DE102014104284A1

DE102014104284A1 - GEAR

Info

Publication number: DE102014104284A1
Application number: DE102014104284.0A
Authority: DE
Inventors: Dennis Füchsel; Jens Hafermalz
Original assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2015-10-01
Also published as: WO2015144412A1

Abstract

Es wird ein Zahnrad mit einem Innenteil, einem Außenteil, das am Umfang Zähne des Zahnrads trägt und mit einem Verbindungsteil, vorgestellt, wobei das Verbindungsteil das Innenteil mit dem Außenteil verbindet. Dabei ist vorgesehen, dass das Verbindungsteil im Bereich mindestens einer Stirnfläche die Zähne des Außenteils zumindest abschnittsweise umschließt.It is a gear with an inner part, an outer part, which carries teeth on the circumference of the gear and with a connecting part, presented, wherein the connecting part connects the inner part to the outer part. It is provided that the connecting part in the region of at least one end face encloses the teeth of the outer part at least in sections.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad, insbesondere ein Schraub- bzw. Schneckenrad, das in einer elektromechanischen Lenkvorrichtung, insbesondere einer Servolenkung, eingesetzt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektromechanische Lenkvorrichtung mit einem solchen Zahnrad.The invention relates to a gear, in particular a screw or worm wheel, which is used in an electromechanical steering device, in particular a power steering. The invention further relates to an electromechanical steering device with such a gear.

Schraub- bzw. Schneckenräder, die einen bestimmten Typ eines Zahnrads repräsentieren, werden in Schneckengetrieben eingesetzt, die eine Art eines Schraubwälzgetriebes darstellen und eine schraubenförmige Schnecke umfassen, die bei Drehbewegungen ein in diese eingreifendes Zahnrad bzw. Schneckenrad dreht. Schneckengetriebe sind somit Zahnradgetriebe mit im allgemeinen rechtwinklig gekreuzten Achsen. Die in der Regel treibende Schnecke mit zylindrischer bzw. globoidischer Ausgestaltung wirkt mit dem zugehörigen, in der Schnecke kämmenden Schneckenrad mit entsprechender Verzahnung zusammen. Dabei findet die Berührung von Schnecke und Schneckenrad in Linien innerhalb eines Eingriffsfelds statt. Hierzu verfügen Schnecken über einen oder mehrere Zähne, die wie Gänge von Schrauben unter gleichbleibender Steigung um die Schneckenachse gewunden sind.Worm gears, which represent a particular type of gear, are used in worm gears, which are a kind of a spiral bevel gear and comprise a helical worm, which rotates a meshing with these worm or gear during rotational movements. Worm gears are thus gear transmission with generally crossed at right angles axes. The generally driving screw with cylindrical or globoidischer design cooperates with the associated, meshing in the worm worm wheel with corresponding teeth. The contact of worm and worm wheel takes place in lines within an intervention field. For this purpose, screws have one or more teeth, which, like flights of screws, are wound around the screw axis at a constant pitch.

Derartige Schneckengetriebe werden in Lenkvorrichtungen, wie bspw. Servolenkungen, zur Übertragung von Lenkmomenten auf die Zahnstange des Lenksystems eingesetzt. Servolenkungen wiederum werden zur Reduzierung der Kraft, die zur Betätigung des Lenkrads eines Kraftfahrzeugs beim Lenken im Stand, beim Rangieren oder bei geringen Fahrgeschwindigkeiten erforderlich ist, eingesetzt. Dabei unterstützt die Servolenkung den Fahrer beim Lenken, indem die vom Fahrer aufgebrachte Kraft durch ein zusätzlich aufgebrachtes Moment, bspw. von einem Elektromotor, verstärkt wird.Such worm gears are used in steering devices, such as. Power Steering, for transmitting steering torque to the rack of the steering system. Power steering, in turn, are used to reduce the force required to operate the steering wheel of a motor vehicle when steering in a standing position, maneuvering or at low speeds. The power steering assists the driver in steering, by the force applied by the driver by an additionally applied torque, eg. By an electric motor, is amplified.

Bekannte Schraub- bzw. Schneckenräder bestehen bspw. aus einem Guss-Polyamid-Ring, die mit einer Metallnabe verklebt werden. Anschließend wird die Verzahnung durch Fräsen in den Guss-Polyamid-Ring eingebracht.Known screw or worm wheels consist, for example, of a cast polyamide ring, which are glued to a metal hub. Then the toothing is introduced by milling in the cast polyamide ring.

