Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Schneckengetriebeeinheit,
die die im gegenseitigen Eingriff stehende Schneckenwelle und das
Schneckenrad umfasst und ihr Herstellungsverfahren, und insbesondere
auf eine Schneckengetriebeeinheit vom Niemann-Typ und ihr Herstellungsverfahren.
Die Schneckengetriebeeinheit vom Niemann-Typ umfasst eine Schneckenwelle
und ein Schneckenrad vom Niemann-Typ.The
The present invention generally relates to a worm gear unit,
the intermeshing worm shaft and the
Worm wheel includes and its manufacturing process, and in particular
to a Niemann type worm gear unit and its manufacturing method.
The Niemann type worm gear unit comprises a worm shaft
and a Niemann-type worm wheel.
Verschiedene
Schneckengetriebeeinheiten sind bisher entwickelt worden und für
die praktische Anwendung, insbesondere auf dem Gebiet der Kraftfahrzeuge,
eingesetzt worden. Die Schneckengetriebeeinheit wird manchmal "Schneckengetriebe"
genannt.Various
Worm gear units have been developed and for
the practical application, in particular in the field of motor vehicles,
been used. The worm gear unit is sometimes called "worm gear"
called.
Eine
von diesen Einheiten ist in der japanischen
offengelegten Gebrauchsmusteranmeldung (Jikkaihei) 4-56250 offenbart.
Die in der Veröffentlichung dargestellte Schneckengetriebeeinheit
bzw. Schneckengetriebe ist vom Niemann-Typ, das eine Schneckenwelle
und ein Schneckenrad vom Niemann-Typ aufweist, die funktionsfähig
eingerückt werden oder bei Anwendung in Eingriff sind.
Die Schneckenwelle und das Schneckenrad von diesem Typ weisen bogenförmige
fortlaufende Rippen (oder schneckenförmigen Zahnkamm) und
entsprechende bogenförmige Zähne auf. Infolge
der Eigenschaft dieses Niemann-Typs weisen die fortlaufenden Rippen und
die Zähne des Schneckengetriebes eine größere Zahnbreite
auf, und somit können die fortlaufenden Rippen und Zähne
des Schneckengetriebes des Niemann-Typs eine verbesserte mechanische
Festigkeit aufweisen.One of these units is in the Japanese Laid-Open Utility Model Application (Jikkaihei) 4-56250 disclosed. The worm gear unit disclosed in the publication is of the Niemann type having a worm shaft and a Niemann type worm wheel which are operatively engaged or engaged in use. The worm shaft and worm wheel of this type have arcuate continuous ribs (or helical tooth comb) and corresponding arcuate teeth. Due to the nature of this Niemann type, the continuous ribs and teeth of the worm gear have a larger tooth width, and thus the continuous ribs and teeth of the Niemann type worm gear can have improved mechanical strength.
Jedoch
sind die Schneckenwelle und das Schneckenrad dieses Niemann-Typs
in der Anordnung und Form kompliziert, und somit erfordert die Herstellung
dieser Welle und des Rades eine sehr fortgeschrittene Gewindeschneidtechnik,
und somit wurden teue re Produkte der Schneckengetriebe hervorgerufen.however
are the worm shaft and the worm wheel of this Niemann type
complicated in the arrangement and shape, and thus requires the production
this shaft and the wheel a very advanced threading technique,
and thus te re products of the worm gear were caused.
Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schneckengetriebe
vom Niemann-Typ zu schaffen, das eine zufriedenstellende mechanische Festigkeit
aufweist und ohne dass eine sehr fortgeschrittene Gewindeschneidtechnik
erforderlich ist, hergestellt werden kann.It
is therefore an object of the present invention, a worm gear
of the Niemann type, which has a satisfactory mechanical strength
and without requiring a very advanced threading technique
is required, can be produced.
Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren
für dieses Schneckengetriebe zu schaffen.It
Another object of the present invention is a production process
to create for this worm gear.
Die
Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen
Ansprüche 1, 9 bzw. 15. Die Unteransprüche haben
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.The
Solving this task is done by the features of independent
Claims 1, 9 and 15. The subclaims have
advantageous developments of the invention to the content.
Gemäß einer
ersten Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ein Schneckengetriebe
geschaffen, das Folgendes aufweist: ein Schneckenrad mit gleich
beabstandeten Zähnen, wobei jeder Zahn des Schneckenrades
an jeder Seite eine runde konvexe Außenfläche
aufweist, und jede Nut, die durch zwei benachbarte Zähne
des Schneckenrads definiert ist, einen gebogenen Boden mit einem
ersten Kurvenradius aufweist; und eine Schneckenwelle mit einem schneckenförmigen
Zahnkamm, der an jeder Seite eine runde konkave Außenfläche
aufweist, wobei der schneckenförmige Zahnkamm mit den Zähnen
des Schneckenrads in Eingriff steht und einen zweiten Kurvenradius
aufweist, der kleiner als der erste Kurvenradius ist, wobei ein
Eingriff zwischen jedem Zahn des Schneckenrads und dem schneckenförmigen Zahnkamm
der Schneckenwelle durch eine erste Charakteristiklinie dargestellt
wird, die in einem Charakteristik-Schaubild beschrieben ist, das
ein Verhältnis zwischen einer zulässigen Abweichung
der maximalen Eingriffsposition der Schneckenwelle in axialer Richtung
bezüglich des Schneckenrads und ein Radiusverhältnis zwischen
dem ersten Kurvenradius und dem zweiten Kurvenradius darstellt,
wobei ein Eingriff zwischen jedem Zahn eines Referenz-Schneckenrads
und einem schneckenförmigen Zahnkamm einer Referenz-Schneckenwelle
durch eine zweite Charakteristiklinie dargestellt wird, die im Charakteristik-Schaubild
beschrieben ist, wobei jeder Zahn des Referenz-Schneckenrads an
jeder Seite eine ebene Außenfläche und der schneckenförmige Zahnkamm
der Referenz-Schneckenwelle an jeder Seite eine ebene Außenfläche
aufweisen; wobei sich die erste Charakteristiklinie und die zweite
Charakteristiklinie im Charakteristik-Schaubild in einem vorgegebenen
Punkt schneiden; und wobei der Eingriff zwischen jedem Zahn des
Schneckenrads und des schneckenförmigen Zahnkamms der Schneckenwelle
durch einen Teil der ersten Charakteristiklinie erfüllt wird,
die gezeichnet wird, wenn das Radiusverhältnis gleich oder
größer als ein vorbestimmter Wert ist, der den
vorgegebenen Schnittpunkt der ersten und zweiten Charakteristiklinien
bezeichnet oder ihm entspricht.According to one
The first object of the present invention is a worm gear
created, comprising: a worm wheel with the same
spaced teeth, each tooth of the worm wheel
on each side a round convex outer surface
and each groove through two adjacent teeth
of the worm wheel is defined, a curved bottom with a
first curve radius has; and a worm shaft with a helical shape
Tooth comb, which has a round concave outer surface on each side
having the snail-shaped tooth comb with the teeth
of the worm wheel is engaged and a second turning radius
which is smaller than the first curve radius, wherein a
Engagement between each tooth of the worm wheel and the helical tooth comb
the worm shaft represented by a first characteristic line
which is described in a characteristic diagram, the
a ratio between a permissible deviation
the maximum engagement position of the worm shaft in the axial direction
with respect to the worm wheel and a radius ratio between
represents the first curve radius and the second curve radius,
wherein an engagement between each tooth of a reference worm wheel
and a helical tooth comb of a reference worm shaft
represented by a second characteristic line shown in the characteristic diagram
with each tooth of the reference worm wheel on
each side a flat outer surface and the snail-shaped tooth comb
the reference worm shaft on each side a flat outer surface
exhibit; wherein the first characteristic line and the second
Characteristic line in the characteristic diagram in a given one
Cut point; and wherein the engagement between each tooth of the
Worm wheel and the helical tooth crest of the worm shaft
is fulfilled by a part of the first characteristic line,
which is drawn when the radius ratio is equal to or
is greater than a predetermined value that the
predetermined intersection of the first and second characteristic lines
designated or corresponds to it.
