . 2 ' . 12 . 12 ' ) a mounting flange ( 6 . 6 ' . 16 . 16 ' ), which outside the wrap of the toothing ( 3 . 3 ' . 13 . 13 ' ) lies.

Toothed belt wheel according to one of claims 1 to 9, characterized in that a flange for a Timing belt is formed integrally with the hub body.

Toothed belt wheel according to one of claims 1 to 10, characterized in that the hub body ( 2 . 2 ' . 12 . 12 ' ) is made of a material having a specific gravity of less than 2.7 g / cm ³ .

Toothed belt wheel according to one of claims 1 to 10, characterized in that the hub body ( 2 . 2 ' ) is made of a light metal alloy.

Toothed belt wheel according to one of claims 1 to 12, characterized in that the hub body ( 2 . 2 ' ) is a casting.

Toothed belt wheel according to one of claims 1 to 13, characterized in that the hub body ( 2 . 2 ' ) is a deep-drawn part.

Toothed belt wheel according to one of claims 1 to 11, characterized in that the hub body ( 12 ) is produced as a plastic injection-molded part, which has on its inner circumference a section with a centering seat (which can be produced by means of a shrinkage gauge) (US Pat. 19 ) trains.

Toothed belt wheel according to claim 15, characterized in that the centering seat ( 19 ) in the transition region between the drum-shaped section ( 14 ) and a mounting flange ( 16 ) of the hub body ( 12 ) is arranged.

Toothed belt wheel according to one of claims 1 to 11, characterized in that the hub body ( 12 ' ) is produced as a plastic injection molded part into which a metallic ring ( 21 ' ) is embedded, which has on its inner circumference a centering seat ( 19 ' ) trains.

Toothed belt wheel according to claim 17, characterized in that the metallic ring ( 21 ' ) in the transition region between the drum-shaped section ( 14 ' ) and a mounting flange ( 16 ' ) of the hub body ( 12 ' ) is arranged.

Toothed belt wheel according to one of claims 15 to 18, characterized in that the hub body ( 12 . 12 ' ) and the gearing ( 13 . 13 ' ) are made of the same material.

Method for producing a toothed belt wheel for a toothed belt drive of a motor vehicle, wherein the toothed belt wheel ( 11 ) a hub body ( 12 ) and one on the outer circumference ( 15 ) of the hub body ( 12 ) applied toothing ( 13 ) of a duroplastic and the hub body ( 12 ) a centering seat ( 19 ), wherein the hub body ( 12 ) is injection-molded onto a mandrel (D), which measures the dimensions of the centering seat ( 19 ), after a cooling and shrinkage of the hub body ( 12 ) the mandrel (D) is removed from this, and in a further step, the gearing ( 13 ) on the hub body ( 12 ) is applied.

Method for producing a toothed belt wheel for a toothed belt drive of a motor vehicle, wherein the toothed belt wheel has a hub body ( 12 ' ) and one on the outer circumference ( 15 ' ) of the hub body ( 12 ' ) applied toothing ( 13 ) of a duroplastic and the hub body ( 12 ' ) a centering seat ( 19 ' ), wherein a centering seat ( 19 ' ) having metallic ring ( 21 ' ) in a hub body ( 12 ' ) injection molding mold is introduced and molded onto this plastic, and after cooling and shrinkage of the hub body ( 12 ' ) in a further step, the gearing ( 13 ' ) on the hub body ( 12 ' ) is applied.

A method according to claim 20 or 21, characterized in that the toothing ( 13 . 13 ' ) to the hub body ( 12 . 12 ' ) is injected.

Toothed belt wheel according to one of claims 20 to 22, characterized in that the hub body ( 12 . 12 ' ) and the gearing ( 13 . 13 ' ) are made of the same material.

An electromechanical vehicle steering system comprising a toothed belt drive for transmitting the driving force of an electric motor to a rack-engaging ball screw, said toothed belt driving a toothed pulley ( 1 . 1' . 11 . 11 ' ) according to one of the preceding claims, the toothed belt drive is formed without adjustment, and the hub body ( 2 . 2 ' . 12 . 12 ' ) of the toothed belt wheel ( 1 . 1' . 11 . 11 ' ) is radially centered on a flange of the ball screw.