Aus der Druckschrift WO 02/38432 A1 ist eine elektrische Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, die ein Schneckengetriebe aufweist, das aus einer in einem Gehäuse gelagerten Schnecke und einem mit einer Eingangswelle gekoppelten Schneckenrad besteht. Das Schneckenrad ist Teil einer elastischen Ausgleichskupplung, deren Kupplungsteile nur durch einen elastischen Abstandshalter miteinander gekoppelt sind. Dabei ist das Schneckenrad spiegelsymmetrisch aufgebaut und auf dem Abstandshalter gelagert.From the publication WO 02/38432 A1 An electric power steering apparatus for motor vehicles is known which comprises a worm gear consisting of a worm mounted in a housing and a worm wheel coupled to an input shaft. The worm wheel is part of an elastic compensating coupling whose coupling parts are coupled together only by an elastic spacer. The worm wheel is constructed mirror-symmetrically and mounted on the spacer.

Es sind weiterhin Schraubräder für Servolenkungen bekannt, die aus mehreren Teilen bestehen. Diese mehrteiligen Schraubräder werden durch Verbindungselemente form- und kraftschlüssig verbunden, um das Drehmoment vom Zahnkranz auf die Welle übertragen zu können. There are also known helical gears for power steering, which consist of several parts. This multi-part helical gears are positively and non-positively connected by connecting elements in order to transmit the torque from the ring gear to the shaft can.

Weiterhin sind Zahnräder bekannt, die ein Außenteil mit einer Verzahnung aufweisen und ein Einlegeteil als Nabe bzw. Innenteil haben, die durch ein Verbindungsteil mit einem Schirmanguss verbunden werden. Die Druckschrift EP 1 777 439 A1 beschreibt ein solches Zahnrad und ein Verfahren zur Herstellung dieses Zahnrads, bei dem das Außenteil und das Einlegeteil mit dem Verbindungsteil formschlüssig verbunden werden, wobei das Verbindungsteil mittels Schirmanguss gegossen wird. Furthermore, gears are known which have an outer part with a toothing and have an insert as a hub or inner part, which are connected by a connecting part with a Schirmanguss. The publication EP 1 777 439 A1 describes such a gear and a method for producing this gear in which the outer part and the insert are positively connected to the connecting part, wherein the connecting part is cast by means of Schirmanguss.

Vor diesem Hintergrund werden ein Zahnrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Lenkvorrichtung gemäß Anspruch 12 vorgestellt. Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.Against this background, a gear with the features of claim 1 and a steering apparatus according to claim 12 are presented. Embodiments result from the dependent claims and the description.

Das vorgestellte Zahnrad weist ein Innenteil, ein Außenteil, das am Umfang Zähne des Zahnrads trägt und ein Verbindungsteil auf, wobei das Verbindungsteil das Innenteil mit dem Außenteil verbindet. Das vorgestellte Zahnrad zeichnet sich dadurch aus, dass das Verbindungsteil die Zähne des Außenteils im Bereich mindestens einer Stirnfläche der Zähne zumindest abschnittsweise umschließt.The proposed gear has an inner part, an outer part, which carries teeth on the circumference of the gear and a connecting part, wherein the connecting part connects the inner part with the outer part. The proposed gear is characterized in that the connecting part encloses the teeth of the outer part in the region of at least one end face of the teeth at least in sections.

Eine Stirnfläche ist dabei eine Fläche, die eine seitliche Begrenzung des Zahnrads darstellt. Der Normalenvektor dieser Fläche kann in axialer Richtung gerichtet sein. Das Außenteil kann eine Stirnfläche oder mehrere Stirnflächen aufweisen. Das Verbindungsteil ist derart ausgebildet, dass es in Kontakt mit mindestens einer der Stirnflächen wenigstens abschnittsweise ist. An end face is a surface that represents a lateral boundary of the gear. The normal vector of this surface can be directed in the axial direction. The outer part may have one end face or a plurality of end faces. The connecting part is designed such that it is in contact with at least one of the end faces at least in sections.

Somit kann die Verzahnung vollständig aus einem unverstärkten Material bestehen. Im Betrieb besteht kein Kontakt zwischen verstärktem Material und einem Schraubritzel, dem Gegenstück. Die Zähne bzw. die Verzahnung werden axial durch das Verbindungsteil, das aus einem verstärkten Material bestehen kann, abgestützt.Thus, the gearing can be made entirely of an unreinforced material. In operation, there is no contact between reinforced material and a sprocket, the counterpart. The teeth or the teeth are axially supported by the connecting part, which may consist of a reinforced material.