Gemäß eines
zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Herstellungsverfahren
eines Schneckenrads vorgesehen, das mit einer Schneckenwelle in
Eingriff ist, wobei die Schneckenwelle einen schneckenförmigen
Zahnkamm aufweist, der an jeder Seite eine runde konkave Außenfläche
aufweist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erstellen eines
ringförmigen Plattenzuschnitts bzw. -rohlings; und Schneiden
eines zylindrischen Umfangsbereichs des ringförmigen Plattenzuschnitts, um
gleich beabstandete Zähne herzustellen, wobei jeder von
ihnen an jeder Seite eine runde konvexe Außenfläche
aufweist, wobei die runde konvexe Außenfläche
ausgebildet wird, um genau mit der runden konkaven Außenfläche
des schneckenförmigen Zahnkamms der Schneckenwelle bei
genauer Kopplung zwischen der Schneckenwelle und dem Schneckenrad
in Eingriff zu sein, wobei ein Kurvenradius eines gebogenen Bodens
von jeder Nut, die durch zwei benachbarte Zähne des Schneckenrades
definiert ist, größer als ein Kurvenradius des
schneckenförmigen Zahnkamms der Schneckenwelle ist.According to a second aspect of the present invention there is provided a method of manufacturing a worm wheel engaging a worm shaft, the worm shaft having a helical tooth comb having a round concave outer surface on each side, the method comprising: forming an annular plate blank or blanks; and cutting a cylindrical peripheral portion of the annular plate blank to make evenly spaced teeth, each of which has a round convex outer surface on each side, the round convex outer surface surface is formed to exactly engage with the round concave outer surface of the worm-toothed crest of the worm shaft with precise coupling between the worm shaft and the worm wheel, wherein a curvature radius of a curved bottom of each groove defined by two adjacent teeth of the worm wheel; is greater than a radius of curvature of the helical tooth comb of the worm shaft.
Gemäß eines
dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Herstellungsverfahren
einer Schneckenwelle mit einem schneckenförmigen Zahnkamm
vorgesehen, der an jeder Seite eine runde konvexe Außenfläche
aufweist, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Erstellen eines
zylindrischen Zuschnitts der Schneckenwelle; Schneiden einer Außenfläche
des zylindrischen Zuschnitts, um den schneckenförmigen
Zahnkamm zu bilden, wodurch eine halbfertige Schneckenwelle hergestellt
wird; und Anwenden einer Oberflächenendbearbeitung auf
die halbfertige Schneckenwelle ohne Anwendung einer Wärmebehandlung.According to one
Third aspect of the present invention is a manufacturing method
a worm shaft with a helical tooth comb
provided, on each side a round convex outer surface
, the method comprising: creating a
cylindrical cut of the worm shaft; Cutting an outer surface
of the cylindrical blank to the helical
To form tooth comb, creating a semi-finished worm shaft
becomes; and applying a surface finish
the half-finished worm shaft without application of a heat treatment.
Weitere
Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand
der beigefügten Zeichnung. Darin zeigt:Further
Details, advantages and features of the present invention result
from the following description of exemplary embodiments
the attached drawing. It shows:
1 eine
perspektivische Ansicht einer elektrischen Servolenkvorrichtung
eines Kraftfahrzeugs, bei der ein Schneckengetriebe der vorliegenden
Erfindung praktisch angewendet wird; 1 a perspective view of an electric power steering apparatus of a motor vehicle, in which a worm gear of the present invention is practically applied;
2 eine
Teilansicht, die entlang der Linie II-II von 1 aufgenommen
wurde; 2 a partial view along the line II-II of 1 has been recorded;
3 eine
Teilansicht, die entlang der Linie III-III von 1 aufgenommen
wurde; 3 a partial view along the line III-III of 1 has been recorded;
4 eine
perspektivische Ansicht einer Schneckenwelle des Schneckengetriebes
der Erfindung, die in der elektrischen Servolenkvorrichtung von 1 angeordnet
ist; 4 a perspective view of a worm shaft of the worm gear of the invention, which in the electric power steering apparatus of 1 is arranged;
5 eine
vergrößerte Teilansicht eines Teils des schneckenförmigen
Zahnkamms (oder der verlängerten Rippen) der Schneckenwelle,
die entlang der Linie V-V von 4 aufgenommen
wurde; 5 an enlarged partial view of a portion of the worm-shaped toothed ridge (or the extended ribs) of the worm shaft taken along the line VV of 4 has been recorded;
6 eine ähnliche
Ansicht wie 5, die aber eine vergrößerte
Teilansicht eines üblichen Zahnkamms darstellt; 6 a similar view as 5 but showing an enlarged partial view of a conventional tooth comb;
7 eine
teilweise geschnittene Draufsicht eines Schneckenrades des Schneckengetriebes
der vorliegenden Erfindung, die mit der Schneckenwelle von 4 in
Eingriff sein soll; 7 a partially sectioned plan view of a worm wheel of the worm gear of the present invention, with the worm shaft of 4 to be engaged;
8 eine
Teilansicht, die entlang der Linie VIII-VIII von 7 aufgenommen
wurde; 8th a partial view taken along the line VIII-VIII of 7 has been recorded;
9 eine
vergrößerte Teilansicht, die entlang der Linie
IX-IX von 8 aufgenommen wurde; 9 an enlarged partial view taken along the line IX-IX of 8th has been recorded;
10 ein
Schaubild, die eine mechanische Festigkeit (d. h. Fließgrenze)
des Schneckenrades des Getriebes der vorliegenden Erfindung und
die eines üblichen Schneckengetriebes einfach darstellt; 10 FIG. 12 is a graph simply showing a mechanical strength (ie yield stress) of the worm wheel of the transmission of the present invention and that of a conventional worm gear; FIG.
11 eine
vergrößerte Teilansicht, die einen Zustand darstellt,
bei dem die Schneckenwelle und das Schneckenrad des Schneckengetriebes
der Erfindung funktionsfähig eingerückt sind; 11 an enlarged partial view illustrating a state in which the worm shaft and the worm wheel of the worm gear of the invention are operatively engaged;
12 eine
vergrößerte Teilansicht, die die Einzelheit eines
Eingriffs zwischen der Schneckenwelle und dem Schneckenrad des Schneckengetriebes
der Erfindung darstellt; 12 an enlarged partial view illustrating the detail of an engagement between the worm shaft and the worm wheel of the worm gear of the invention;
13A bis 13D sind
Skizzen, die ein Herstellungsverfahren einer Schneckenwelle des Schneckengetriebes
der Erfindung und das einer üblichen Schneckenwelle darstellen; 13A to 13D Fig. 11 are sketches illustrating a manufacturing method of a worm shaft of the worm gear of the invention and that of a conventional worm shaft;
14 ist
eine schematisch dargestellte perspektivische Ansicht des Schneckengetriebes
der vorliegenden Erfindung, die den gegenseitigen Eingriff der Schneckenwelle
und des Schneckenrades darstellt; 14 Fig. 12 is a diagrammatic perspective view of the worm gear of the present invention illustrating the engagement of the worm shaft and the worm gear;
15 ist
ein Schaubild, das ein Verhältnis zwischen einem Eingriffswinkel
und einem Verlust an übertragenem Drehmoment im Falle eines
Schneckengetriebes der vorliegenden Erfindung darstellt; 15 FIG. 12 is a graph illustrating a relationship between an engagement angle and a loss of transmitted torque in the case of a worm gear of the present invention; FIG.
16 ein ähnliches
Schaubild wie 15, das aber das Verhältnis
im Falle eines üblichen Schneckengetriebes darstellt; 16 a similar graph like 15 but representing the ratio in the case of a conventional worm gear;
17 ein
Schaubild, das ein Verhältnis zwischen einem Radiusverhältnis
zwischen einem Krümmungs- bzw. Kurvenradius "R" des Schneckenrads
und einem Kurvenradius "r" der Schneckenwelle und einen zulässigen
maximalen Eingriffswinkel dazwischen darstellt; 17 FIG. 12 is a graph illustrating a relationship between a radius ratio between a radius of curvature "R" of the worm wheel and a turning radius "r" of the worm shaft and a permissible maximum pressure angle therebetween; FIG.