In einer Ausführung ist vorgesehen, dass das Außenteil aus einem unverstärkten Kunststoff besteht. In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen. dass das Verbindungsteil aus einem verstärkten Kunststoff besteht. Das Innenteil kann aus einem Stahlwerkstoff bestehen.In one embodiment, it is provided that the outer part consists of an unreinforced plastic. In a further embodiment is provided. that the connecting part consists of a reinforced plastic. The inner part may consist of a steel material.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verbindungsteil im Bereich mindestens einer Stirnfläche die Zähne des Außenteils vollständig umschließt.In a further embodiment it is provided that the connecting part in the area at least one end face completely encloses the teeth of the outer part.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Zähne vom Außenteil in Richtung der Stirnfläche im Querschnitt kleiner werden, wobei das Verbindungsteil diesen Querschnitt wieder zur vollen Zahnstärke auffüllt. In diesem Fall kann das Verbindungsteil einen reduzierten Zahnquerschnitt haben. Außerdem kann das Verbindungsteil die Zähne vom Außenteil vollständig und die Zahnlücken des Außenteils überdecken.It may further be provided that the teeth of the outer part in the direction of the end face in cross section are smaller, wherein the connecting part fills this cross section again to the full tooth thickness. In this case, the connecting part may have a reduced tooth cross section. In addition, the connecting part can completely cover the teeth of the outer part and the tooth gaps of the outer part.

In noch einer weiteren Ausführung weist das Außenteil axial zentrisch radial von innen nach außen eine durchgehende scheibenförmige Verbindung auf.In yet another embodiment, the outer part axially centrally radially from the inside to the outside on a continuous disc-shaped connection.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Außenteil im Bereich der Laufverzahnung eine axial durchgängige Öffnung bspw. bei jedem Zahn aufweist, welche vom Verbindungsteil aufgefüllt wird.Furthermore, it can be provided that the outer part in the region of the running teeth has an axially continuous opening, for example, in each tooth, which is filled up by the connecting part.

Es werden weiterhin Merkmale beschrieben, die alternativ oder ergänzend zu den vorstehend aufgeführten Merkmalen verwirklicht sein können. Danach weist das Zahnrad ein Innenteil, ein Außenteil, das am Umfang Zähne des Zahnrads trägt und ein Verbindungsteil auf, wobei das Verbindungsteil das Innenteil mit dem Außenteil verbindet. Dabei ist vorgesehen, dass das Außenteil mehrteilig mit mindestens zwei Außenteilelementen ausgebildet ist. Es sind somit zwei, drei, vier oder mehr Außenteilelemente vorgesehen, die zusammengesetzt das Außenteil bilden.Furthermore, features are described that may be implemented as an alternative or in addition to the features listed above. Thereafter, the gear has an inner part, an outer part, which carries on the periphery teeth of the gear and a connecting part, wherein the connecting part connects the inner part with the outer part. It is provided that the outer part is formed in several parts with at least two outer part elements. There are thus two, three, four or more outer sub-elements provided, which together form the outer part.

In einer Ausführung besteht das Außenteil aus einem unverstärkten Kunststoff. In einer weiteren Ausführung besteht das Verbindungsteil aus einem verstärkten Kunststoff. Das Innenteil kann aus einem Stahlwerkstoff bestehen.In one embodiment, the outer part consists of an unreinforced plastic. In a further embodiment, the connecting part consists of a reinforced plastic. The inner part may consist of a steel material.

In einer weiteren Ausführungsform bilden die Außenteilelemente einen Hinterschnitt im Verzahnungsbereich, d. h. im Bereich der Zähne, aus.In a further embodiment, the outer part elements form an undercut in the toothed area, i. H. in the field of teeth, out.

Es kann vorgesehen sein, dass das Außenteil zwei Außenteilelemente umfasst. Diese beiden wirken zusammen und bilden das Außenteil. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass die beiden Außenteilelemente geometrisch identisch ausgebildet sind. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die beiden Außenteilelemente an ihren gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils einen Kantenbruch aufweisen, so dass eine Nut gebildet wird, die einen Fettspeicher bildet. It can be provided that the outer part comprises two outer part elements. These two work together and form the outer part. In this case it can be provided that the two outer part elements are geometrically identical. It may further be provided that the two outer part elements each have an edge break at their opposite end faces, so that a groove is formed, which forms a fat store.