18 ein
Schaubild, das ein Verhältnis zwischen einer Eingriffsposition
und einem Verlust an übertragenem Drehmoment im Falle eines
Schneckengetriebes der vorliegenden Erfindung darstellt; 18 FIG. 12 is a graph illustrating a relationship between an engaged position and a loss of transmitted torque in the case of a worm gear of the present invention; FIG.
19 ein ähnliches
Schaubild wie 18, das aber das Verhältnis
im Falle eines üblichen Schneckengetrie bes darstellt; und 19 a similar graph like 18 but which represents the ratio in the case of a usual Schneckengetrie bes; and
20 ein
Schaubild, das ein Verhältnis zwischen einem Radiusverhältnis
zwischen einem Kurvenradius "R" des Schneckenrads und einem Kurvenradius
"r" der Schneckenwelle und einer zulässigen Abweichung
der maximalen Eingriffsposition darstellt. 20 a graph showing a relationship between a radius ratio between a turning radius "R" of the worm wheel and a turning radius "r" of the worm shaft and a zulässi gene deviation of the maximum engagement position represents.
Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung detailliert anhand der
beigefügten Zeichnung beschrieben.in the
Below, the present invention will be described in detail with reference to FIGS
attached drawing described.
Zum
besseren Verständnis wird die folgende Beschreibung verschiedene,
eine Richtungsangabe darstellende Ausdrücke wie rechts,
links, obere, untere, rechtswärts und der gleichen verwenden.
Jedoch sind diese Ausdrücke nur in Verbindung mit der jeweiligen
Zeichnung oder Zeichnungen, auf denen die entsprechenden Teile der
Elemente dargestellt werden, zu verstehen. In der kompletten Spezifikation
werden im Wesentlichen dieselben Teile oder Bereiche durch dieselben
Bezugsziffern bezeichnet.To the
better understanding, the following description will be different,
a directional phrase like right,
left, upper, lower, right and the same use.
However, these terms are only in connection with the respective ones
Drawing or drawings depicting the corresponding parts of the
Elements to be represented to understand. In the complete specification
become substantially the same parts or areas through the same
Reference numerals designates.
Gemäß 1 bis 3 wird
eine elektrische Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs dargestellt,
in der ein Schneckengetriebe der vorliegenden Erfindung praktisch
angeordnet ist.According to 1 to 3 An electric power steering apparatus of a motor vehicle in which a worm gear of the present invention is practically arranged is shown.
Zum
Verdeutlichen des Merkmals des Schneckengetriebes der Erfindung
wird die elektrische Servolenkvorrichtung mit Hilfe von 1 bis 3 kurz
beschrieben.To clarify the feature of the worm gear of the invention, the electric power steering apparatus by means of 1 to 3 briefly described.
Wie
in diesen Zeichnungen, insbesondere in 2 und 3,
dargestellt, weist die elektrische Servolenkvorrichtung ein Motorgehäuse 6,
ein Schneckengehäuse 7, einen Drehmomentsensor 9 und
einen Motor 20 auf.As in these drawings, especially in 2 and 3 , shown, the electric power steering apparatus comprises a motor housing 6 , a snail shell 7 , a torque sensor 9 and a motor 20 on.
Wie
aus 2 ersichtlich, nimmt ein Drehmomentsensorgehäuse 5,
das darin den Drehmomentsensor 9 unterbringt, darin eine
Eingangswelle 1 durch ein Kugellager 15 auf. Obwohl
in der Zeichnung nicht dargestellt, ist die Eingangswelle 1 mit
einem Lenkrad (nicht dargestellt) zum Antreiben desselben, insbesondere
durch einen Fahrer, der das Lenkrad betätigt, verbunden.
Das Schneckengehäuse 7, das mit dem Drehmomentsensorgehäuse 5 verbunden
ist, nimmt darin eine Zahnradwelle 2 durch ein Kugellager 72 auf.How out 2 can be seen, takes a torque sensor housing 5 that in it the torque sensor 9 accommodates, in it an input shaft 1 through a ball bearing 15 on. Although not shown in the drawing, the input shaft 1 with a steering wheel (not shown) for driving the same, in particular by a driver who operates the steering wheel connected. The snail shell 7 that with the torque sensor housing 5 is connected, takes in a gear shaft 2 through a ball bearing 72 on.
Die
Zahnradwelle 2 ist koaxial mit der Eingangswelle 1 durch
eine sogenannte lose Keilverbindung 12 und einem Dreh-
bzw. Torsionsstab 3 verbunden. Es ist zu beachten, dass
infolge der losen Keilverbindung 12 der Zahnradwelle 2 und
Eingangswelle 1 ermöglicht wird, eine leichte
Drehung um die gemeinsame Achse bezüglichen der anderen
in Abhängigkeit einer durch den Torsionsstab 3 erzeugten Kraft
auszuführen.The gear shaft 2 is coaxial with the input shaft 1 by a so-called loose wedge connection 12 and a torsion bar 3 connected. It should be noted that due to the loose wedge connection 12 the gear shaft 2 and input shaft 1 allowing a slight rotation about the common axis relative to the other in response to a torsion bar 3 to execute generated force.
Wie
aus 3 ersichtlich, nimmt das Motorgehäuse 6,
das mit dem Schneckengehäuse 7 verbunden ist,
darin den Motor 20, der ein bürstenloser Typ ist,
auf. Wie aus der Zeichnung ersichtlich wird, erstreckt sich eine
Schneckenwelle 200, das heißt eine Ausgangswelle
des Motors 20, über eine gemeinsame Achse der
Eingangswelle 1 und Zahnradwelle 2.How out 3 can be seen, takes the motor housing 6 that with the snail shell 7 connected, in it the engine 20 who is a brushless guy. As can be seen from the drawing, a worm shaft extends 200 that is an output shaft of the motor 20 , via a common axis of the input shaft 1 and gear shaft 2 ,
Gemäß 2 weist
die Zahnradwelle 2, die koaxial mit der Eingangswelle 1 durch
den Torsionsstab 3 verbunden ist, ein Schneckenrad 100,
das dazu fest angeordnet ist, auf. Wie dargestellt, wird das Schneckenrad 100 in
einem abgestuften Bodenbereich des Schneckengehäuses 7 aufgenommen.According to 2 has the gear shaft 2 coaxial with the input shaft 1 through the torsion bar 3 connected, a worm wheel 100 , which is firmly attached to. As shown, the worm wheel becomes 100 in a stepped bottom area of the screw housing 7 added.
Wie
aus 2 und 3 ersichtlich, wird die Schneckenwelle 200 mit
einem schneckenförmigen Zahnkamm 200a (oder fortlaufenden
Rippen) ausgebildet, der mit gleich beabstandeten Zähnen 100a des
Schneckenrades 100 funktionsfähig eingerückt ist
oder in Eingriff steht.How out 2 and 3 can be seen, the worm shaft 200 with a snail-shaped tooth comb 200a (or continuous ribs) formed with equally spaced teeth 100a of the worm wheel 100 is operatively engaged or engaged.
Wie
aus 2 verständlich wird, wird die Eingangswelle 1 gezwungen,
wenn sie mit einer bestimmten Drehkraft vom Fahrer durch das Lenkrad beaufschlagt
wird, sich um die gemeinsame Achse bezüglich der Zahnradwelle 2 zu
drehen, während der Torsionsstab 3 verdreht wird.
Darauf erfasst der Drehmomentsensor 9 das tatsächlich
auf die Eingangswelle 1 aufgebrachte Drehmoment und sendet ein
entsprechendes Drehmomentsignal aus.How out 2 becomes understandable, the input shaft becomes 1 when forced by a certain torque by the driver through the steering wheel, forced about the common axis with respect to the gear shaft 2 to turn while the torsion bar 3 is twisted. Then the torque sensor detects 9 that actually on the input shaft 1 applied torque and sends a corresponding torque signal.