Die beiden Außenteilelemente können an gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils eine Nut im Zahn aufweisen, die eine Öffnung im Zahn darstellen, die einen Fettspeicher bildet.The two outer part elements may each have a groove in the tooth on opposite end faces, which constitute an opening in the tooth, which forms a fat store.

In noch einer weiteren Ausführungsform ist eine globoidische Verzahnung vorgesehen.In yet another embodiment, a globoid gearing is provided.

Es wird somit daneben und ggf. ergänzend ein mehrteiliges Kunststoffschraubrad mit kleinem Außendurchmesser für große Drehmomente vorgestellt. Das Zahnrad, insbesondere Schraubrad, besteht aus einem Innenteil, das eine Nabe oder eine Welle darstellt und üblicher Weise aus einem Stahlwerkstoff besteht. Das Schraubrad besteht weiterhin aus mindestens zwei Außenteilen, die am Umfang die Zähne des Schraubrades aufweist und üblicherweise aus einem unverstärkten Kunststoff bestehen. Das Verbindungsteil besteht üblicherweise aus einem verstärkten Kunststoff und verbindet das Innenteil mit dem Außenteil. It is thus next to and possibly additionally presented a multi-part Kunststoffschraubrad with small outer diameter for large torques. The gear, in particular Schraubrad, consists of an inner part, which is a hub or a shaft and usually consists of a steel material. The helical gear further consists of at least two outer parts, which has the teeth of the helical gear on the circumference and usually consist of an unreinforced plastic. The connecting part usually consists of a reinforced plastic and connects the inner part with the outer part.

Die Herstellung des Zahnrads kann im bekannten Herstellverfahren produziert werden. Dabei wird in einem ersten Schritt das zumindest eine Außenteil mit der Verzahnung in einem Schirmangussverfahren hergestellt. Dann werden das Innenteil und das Außenteil in die Spritzgussmaschine eingelegt und das Verbindungsteil eingespritzt.The production of the gear can be produced in the known manufacturing process. In this case, in a first step, the at least one outer part is manufactured with the toothing in a Schirmangussverfahren. Then, the inner part and the outer part are inserted into the injection molding machine and injected the connecting part.

Bei einer Ausführung wird somit die Verzahnung durch zwei Außenteilelemente gebildet. Man kann dies auch dahingehend darlegen, dass von zwei Außenteilen gesprochen wird. Die beiden Außenteilelemente können geometrisch identisch sein und zweimal im Zahnrad verbaut werden, um die geforderte Verzahnungsbreite darzustellen. Das Außenteil kann günstig im Spritzgussverfahren in einfachen Formen mit geringer Formteilung hergestellt werden. Durch die Verwendung von zwei Verzahnungsteilen kann eine Verzahnung mit Hinterschnitt, bspw. eine globoidische Verzahnung, hergestellt werden. Diese ist im Spritzgussverfahren herstellbar, ohne dass es erforderlich ist, jeden Zahn einzeln zu entformen. Eine globoidische Verzahnung hat mit der Schnecke bzw. dem Ritzel eine Linienberührung und kann dadurch große Drehmomente übertragen.In one embodiment, the toothing is thus formed by two outer part elements. This can also be explained by the fact that it is spoken by two outer parts. The two outer part elements can be geometrically identical and be installed twice in the gear to represent the required tooth width. The outer part can be conveniently manufactured by injection molding in simple forms with low mold division. By the use of two toothing parts a toothing with undercut, for example. A globoid toothing, can be produced. This can be produced by injection molding, without it being necessary to remove each tooth individually. A globoid gearing has a line contact with the worm or the pinion and can thereby transmit large torques.

In weiterer Ausgestaltung hat das Außenteil an der Stirnseite einen Kantenbruch. Dieser Kantenbruch bildet im Zahnrad an der Trennkante beider Verzahnungen eine Nut, so dass diese als Schmiermitteltasche eingesetzt werden kann. Auf diese Weise ist die Reibung über die gesamte Lebensdauer besonders gering. In a further embodiment, the outer part has an edge break on the front side. This edge break forms a groove in the toothed wheel on the separating edge of both toothings, so that it can be used as a lubricant pocket. In this way, the friction over the entire life is particularly low.