Wie
in 2 dargestellt, ist das Schneckenrad 100 konzentrisch
und fest mit der Zahnradwelle 2 verbunden und steht mit
der Schneckenwelle 200, die sich senkrecht zur Achse der
Zahnradwelle 2 erstreckt, funktionsfähig in Eingriff.As in 2 shown is the worm wheel 100 concentric and tight with the gear shaft 2 connected and stands with the worm shaft 200 , which is perpendicular to the axis of the gear shaft 2 extends, operatively engaged.
Wie
aus 3 ersichtlich, ist innerhalb des Motorgehäuses 6 eine
Steuer/Regelkreisanordnung 4 eingebaut, die mit einem Mikrocomputer
ausgerüstet ist. Die Steuer/Regelkreisanordnung 4 ist
ausgebildet, um den Betrieb des Motors 20 durch Verarbeitung
vieler zugeführter Informationssignale zu steuern bzw.
regeln, die z. B. ein den Betriebszustand des zugeordneten Kraftfahrzeugs
darstellendes Signal, ein Drehmomentsignal vom Drehmomentsensor 9, etc.,
sind.How out 3 can be seen, is inside the motor housing 6 a control / loop arrangement 4 installed, which is equipped with a microcomputer. The control / loop arrangement 4 is trained to operate the engine 20 to control by processing many supplied information signals, the z. As a the operating state of the associated motor vehicle representing signal, a torque signal from the torque sensor 9 , etc., are.
Wie
aus 2 ersichtlich, ist der Drehzahlsensor 8 nahe
der Schneckenwelle 200 befestigt, um eine Drehzahl der
Schneckenwelle 200 zu erfassen, d. h., die Drehzahl des
Motors 20. Der Drehzahlsensor 8 ist von einem
magnetischen Typ, der zur Erfassung der Drehzahl die Anzahl des
Auftretens einer vorgegebenen Position des schneckenförmigen
Zahnkamms 200a der Schneckenwelle in einer vorgegebenen
Zeit zählt.How out 2 can be seen, the speed sensor 8th near the worm shaft 200 attached to a speed of the worm shaft 200 to capture, ie, the speed of the engine 20 , The speed sensor 8th is of a magnetic type which detects the number of occurrences of a predetermined position of the helical tooth comb for detecting the rotational speed 200a the worm shaft counts in a given time.
Gemäß Punkt 4 wird
die Schneckenwelle 200 mit dem schnecken förmigen
Zahnkamm 200a dargestellt. Die Schneckenwelle 200 wird
aus Metall ausgebildet.According to point 4 becomes the worm shaft 200 with the snail-shaped tooth comb 200a shown. The worm shaft 200 is made of metal.
Es
ist zu beachten, dass in der vorliegenden Erfindung der schneckenförmige
Kammzahn 200a der Schneckenwelle 200 vom Niemann-Typ
ist.It should be noted that in the present invention, the helical comb tooth 200a the worm shaft 200 of the Niemann type.
Das
heißt, wie aus 5 ersichtlich, die eine vergrößerte
Teilansicht eines Teils des schneckenförmigen Zahnkamms 200a ist,
die entlang der Linie V-V von 4 aufgenommen
wurde, dass der schneckenförmige Zahnkamm 200a an
jeder Seite eine runde konkave Außenfläche aufweist,
die durch einen Kreis mit einem Radius von "C" definiert ist. Es ist
zu beachten, dass im Falle einer Schneckenwelle 200' eines
normalen Typs, wie aus 6 ersichtlich, der schneckenförmige
Zahnkamm 200'b an jeder Seite eine ebene Außenfläche
aufweist.That is how out 5 can be seen, which is an enlarged partial view of a portion of the helical tooth comb 200a is that along the line VV of 4 was recorded that the snail-shaped tooth comb 200a on each side has a round concave outer surface defined by a circle of radius "C". It should be noted that in the case of a worm shaft 200 ' of a normal type, like out 6 visible, the snail-shaped tooth comb 200'B has a flat outer surface on each side.
Wie
aus der Zeichnung von 5 und 6 verständlich
wird, wird folglich bei derselben Steigung bzw. Teilung die Breite
"Sf" der Zahnfußhöhe des schneckenförmigen
Zahnkamms 200a vom Niemann-Typ größer
als die Breite "Sf" der Zahnfußhöhe des normalen
schneckenförmigen Zahnkamms 200b, und die Breite
"Sa" der Zahnkopfhöhe 211 des schneckenförmigen
Zahnkamms 200a vom Niemann-Typ kleiner als die Breite "Sa"
der Zahnkopfhöhe des normalen schneckenförmigen
Zahnkamms 200b.As from the drawing of 5 and 6 is understood, therefore, at the same pitch, the width "Sf" of the Zahnfußhöhe the helical tooth comb 200a of the Niemann type larger than the width "Sf" of the tooth root height of the normal helical tooth crest 200b , and the width "Sa" of the tooth head height 211 the snail-shaped tooth comb 200a of the Niemann type smaller than the width "Sa" of the tooth head height of the normal helical tooth crest 200b ,
Wie
im Detail nachstehend beschrieben wird, wird das Oberflächenfinish
der Schneckenwelle 200 durch einen Verformungsablauf hergestellt.
Mit diesem Oberflächenfinishvorgang wird die Außenfläche
des schneckenförmigen Zahnkamms 200a glatt bzw.
gleichmäßig und somit wird eine Außenfläche der
Zähne 100a des Schneckenrades 100, das
mit der Schneckenwelle 200 in Eingriff ist, vor Kratzern geschützt.As described in detail below, the surface finish of the worm shaft becomes 200 produced by a deformation process. With this surface finishing process, the outer surface of the helical tooth comb becomes 200a smooth, and thus becomes an outer surface of the teeth 100a of the worm wheel 100 that with the worm shaft 200 is engaged, protected from scratches.
Gemäß 7 wird
eine teilweise geschnittene Draufsicht des Schneckenrades 100 dargestellt.According to 7 is a partially sectioned plan view of the worm wheel 100 shown.
Das
Schneckenrad 100 umfasst einen gezahnten ringförmigen
Kern 110 aus Metall, der eine Mittelpunktsöffnung
(kein Bezugszeichen) zum Einsetzen der Zahnradwelle 2 (siehe 2)
aufweist, und eine gezahnte ringförmige Abdeckung 120 aus Kunststoff,
die auf dem gezahnten ringförmigen Kern 110 konzentrisch
und fest angeordnet ist, wie dargestellt. Vorzugsweise ist der Kunststoff
für die Abdeckung 120 aus Nylon (Markenname) ohne
verstärkte Fasern, wie z. B. Glasfasern oder dergleichen.
Der gezahnte ringförmige Metallkern 110 kann durch Schneiden
der Zähne aus einer ringförmigen Metallplatte
oder unter Verwendung eines Sinterverfahrens hergestellt werden.The worm wheel 100 comprises a toothed annular core 110 made of metal, which has a center opening (no reference numeral) for inserting the gear shaft 2 (please refer 2 ), and a toothed annular cover 120 made of plastic, on the toothed annular core 110 is arranged concentrically and firmly, as shown. Preferably, the plastic for the cover 120 made of nylon (brand name) without reinforced fibers, such. As glass fibers or the like. The toothed annular metal core 110 can be made by cutting the teeth from an annular metal plate or using a sintering process.
Die
Anordnung des Schneckenrades 100 wird aus den 8 und 9 besser
verständlich. 8 ist eine Teilansicht, die
entlang der Linie VIII-VIII von 7 aufgenommen
wurde, und 9 eine vergrößerte
Teilansicht, die entlang der Linie IX-IX von 8 aufgenommen
wurde.The arrangement of the worm wheel 100 will be out of the 8th and 9 better understandable. 8th is a partial view taken along the line VIII-VIII of 7 was recorded, and 9 an enlarged partial view taken along the line IX-IX of 8th has been recorded.