Bei der Herstellung der Verzahnung kann im Zahn eine Nut ein- bzw. angebracht werden, die im vollständigen Zahnrad eine Bohrung bzw. Öffnung im Mittenbereich der Zahnbreite darstellt. Beim Verzahnungseingriff mit der Schnecke bzw. dem Ritzel wird durch diese Bohrung im Schneckenrad das Schmierfett von einer Zahnflanke auf die andere übertragen bzw. transportiert. Durch dieses große Fettvolumen direkt im Bereich der Zahnflanken wird über die Lebensdauer eine geringe Reibung im Getriebe realisiert. Beim wechselseitigen Lenken, was bei Lenkgetrieben üblich ist, wird das Fett aufgrund der Zahnverformung durch die Bohrung von einer Zahnflanke auf die andere übertragen und sichert somit die geringe Reibung des Getriebes. In the manufacture of the toothing a groove can be inserted or attached in the tooth, which represents a hole or opening in the center of the tooth width in the complete gear. When meshing with the worm or the pinion, the grease is transmitted or transported from one tooth flank to the other through this hole in the worm wheel. This large volume of fat directly in the area of the tooth flanks is over the Lifespan low friction in the gear realized. In reciprocal steering, which is common in steering gearboxes, the grease is transmitted from one tooth flank to the other due to the deformation of the tooth through the bore, thus ensuring the low friction of the gearbox.

Zudem wird eine elektromechanische Lenkvorrichtung mit einem Zahnrad der vorstehend beschriebenen Art vorgestellt. Die elektromechanische Lenkvorrichtung, bspw. eine Servolenkung, kommt in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz.In addition, an electromechanical steering device with a gear of the type described above is presented. The electromechanical steering device, for example a power steering, is used in a motor vehicle.

Es wird somit hierin ein mehrteiliges Kunststoffzahn- und -schraubrad mit kleinem Außendurchmesser für große Drehmomente vorgestellt. Das Zahnrad weist ein Innenteil auf, das eine Nabe oder eine Welle darstellt und bspw. aus einem Stahlwerkstoff besteht. Das Zahnrad umfasst weiterhin ein Außenteil, das am Umfang die Zähne des Zahnrads aufweist und bspw. aus einem unverstärkten Kunststoff besteht. Das Verbindungsteil besteht bspw. aus einem verstärkten Kunststoff und verbindet das Innenteil mit dem Außenteil. Dabei umschließt das Verbindungsteil im Bereich einer Stirnfläche die Zähne vom Außenteil zumindest abschnittsweise bzw. zumindest teilweise.Thus, it is herein presented a multi-part Kunststoffzahn- and -schraubrad small outside diameter for large torques. The gear has an inner part, which represents a hub or a shaft and, for example, consists of a steel material. The gear further comprises an outer part, which has the teeth of the gear at the periphery and, for example, consists of an unreinforced plastic. The connecting part consists, for example, of a reinforced plastic and connects the inner part with the outer part. In this case, the connecting part encloses the teeth from the outer part at least in sections or at least partially in the region of an end face.

Die Herstellung des beschriebenen Zahnrads kann im bekannten Herstellverfahren produziert werden. Im ersten Schritt wird das Außenteil mit der Verzahnung üblicher Weise im Schirmangussverfahren hergestellt. Dann wird das Innenteil und das Außenteil in die Spritzgussmaschine eingelegt und das Verbindungsteil eingespritzt.The production of the described gear can be produced in the known manufacturing process. In the first step, the outer part with the toothing is customarily produced by the screen gating method. Then, the inner part and the outer part is inserted into the injection molding machine and injected the connecting part.

Dabei umschließt der verstärkte Kunststoff des Verbindungsteils mindestens abschnittsweise an wenigstens einer Stirnseite oder allen Stirnseiten den aus bspw. unverstärktem Kunststoff hergestellten Zahn des Außenteils. Im Verzahnungseingriff mit dem Ritzel ist der unverstärkte Kunststoff vom Zahn des Außenteils. Dadurch ist der Verschleiß an dem Ritzel bzw. der Schnecke gering. Die ertragbaren Spannungen vom Zahn sind jedoch gering. Deshalb wird der Zahn im Bereich der Stirnseite vom verstärkten Kunststoff des Verbindungsteils umschlossen. Der verstärkte Kunststoff vom Verbindungsteil kann höhere Spannungen ertragen als der unverstärkte Kunststoff des Zahns. Durch den Füllstoff im verstärkten Kunststoff ist jedoch ein großer Verschleiß am Ritzel bzw. Schnecke zu erwarten. Deshalb kann das Verbindungsteil den Zahn vorteilhafterweise nur außerhalb des Verzahnungseingriffs verstärken. Diese beschriebene Verstärkung kann in verschieden Varianten erfolgen. Dabei unterscheiden sich die Varianten hinsichtlich Herstellkosten, Montagekosten bei der Getriebemontage und ertragbarer Spannungen in der Verzahnung, dass heißt, es können größere Drehmomente übertragen werden.In this case, the reinforced plastic of the connecting part encloses, at least in sections, the tooth of the outer part made of, for example, unreinforced plastic on at least one end face or all end faces. In meshing engagement with the pinion is the unreinforced plastic from the tooth of the outer part. As a result, the wear on the pinion or the screw is low. However, the tolerable tensions of the tooth are low. Therefore, the tooth is enclosed in the region of the front side of the reinforced plastic of the connecting part. The reinforced plastic from the connector can withstand higher voltages than the unreinforced plastic of the tooth. Due to the filler in the reinforced plastic, however, a great wear on the pinion or worm is to be expected. Therefore, the connecting part can advantageously reinforce the tooth only outside of the meshing engagement. This described reinforcement can be done in different variants. In this case, the variants differ in terms of manufacturing costs, installation costs in gearbox mounting and sustainable voltages in the teeth, that is, it can be transmitted larger torques.

Bei einer ersten, kostengünstigen Ausführung wird auf einer Stirnseite des Außenteils die Verzahnung durch das Verbindungsteil als scheibenförmigen Ring bzw. Kreisring verstärkt, der im Außendurchmesser über den Zahnkopf hinausragt oder mit ihm abschließt. Diese Scheibe kann im Bereich der Zahnlücken auch Unterbrechungen aufweisen. Dabei ist der Zahn vom Außenteil in diesem Bereich, d. h. an der Stirnseite, im Querschnitt reduziert. Die Reduzierung des Querschnitts kann sich in Richtung Stirnseite vergrößern. Dadurch kann die Verstärkung über die Zahnbreite günstig gestaltet werden, um keine Spannungsspitzen zu erzeugen. Bei dieser Ausführung sind die Herstellung und die Getriebemontage günstig. Die ertragbaren Spannungen sowie das übertragbare Drehmoment sind höher.In a first, inexpensive embodiment, the teeth are reinforced by the connecting part as a disc-shaped ring or annulus on an end face of the outer part, which protrudes in the outer diameter of the tooth head or terminates with it. This disc may also have interruptions in the area of the tooth gaps. The tooth is from the outer part in this area, d. H. at the front, reduced in cross section. The reduction of the cross section can increase in the direction of the front side. As a result, the gain over the tooth width can be made low, in order to generate no voltage spikes. In this embodiment, the manufacture and the gear assembly are favorable. The tolerable voltages and the transmittable torque are higher.

Bei einer zweiten Ausführung wird in Ergänzung zur ersten Ausführung dieser scheibenförmige Ring des Verbindungsteils auf beiden Stirnseiten der Verzahnung vorgesehen. Dabei ist der Zahn vom Außenteil in diesem Bereich, d. h. der Stirnseite, im Querschnitt reduziert. Die Reduzierung des Querschnitts kann sich in Richtung Stirnseite vergrößern. Dadurch kann die Verstärkung über die Zahnbreite günstig gestaltet werden, um keine Spannungsspitzen zu erzeugen. Durch diesen Aufbau ist ein größeres Drehmoment übertragbar. Bei der Herstellung im Spritzgussprozess des Verbindungsteils kann die Verzahnung vom Außenteil nur gering unterstützt werden, so dass die Verzahnungsqualität schlechter werden kann. Bei der Getriebemontage muss die Schnecke in das Schneckenrad eingeschraubt werden.In a second embodiment, this disc-shaped ring of the connecting part is provided on both end sides of the toothing in addition to the first embodiment. The tooth is from the outer part in this area, d. H. the front side, reduced in cross section. The reduction of the cross section can increase in the direction of the front side. As a result, the gain over the tooth width can be made low, in order to generate no voltage spikes. By this construction, a larger torque is transferable. When manufacturing in the injection molding process of the connecting part, the toothing of the outer part can be supported only slightly, so that the gear quality can be worse. During gearbox assembly, the worm must be screwed into the worm wheel.