Wie
aus 9 ersichtlicht, weist jeder Zahn der gezahnten
ringförmigen Kunststoffabdeckung 120 des Schneckenrads 100 an
jeder Seite eine runde konvexe Außenfläche 101 auf,
die ganz genau mit der oben erwähnten runden konkaven Außenfläche des
schneckenförmigen Zahnkamms 200a der Schneckenwelle 200 in
Eingriff ist (siehe 12). Das heißt, das
Schneckenrad 100 und die Schneckenwelle 200 bilden
ein sogenanntes Schneckengetriebe vom Niemann-Typ.How out 9 As can be seen, each tooth of the toothed annular plastic cover 120 of the worm wheel 100 on each side a round convex outer surface 101 on, exactly with the above-mentioned round concave outer surface of the helical tooth comb 200a the worm shaft 200 is engaged (see 12 ). That is, the worm wheel 100 and the worm shaft 200 form a so-called Niemann-type worm gear.
Wie
oben beschrieben, wird die gezahnte ringförmige Abdeckung 120 aus
Nylon (Handelsname) ohne Verstärkungsfasern gebildet, und
somit wird nach dem Eingriff mit der Schneckenwelle 200 die
gezahnte ringförmige Kunststoffabdeckung 120 der
elasti schen Deformation und thermischen Verformung unterzogen, die
das unerwünschte Zahnradspiel des Schneckengetriebes eliminiert
oder zumindest minimiert. Weil außerdem die gezahnte ringförmige
Kunststoffabdeckung 120 keine Verstärkungsfasern
enthält, wird die Außenfläche des schneckenförmigen
Zahnkamms 200a der Schneckenwelle 200 vor Kratzern
geschützt.As described above, the toothed annular cover becomes 120 made of nylon (trade name) without reinforcing fibers, and thus becomes after engagement with the worm shaft 200 the toothed annular plastic cover 120 subjected to the elastic rule deformation and thermal deformation, which eliminates the unwanted gear play of the worm gear, or at least minimized. Because also the toothed annular plastic cover 120 contains no reinforcing fibers, the outer surface of the helical tooth comb 200a the worm shaft 200 protected from scratches.
Wie
aus 9 verständlich wird, kann außerdem
wegen der Festlegung der runden konvexen Außenfläche 101 jeder
Zahn der gezahnten ringförmigen Kunststoffabdeckung 120 des
Schneckenrads 100 eine größere Dicke
aufweisen, die die verbesserte mechanische Festigkeit des Schneckenrads 100 bewirkt.
Es ist somit zu beachten, dass jeder Zahn der gezahnten ringförmigen
Kunststoffabdeckung 120 eine befriedigende mechanische
Festigkeit aufweisen kann, auch wenn sie keine Verstärkungsfasern
enthält.How out 9 can be understood, moreover, because of the definition of the round convex outer surface 101 each tooth of the toothed annular plastic cover 120 of the worm wheel 100 have a greater thickness, the improved mechanical strength of the worm wheel 100 causes. It should therefore be noted that each tooth of the toothed annular plastic cover 120 may have a satisfactory mechanical strength, even if it contains no reinforcing fibers.
Dies
wird sehr gut aus dem Schaubild von 10 verständlich,
in der eine mechanische Festigkeit (nämlich Fließgrenze)
des Schneckenrads 100 und die eines üblichen Schneckenrads
dargestellt sind.This will be very good from the graph of 10 understandable, in the mechanical strength (namely yield point) of the worm wheel 100 and those of a conventional worm wheel are shown.
Wie
aus 9 ersichtlich, wird jeder Zahn 111 des
gezahnten ringförmigen Kerns 110 aus Metall in
einen mittleren Bereich des entsprechenden Zahns der gezahnten ringförmigen
Kunststoffabdeckung 120 hineinragen. Mit dieser Anordnung
wird jegliche Wärme, die im Zahn 100a der gezahnten ringförmigen
Kunststoffabdeckung 120 erzeugt wird, wirksam durch den
gezahnten ringförmigen Kern 110 aus Metall abgestrahlt,
der eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit im
Vergleich zur Kunststoffabdeckung 120 aufweist.How out 9 Obviously, every tooth will 111 of the toothed annular core 110 metal in a central region of the corresponding tooth of the toothed annular plastic cover 120 protrude. With this arrangement, any heat that is in the tooth 100a the toothed annular plastic cover 120 is generated, effectively by the toothed annular core 110 Made of metal, which has excellent thermal conductivity compared to the plastic cover 120 having.
Im
Folgenden wird der Eingriff zwischen dem Schneckenrad 100 und
der Schneckenwelle 200 bezüglich der 11 und 12 zur besseren
Erläuterung der Vorteile erörtert, die das Schneckengetriebe vom
Niemann-Typ der vorliegenden Erfindung, die das Schneckenrad und
die Schneckenwelle 200 aufweist, besitzt.The following is the engagement between the worm wheel 100 and the worm shaft 200 be minus the 11 and 12 to better explain the advantages associated with the Niemann type worm gear of the present invention, the worm wheel and the worm shaft 200 has.
11 ist
eine vergrößerte Teilansicht, die einen Zustand
darstellt, bei dem die Schneckenwelle 200 und das Schneckenrad 100 des
Schneckengetriebes der vorliegenden Erfindung funktionsfähig
in Eingriff stehen, und 12 ist
eine vergrößerte Teilansicht, die die Einzelheit
des Eingriffs zwischen der Schneckenwelle 200 und dem Schneckenrad 100 darstellt. 11 is an enlarged partial view illustrating a state in which the worm shaft 200 and the worm wheel 100 the worm gear of the present invention are operatively engaged, and 12 is an enlarged partial view showing the detail of the engagement between the worm shaft 200 and the worm wheel 100 represents.
Wie
aus diesen Zeichnungen verständlich wird, insbesondere
durch 12, wenn das Schneckenrad 100 und
die Schneckenwelle 200 genau in Eingriff stehen oder angepasst
sind, ist die runde konvexe Außenfläche 101 von
jedem Zahn des Schneckenrads 100 genau und tief bzw. fest
in Kontakt mit der runden konkaven Außenfläche
des schneckenförmigen Zahnkamms 200a der Schneckenwelle 200.
Das heißt, der Kontaktbereich, der zwischen jedem Zahn
des Schneckenrads 100 und des schneckenförmigen
Zahnkamms 200a der Schneckenwelle 200 definiert
wird, ist bemerkenswert größer als der, der zwischen
denen eines üblichen Schneckengetriebes definiert ist.
Somit ist eine Lagerspannung, die im Falle des Schneckengetriebes
gemäß der Erfindung erzeugt wird, im Vergleich mit
dem üblichen Schneckengetriebe ziemlich gering. Somit gibt
es im Fall der Erfindung keinen Bedarf zur Verstärkung
der gezahnten ringförmigen Kunststoffabdeckung 120 mit
Verstärkungsfasern.As will be understood from these drawings, in particular by 12 if the worm wheel 100 and the worm shaft 200 are exactly engaged or adapted, is the round convex outer surface 101 from each tooth of the worm wheel 100 exactly and deeply in contact with the round concave outer surface of the helical tooth comb 200a the worm shaft 200 , That is, the contact area between each tooth of the worm wheel 100 and the snail-shaped tooth comb 200a the worm shaft 200 is significantly larger than that defined between those of a conventional worm gear. Thus, a bearing stress, which is generated in the case of the worm gear according to the invention, compared to the conventional worm gear is quite low. Thus, in the case of the invention, there is no need to reinforce the toothed annular plastic cover 120 with reinforcing fibers.