Bei einer dritten Ausführungsform wird die Verstärkung der Verzahnung auf der Stirnseite durch das Verbindungsteil genau in der Zahnform des Außenteils abgebildet. Dabei ist der Zahn vom Außenteil in diesem Bereich, d. h. der Stirnseite, im Querschnitt reduziert. Die Reduzierung des Querschnitts kann sich in Richtung Stirnseite vergrößern. Dadurch kann die Verstärkung über die Zahnbreite günstig gestaltet werden, um keine Spannungsspitzen zu erzeugen. Der Querschnitt der Verzahnung des Verbindungsteiles kann gegenüber der Verzahnung des Außenteils zurückgesetzt sein. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass immer das Außenteil im normalen Zahneingriff mit dem Ritzel ist. Dabei ist der Zahn vom Außenteil in diesem Bereich, d. h. der Stirnseite, im Querschnitt reduziert. Die Reduzierung des Querschnitts kann sich in Richtung Stirnseite vergrößern.In a third embodiment, the reinforcement of the toothing on the end face is imaged by the connecting part exactly in the tooth shape of the outer part. The tooth is from the outer part in this area, d. H. the front side, reduced in cross section. The reduction of the cross section can increase in the direction of the front side. As a result, the gain over the tooth width can be made low, in order to generate no voltage spikes. The cross section of the toothing of the connecting part can be set back relative to the toothing of the outer part. In this way it is ensured that always the outer part is in normal meshing with the pinion. The tooth is from the outer part in this area, d. H. the front side, reduced in cross section. The reduction of the cross section can increase in the direction of the front side.

Somit kann die Verstärkung über die Zahnbreite günstig gestaltet werden, um keine Spannungsspitzen zu erzeugen. Wenn die Drehmomente größer werden, verformt sich die Verzahnung des Außenteils so weit, dass das Verbindungsteil aus verstärktem Kunststoff in den Verzahnungseingriff mit dem Ritzel gerät und die großen Drehmomente mit abstützt. Dabei kann das Ritzel auch gehärtet werden, um den Verschleiß zu beherrschen.Thus, the gain over the tooth width can be made low in order to generate no voltage spikes. When the torques increase, the teeth of the outer part deforms so far that the connecting part made of reinforced plastic in the meshing engagement with the pinion device and the large torques with supported. The pinion can also be hardened to control the wear.

Es können auch Kombinationen der verschieden Ausführungsformen vorgenommen werden. Bspw. kann die einseitige ringförmige Verstärkung der Verzahnung auf der anderen Stirnseite mit einem reduzierten Zahnquerschnitt im Verbindungsteil und Außenteil kombiniert werden. Dadurch entsteht eine Ausführung, die günstig hergestellt werden kann und auch bei der Getriebemontage nur gesteckt werden muss. Die übertragbaren Drehmomente sind bei diesem Aufbau entsprechend groß. Das Außenteil kann so gestaltet werden, dass es innen eine zentrale Scheibe bildet. Durch diesen Aufbau ist es möglich das Außenteil im Schirmanguss herzustellen, was eine besonders gute Verzahnungsqualität ermöglicht.Combinations of different embodiments may also be made. For example. the one-sided annular reinforcement of the toothing on the other end side can be combined with a reduced tooth cross section in the connecting part and the outer part. This creates a design that can be produced inexpensively and must also be plugged in the gearbox assembly. The transferable torques are correspondingly large in this structure. The outer part can be designed so that it forms a central disk inside. This construction makes it possible to produce the outer part in the screen gate, which allows a particularly good gear quality.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsform/en in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung schematisch und ausführlich beschrieben.The invention is diagrammatically illustrated by embodiment (s) in the drawing and will be described schematically and in detail with reference to the drawing.

1 zeigt eine Ausführung des vorgestellten Zahnrads. 1 shows an embodiment of the proposed gear.

2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Zahnrads. 2 shows a further embodiment of the gear.

3 zeigt noch eine weitere Ausführungsform des Zahnrads. 3 shows yet another embodiment of the gear.

4 zeigt eine Ausführung des Zahnrads in unterschiedlichen Schnittdarstellungen. 4 shows an embodiment of the gear in different sectional views.

5 zeigt eine Schnittdarstellung einer Ausführung des Zahnrads. 5 shows a sectional view of an embodiment of the gear.

6 zeigt einen Abschnitt einer Ausführung eines Außenteils. 6 shows a portion of an embodiment of an outer part.

7 zeigt einen Abschnitt eines Zahnrads. 7 shows a section of a gear.