In 11 wird
ein Kurvenradius, den jede gebogene Nut 102 aufweist, die
zwischen zwei benachbarten Zähnen 100a des Schneckenrads 100 definiert
ist, als Bezugsgröße "R" bezeichnet, und ein Kurvenradius,
den der schneckenförmige Zahnkamm 200a der Schneckenwelle 200 aufweist,
durch die Bezugsgröße "r" bezeichnet. Durch die
Bezugsgröße "D" wird eine Eingriffs zone zwischen
jedem Zahn des Schneckenrads 100 und des schneckenförmigen Zahnkamms 200a der
Schneckenwelle 200 bezeichnet. Wie aus der Zeichnung ersichtlich,
weist die Eingriffszone "D" nach der genauen Kopplung bzw. Verbindung
zwischen dem Schneckenrad 100 und der Schneckenwelle 200 einen
Kurvenradius von "r" auf.In 11 becomes a curve radius that every curved groove 102 that is between two adjacent teeth 100a of the worm wheel 100 is defined as the reference "R", and a radius of curvature of the helical tooth comb 200a the worm shaft 200 denoted by the reference "r". The reference "D" becomes an engaging zone between each tooth of the worm wheel 100 and the snail-shaped tooth comb 200a the worm shaft 200 designated. As can be seen from the drawing, the engagement zone "D" after the exact coupling or connection between the worm wheel 100 and the worm shaft 200 a curve radius of "r".
Es
ist zu beachten, dass in der vorliegenden Erfindung das folgende
Verhältnis zwischen "R" und "r" festgesetzt wird: R > r (1) It should be noted that in the present invention, the following relationship is set between "R" and "r": R> r (1)
Infolge
eines größeren Kurvenradius "R", der von jeder
gebogenen Nut 102 des Schneckenrads 100 aufgewiesen
wird, gibt es keinen Bedarf zur Anwendung eines sehr fortgeschrittenen
Gewindeschneidverfahrens zum Herstellen des Schneckenrads 100,
und somit kann das Schneckenrad 100 zu geringen Kosten
hergestellt werden.As a result of a larger turning radius "R" coming from each curved groove 102 of the worm wheel 100 There is no need to use a very advanced thread cutting method for making the worm wheel 100 , and thus the worm wheel 100 be manufactured at low cost.
Wie
oben erwähnt, ist die Dicke der Zahnkopfhöhe 211 des
schneckenförmigen Zahnkamms 200a der Schneckenwelle 200 relativ
klein (siehe 5). Wie aus der Zeichnung von 12 verständlich
wird, auch wenn die Schneckenwelle 200 mit einer merklichen
bzw. markanten Kraft in einer Richtung beaufschlagt wird, um sich
bezüglich des Schneckenrads 100 zu neigen, ist
somit eine Reibungskraft, die zwischen der Zahnkopfhöhe 211 des schneckenförmigen
Zahnkamms 200a der Schneckenwelle 200 und der
runden konvexen Außenfläche 101 von jedem
Zahn des Schneckenrads erzeugt wird, klein, und somit wird die Drehmomentübertragung
von der Schneckenwelle 200 zum Schneckenrad 100 nicht
wesentlich beeinflusst.As mentioned above, the thickness of the tooth head height 211 the snail-shaped tooth comb 200a the worm shaft 200 relatively small (see 5 ). As from the drawing of 12 becomes understandable, even if the worm shaft 200 a significant force is applied in one direction to move with respect to the worm wheel 100 To tilt is thus a frictional force between the tooth head height 211 the snail-shaped tooth comb 200a the worm shaft 200 and the round convex outer surface 101 is generated by each tooth of the worm wheel, small, and thus the torque transmission from the worm shaft 200 to the worm wheel 100 not significantly affected.
Gemäß 13A bis 13D wird
ein Herstellungsablauf der Schneckenwelle 200 und der einer üblichen
Schneckenwelle 200' dar gestellt.According to 13A to 13D becomes a manufacturing process of the worm shaft 200 and that of a standard worm shaft 200 ' represented.
Zuerst
wird der Herstellungsablauf der Schneckenwelle 200 der
Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.First, the production process of the worm shaft 200 the invention described with reference to the drawings.
Wie
in 13A dargestellt, wird ein halb vorgewalztes zylindrisches
Element 2000 aus Metall erstellt, das einen zylindrischen
Hauptbereich 2000a und einen keilförmigen Endbereich 2000b aufweist. Wie
in 13B dargestellt, wird danach der Hauptbereich 2000a einem
Schneideerfahren zum Vorsehen eines ungefähren schneckenförmigen
Zahnkamms 2000c unterzogen. Für dieses Schneideerfahren
werden zwei Schneidwerkzeuge C1 und C2 verwendet. Das heißt,
wie aus der Zeichnung ersichtlich, zum Herstellen des schneckenförmigen
Zahnkamms 2000c wird das halbgewalzte zylindrische Element 2000 um
seine Achse bei einer bestimmten Geschwindigkeit gedreht, und danach
werden die Schneidwerkzeuge C1 und C2, dessen Spitzen gegen den
zylindrischen Hauptbereich 2000a gedrückt werden,
entlang der Achse des zylindrischen Elements 2000 bewegt.
Mit diesem Verfahren wird eine so genannte halbfertige Schneckenwelle 2000A erzeugt.As in 13A is shown, a semi-rolled cylindrical element 2000 made of metal, which has a cylindrical main area 2000a and a wedge-shaped end region 2000b having. As in 13B then becomes the main area 2000a a cutting method for providing an approximate helical tooth comb 2000c subjected. For this cutting process two cutting tools C1 and C2 are used. That is, as shown in the drawing, for producing the helical tooth comb 2000c becomes the half-rolled cylindrical element 2000 Then, the cutting tools C1 and C2 are rotated about their axis at a certain speed, and their tips are turned against the cylindrical main area 2000a be pressed along the axis of the cylindrical member 2000 emotional. With this procedure becomes a so-called half-finished worm shaft 2000A generated.
Wie
aus 13C ersichtlich, wird danach
die halbfertige Schneckenwelle 2000A somit mit dem schneckenförmigen
Zahnkamm 2000C einer Komponentenroll-Endbearbeitung unterzogen.
Für diese Bearbeitung werden zwei Polierrollen R1 und R2
verwendet. Das heißt, es wird ein sogenanntes Rollen-Polierverfahren
angewendet. Mit dieser Endbearbeitung wird ein endbearbeitetes Produkt 200 der Schneckenwelle
geschaffen, wie dargestellt.How out 13C can be seen, then the half-finished worm shaft 2000A thus with the helical tooth comb 2000C subjected to a component roll finishing. For this processing two polishing rolls R1 and R2 are used. That is, a so-called roll polishing method is used. This finish becomes a finished product 200 created the worm shaft, as shown.
Es
ist nun zu beachten, dass in der vorliegenden Erfindung die halbfertige
Schneckenwelle 2000a sofort einer Komponentenroll-Endbearbeitung unterzogen
wird, ohne dass sie einer Wärmebehandlung unterzogen wird.It should now be noted that in the present invention, the semi-finished worm shaft 2000a immediately undergoes a component roll finish without being subjected to a heat treatment.
Während
im Falle der Herstellung der üblichen Schneckenwelle 200',
wie aus 13B und 13C ersichtlich,
die halbfertige Schneckenwelle 2000A einer Wärmebehandlung
und danach einem Schleifverfahren unterzogen wird.While in the case of manufacturing the usual worm shaft 200 ' , like out 13B and 13C apparent, the half-finished worm shaft 2000A a heat treatment and then subjected to a grinding process.
Wie
oben erwähnt, ist im Schneckengetriebe gemäß der
vorliegenden Erfindung die Lagerspannung, die zwischen dem Schneckenrad 100 und
der Schneckenwelle 200 erzeugt wird, sehr niedrig und somit
ist die auf die Schneckenwelle 200 aufgebrachte Last sehr
klein. Somit ist es nicht erforderlich, die oben erwähnte
Wärmebehandlung auf die Schneckenwelle 200, spezieller
auf die halbfertige Schneckenwelle 2000A, anzuwenden. Weil
kein Bedarf dieser Wärmebehandlung besteht, ist ein Schleifverfahren,
das unweigerlich benötigt wird, wenn diese Wärmebehandlung
angewendet wird, in der vorliegenden Erfindung nicht notwendig.As mentioned above, in the worm gear according to the present invention, the bearing stress between the worm wheel 100 and the worm shaft 200 is generated, very low and thus is on the worm shaft 200 applied load very small. Thus, it is not necessary to apply the above-mentioned heat treatment to the worm shaft 200 , more specifically to the half-finished worm shaft 2000A to apply. Because there is no need for this heat treatment, a grinding process which is inevitably required when this heat treatment is applied is not necessary in the present invention.
Im
Folgenden wird das Schneckengetriebe der vorliegenden Erfindung
bezüglich der einzigen Anordnung erörtert.in the
The following is the worm gear of the present invention
with respect to the single arrangement discussed.
14 stellt
schematisch eine perspektivische Ansicht des Schneckengetriebes
der Erfindung dar. 14 schematically illustrates a perspective view of the worm gear of the invention.
Es
ist zu beachten, dass ein Winkel (oder Eingriffswinkel) der Achse „A"
der Schneckenwelle 200 bezüglich einer radialen
Richtung „B" des Schneckenrads 100 durch das Bezugszeichen „θ"
bezeichnet wird. Wenn die radiale Richtung „B" des Schneckenrads 100 mit
der axialen Richtung „A" der Schneckenwelle 200 übereinstimmt,
ergibt sich somit der Winkel „θ" zu 0 (Null) Grad.It should be noted that an angle (or pressure angle) of the axis "A" of the worm shaft 200 with respect to a radial direction "B" of the worm wheel 100 When the radial direction "B" of the worm wheel 100 with the axial direction "A" of the worm shaft 200 Thus, the angle "θ" is 0 (zero) degrees.
Es
ist ferner zu beachten, dass die Position (die nachstehend als die
Eingriffsposition genannt wird) der Schneckenwelle 200 in
der axialen Richtung „A" bezüglich des Schneckenrads 100 durch das
Bezugszeichen „y" bezeichnet wird. Wenn jeder Zahn 100a des
Schneckenrads 100 genau oder voll in Eingriff mit dem schneckenförmigen
Zahnkamm 200a der Schneckenwelle 200 steht, ergibt
sich somit die Eingriffsposition „y" zu 0 (Null).It should also be noted that the position (referred to as the engagement position hereinafter) of the worm shaft 200 in the axial direction "A" with respect to the worm wheel 100 is denoted by the reference "y." When each tooth 100a of the worm wheel 100 exactly or fully engaged with the helical tooth comb 200a the worm shaft 200 stands, thus results in the engagement position "y" to 0 (zero).
Zur
einfacheren Beschreibung wird im Folgenden der Kurvenradius (R),
der von jeder gebogenen Nut 102 ausgewiesen wird (siehe 11),
der zwischen zwei benachbarten Zähnen des Schneckenrads 100 definiert
ist, als Kurvenradius „R" der Zähne des Schneckenrads 100,
und der Kurvenradius „r", der vom schneckenförmigen
Zahnkamm 200a der Schneckenwelle 200 ausgewiesen
wird, als Kurvenradius „r" des schneckenförmigen
Zahnkamms der Schneckenwelle 200 bezeichnet.For ease of description, in the following, the radius of curvature (R) of each bent groove 102 is expelled (see 11 ), which is between two adjacent teeth of the worm wheel 100 is defined as curve radius "R" of the teeth of the worm wheel 100 , and the curve radius "r", that of the helical tooth comb 200a the worm shaft 200 is indicated as curve radius "r" of the helical tooth crest of the worm shaft 200 designated.
15 und 16 sind
Schaubilder, die jeweils einen Verlust an übertragenem
Drehmoment im Fall des Schneckengetriebes der vorliegenden Erfindung
und im Fall des üblichen Schneckengetriebes bezüglich
des Eingriffswinkels "θ" darstellen. In jedem Schaubild
werden zwei Datentypen dargestellt, einer sind die Daten, die geliefert
werden, wenn der Kurvenradius „R" der Zähne des
Schneckenrades groß ist, und der andere sind die Daten,
die geliefert werden, wenn der Kurvenradius „R" klein ist. 15 and 16 FIG. 15 are graphs each showing a torque loss in the case of the worm gear of the present invention and in the case of the conventional worm gear with respect to the pressure angle "θ". In each chart, two types of data are displayed, one is the data supplied when the turning radius "R" of the teeth of the worm wheel is large, and the other is the data supplied when the turning radius "R" is small.
Wie
aus diesen Schaubildern von 15 und 16 ersichtlich
wird, ist im Schneckengetriebe der vorliegenden Erfindung der Bereich,
innerhalb dem der Verlust an übertragenem Drehmoment gering
ist, kleiner als der im üblichen Schneckengetriebe. Das
heißt, im Fall der vorliegenden Erfindung, auch wenn ein
Eingriffsfehler bzw. eine Eingriffsabweichung etwas groß ist,
stellt der übertragene Verlust nur einen kleinen Verlust
dar. Der Grund dafür ist der folgende. Das heißt,
wie oben erwähnt, dass der schneckenförmige Zahnkamm 200a (siehe 5) der Schneckenwelle 200 an
jeder Seite eine runde konkave Außenfläche aufweist,
und somit ist die Breite „Sa" der Zahnkopfhöhe 211 des
schneckenförmigen Zahnkamms 200a klein. Wie aus 12 ersichtlich,
ist somit nach dem Eingriff mit den Zähnen des Schneckenrades 100 die
Zahnkopfhöhe 211 des schneckenförmigen
Zahnkamms 200a gleichmäßig und fest in
Kontakt mit der runden konvexen Außenfläche 101 von
jedem Zahn des Schneckenrades 100.Like from these graphs of 15 and 16 As can be seen, in the worm gear of the present invention, the range within which the loss of transmitted torque is small, smaller than that in the conventional worm gear. That is, in the case of the present invention, even if an engagement error is a little large, the transmitted loss represents only a small loss. The reason for this is as follows. That is, as mentioned above, that the snail-shaped tooth comb 200a (please refer 5 ) of the worm shaft 200 on each side has a round concave outer surface, and thus the width "Sa" of the tooth head height 211 the snail-shaped tooth comb 200a small. How out 12 can be seen, is thus after engagement with the teeth of the worm wheel 100 the tooth head height 211 the snail-shaped tooth comb 200a evenly and firmly in contact with the round convex outer surface 101 from each tooth of the worm wheel 100 ,
17 ist
ein Schaubild, das einen zulässigen maximalen Eingriffswinkel „θmax"
des Schneckengetriebes der Erfindung und den eines üblichen Schneckengetriebes
bezüglich eines Radiusverhältnisses zwischen dem
Kurvenradius „R" der Zähne des Schneckenrads und
dem Kurvenradius „r" des schneckenförmigen Zahnkamms
der Schneckenwelle darstellt. 17 FIG. 12 is a graph illustrating a permissible maximum pressure angle "θmax" of the worm gear of the invention and that of a conventional worm gear with respect to a radius ratio between the radius of curvature "R" of the teeth of the worm wheel and the radius of curvature "r" of the worm-toothed crest of the worm shaft.
Wie
aus dem Schaubild ersichtlich, ist der zulässige maximale
Eingriffswinkel „θmax" des Schneckengetriebes
der vorliegenden Erfindung größer als der des üblichen
Schneckengetriebes.As
as can be seen from the graph, the maximum allowed
Pressure angle "θmax" of the worm gear
of the present invention greater than that of the conventional one
Worm gear.
18 und 19 sind
Schaubilder, die jeweils einen Verlust an übertragenem
Drehmoment im Fall des Schneckengetriebes der vorliegenden Erfindung
und im Fall des üblichen Schneckengetriebes bezüglich
der Eingriffsposition (y) darstellen. In jedem Schaubild werden
zwei Datentypen dargestellt, einer sind die Daten, die geliefert
werden, wenn der Kurvenradius „R" der Zähne des
Schneckenrades groß ist, und der andere sind die Daten,
die geliefert werden, wenn der Kurvenradius „R" klein ist. 18 and 19 FIG. 15 are graphs each showing a loss of transmitted torque in the case of the worm gear of the present invention and in the case of the conventional worm gear with respect to the engaged position (y). In each graph, two data types are shown, one being the data that is provided when the radius of curvature "R" of the teeth of the worm wheel is large, and the other is the data that is supplied when the radius of curvature "R" is small.
Wie
aus diesen Schaubildern von 18 und 19 ersichtlich
wird, mangelt es dem Schneckengetriebe der vorliegenden Erfindung
bezüglich der Eingriffsposition „y" daran, einen
ausgezeichneten Vorteil beim Verlust an übertragenem Drehmoment
im Vergleich mit dem üblichen Schneckengetriebe auszuweisen.
Wie aus den Schaubildern ersichtlich, heißt das, wenn der
Kurvenradius „R" der Zähne des Schneckenrades
groß ist, ist der Bereich, in dem der Verlust an übertragenem
Drehmoment gering ist, im Fall des Schneckengetriebes der Erfindung
klein. Wenn jedoch der Kurvenradius „R" der Zähne
des Schneckenrades klein ist, ist der Bereich, in dem der Verlust
an übertragenem Drehmoment gering ist, im Fall des Schneckengetriebs
der Erfindung klein.Like from these graphs of 18 and 19 As can be seen from the graphs, when the turning radius "R" is that of the worm gear of the present invention with respect to the engaged position "y", there is a lack of excellent torque loss loss advantage as compared with the conventional worm gear Teeth of the worm wheel is large, the area in which the loss of transmitted torque is small, in the case of the worm gear of the invention is small. However, if the radius of curvature "R" of the teeth of the worm wheel is small, the range in which the loss of transmitted torque is small is small in the case of the worm gear of the invention.
20 ist
ein Schaubild, das eine zulässige Abweichung der maximalen
Eingriffsposition „ymax" des Schneckengetriebes der Erfindung
und des üblichen Schneckengetriebes bezüglich
eines Radiusverhältnisses zwischen dem Kurvenradius „R"
der Zähne des Schneckenrades und dem Kurvenradius „r"
des schneckenförmigen Zahnkamms der Schneckenwelle darstellt. 20 FIG. 12 is a graph illustrating an allowable deviation of the maximum engagement position "ymax" of the worm gear of the invention and the conventional worm gear with respect to a radius ratio between the radius of curvature "R" of the teeth of the worm wheel and the radius of curvature "r" of the worm-toothed crest of the worm shaft.
Wie
aus diesem Schaubild ersichtlich, schneiden sich im Fall der zulässigen
Abweichung der maximalen Eingriffsposition „ymax" die entsprechenden
Charakteristik- bzw. Kenndatenlinien des Schneckengetriebes der
Erfindung und des üblichen Getriebes an einem Punkt „α",
der durch einen Wert von R/r (α) des Radiusverhältnisses
angezeigt wird. Wie aus diesem Schaubild ersichtlich, sollte angesichts
einer höheren Zulässigkeit bei der Abweichung der
maximalen Eingriffsposition „ymax" das Schneckengetriebe
gemäß der vorliegenden Erfindung ein Radiusverhältnis
R/r einnehmen, das gleich oder größer als der
Wert von R/r (α) ist. In einem Beispiel der Erfindung ist
das Radiusverhältnis (R/r) 5/3. Wie im Schaubild dargestellt,
erreicht das Schneckengetriebe der Erfindung, wenn das Radiusverhältnis
5/3 ist, eine zulässige Abweichung der maximalen Eingriffsposition
(ymax), die größer ist als die des üblichen Schneckengetriebes.
Vorzugsweise liegt das Radiusverhältnis (R/r) im Bereich
von 5/3 bis 2.As
seen from this graph, intersect in the case of admissible
Deviation of the maximum engagement position "ymax" the corresponding
Characteristic or characteristic data lines of the worm gear of
Invention and the usual transmission at a point "α",
by a value of R / r (α) of the radius ratio
is shown. As can be seen from this graph, should be given
a higher permissibility in the deviation of the
maximum engagement position "ymax" the worm gear
according to the present invention, a radius ratio
R / r equal to or greater than the
Value of R / r (α). In an example of the invention
the radius ratio (R / r) 5/3. As shown in the diagram,
reaches the worm gear of the invention when the radius ratio
5/3 is a permissible deviation of the maximum engagement position
(ymax), which is larger than that of the conventional worm gear.
Preferably, the radius ratio (R / r) is in the range
from 5/3 to 2
Falls
gewünscht, kann die folgende Modifikation auf die Schneckenwelle 200 angewendet
werden. Das heißt, die Schneckenwelle 200 kann
mit zwei schneckenförmigen Zahnkämmen, die sich
parallel erstrecken, ausgebildet werden.If desired, the following modification can be applied to the worm shaft 200 be applied. That is, the worm shaft 200 can be formed with two helical tooth combs extending in parallel.
Der
gesamte Inhalt der japanischen
Patentanmeldung 2005-374089 , eingereicht am 27. Dezember
2006, wird hiermit durch Bezugnahme zum Offenbarungsgehalt vorliegender
Anmeldung gemacht.The entire contents of the Japanese Patent Application 2005-374089 , filed on December 27, 2006, is hereby incorporated by reference into the disclosure of this application.
Obwohl
die vorliegende Erfindung gemäß der Ausführungsform
der Erfindung oben beschrieben worden ist, ist sie nicht auf diese
oben beschriebene Ausführungsform begrenzt. Abänderungen
und Varianten der oben beschriebenen Ausführungsform erscheinen
den Durchschnittsfachleuten im Licht der oben genannten Lehre. Sie
werden durch die folgenden Ansprüche definiert.Even though
the present invention according to the embodiment
The invention has been described above, it is not on these
limited embodiment described above. amendments
and variants of the embodiment described above appear
the average person skilled in the light of the above teaching. she
are defined by the following claims.
Zusammenfassend
kann Folgendes festgehalten werden:
Durch Feststellen eines
Bereichs einer zulässigen Abweichung der maximalen Eingriffsposition
einer Schneckenwelle 200 in axialer Richtung bezüglich
eines Schneckenrads 100, der größer als
der einer Schneckenwelle 200 eines üblichen Schneckengetriebes
ist, wird ein Schneckengetriebe der vorliegenden Erfindung geschaffen.In summary, the following can be stated:
By detecting a range of allowable deviation of the maximum engagement position of a worm shaft 200 in the axial direction with respect to a worm wheel 100 that's bigger than a worm shaft 200 of a conventional worm gear, a worm gear of the present invention is provided.
-
11
-
Eingangswelleinput shaft
-
22
-
Zahnradwellegear shaft
-
33
-
Dreh-
bzw. Torsionsstabrotary
or torsion bar
-
44
-
Steuer/RegelkreisanordnungControl / loop arrangement
-
55
-
DrehmomentsensorgehäuseTorque sensor housing
-
66
-
Motorgehäusemotor housing
-
77
-
Schneckengehäusesnail shell
-
88th
-
DrehzahlsensorSpeed sensor
-
99
-
Drehmomentsensortorque sensor
-
1212
-
Lose
Keilverbindungloose
keying
-
15,
7215
72
-
Kugellagerball-bearing
-
2020
-
Motorengine
-
100100
-
Schneckenradworm
-
100a100a
-
Gleich
beabstandete ZähneEqual
spaced teeth
-
101101
-
Runde
konvexe Außenflächeround
convex outer surface
-
102102
-
Gebogene
Nutcurved
groove
-
110110
-
Gezahnter
ringförmiger Kerntoothed
ring-shaped core
-
111111
-
Zahntooth
-
120120
-
Gezahnte
ringförmige Abdeckungtoothed
annular cover
-
200,
200'200
200 '
-
Schneckenwelleworm shaft
-
200a200a
-
Schneckenförmiger
ZahnkammHelical
tooth comb
-
200b200b
-
Normaler
schneckenförmiger Zahnkammnormal
snail-shaped tooth comb
-
211211
-
ZahnkopfhöheAddendum
-
20002000
-
Halbgewalztes
zylindrisches Elementhalf-rolled
cylindrical element
-
2000a2000a
-
Zylindrischer
Hauptbereichcylindrical
main area
-
2000b2000b
-
Keilförmiger
Endbereichwedge-shaped
end
-
2000c2000c
-
Schneckenförmiger
ZahnkammHelical
tooth comb
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- JP 4-56250 [0003] JP 4-56250 [0003]
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- JP 2005-374089 [0087] - JP 2005-374089 [0087]