1 zeigt eine Ausführung des Zahnrads, die insgesamt mit der Bezugsziffer 10 wiedergegeben ist. Das Zahnrad 10 umfasst ein Innenteil 12, ein Verbindungsteil 14 und ein Außenteil 16, das die Zähne 18, die eine Verzahnung bilden, trägt. Das Verbindungsteil 14 verbindet das Innenteil 12 mit dem Außenteil 16 und umfasst radial ausgerichtete Speichen 20 die in zwei gegenüberliegenden Kreisringen 22 und 24 enden, zwischen denen die Zähne 18 liegen. Die beiden Kreisringe 22 und 24 des Verbindungsteils 14 überdecken die Zähne 18 und die dazwischenliegenden Zahnlücken vollständig. 1 shows an embodiment of the gear, in total with the reference numeral 10 is reproduced. The gear 10 includes an inner part 12 , a connecting part 14 and an outdoor part 16 that the teeth 18 wearing a gearing wears. The connecting part 14 connects the inner part 12 with the outer part 16 and includes radially oriented spokes 20 in two opposite circular rings 22 and 24 between which are the teeth 18 lie. The two circular rings 22 and 24 of the connecting part 14 cover the teeth 18 and the intervening tooth gaps completely.

Somit stützen die Kreisringe 22 und 24 des Verbindungsteils 14 die Zähne 18 des Außenteils 16 von beiden Seiten axial ab. Die Kontaktflächen des Außenteils 16 mit dem Verbindungsteil 14 bzw. mit dessen Kreisringen 22 und 24 stellen die Stirnflächen der Zähne 18 dar.Thus, the circular rings support 22 and 24 of the connecting part 14 the teeth 18 of the outer part 16 axially from both sides. The contact surfaces of the outer part 16 with the connecting part 14 or with its circular rings 22 and 24 set the faces of the teeth 18 represents.

2 zeigt eine weitere Ausführung eines Zahnrads 30 mit einem Innenteil 32, einem Verbindungsteil 34 und einem Außenteil 36, das Zähne 38 trägt. Wiederum umfasst das Verbindungsteil 34 radial ausgerichtete Speichen 40. Entgegen der Ausführung der 1 enden diese nicht in Kreisringen, sondern in zwei Ringen 42 und 44, die dem Verlauf der Zähne 38 angepasst sind. Somit sind nur die Zähne 38 nicht aber die Zahnlücken zwischen den Zähnen 38 abgedeckt. 2 shows a further embodiment of a gear 30 with an inner part 32 , a connecting part 34 and an outdoor part 36 , the teeth 38 wearing. Again, the connecting part comprises 34 radially oriented spokes 40 , Contrary to the execution of 1 These do not end in circular rings, but in two rings 42 and 44 that the course of the teeth 38 are adjusted. Thus, only the teeth 38 but not the gaps between the teeth 38 covered.

Auch diese Ausführung bietet für die Zähne 38 eine axiale Abstützung. Diese sind vollständig seitlich abgedeckt und durch das Verbindungsteil 34, das aus einem verstärkten Material bestehen kann, abgestützt.Also this version provides for the teeth 38 an axial support. These are completely covered laterally and by the connecting part 34 , which can consist of a reinforced material, supported.

3 zeigt eine Ausführung des Zahnrads 50, die sich aus einer Kombination der Ausführungen aus den 1 und 2 ergibt. Die Darstellung zeigt ein Innenteil 52, ein Verbindungsteil 54 und ein Außenteil 56 mit Zähnen 58. Das Verbindungsteil 54 umfasst sich radial erstreckende Speichen 60. Bei dieser Ausführung weist das Verbindungsteil 54 auf einer Seite einen Kreisring 62 und auf der anderen Seite einen Ring 64, der dem Verlauf der Zähne 58 angepasst ist, auf. 3 shows an embodiment of the gear 50 that is made up of a combination of the designs from the 1 and 2 results. The illustration shows an inner part 52 , a connecting part 54 and an outdoor part 56 with teeth 58 , The connecting part 54 includes radially extending spokes 60 , In this embodiment, the connecting part 54 on one side a circular ring 62 and on the other side a ring 64 that the course of the teeth 58 is adjusted to.

Somit sind die Zähne 58 auf beiden Seiten, die Zahnlücken nur auf einer Seite vollständig abgedeckt.Thus are the teeth 58 on both sides, the tooth spaces completely covered only on one side.

4 zeigt ein Zahnrad 70 in einer Seitenansicht und in zwei geschnitten Ansichten, einmal geschnitten entlang der Linie A-A und einmal entlang der Linie B-B. Das Zahnrad 70 umfasst ein Innenteil 72, ein Verbindungsteil 74 und ein Außenteil 76. Dieses Außenteil trägt am Umfang die Zähne 78. 4 shows a gear 70 in a side view and in two sectional views, once cut along the line AA and once along the line BB. The gear 70 includes an inner part 72 , a connecting part 74 and an outdoor part 76 , This outer part carries the teeth on the circumference 78 ,

5 zeigt ein weiteres Zahnrad 90 in einer Schnittansicht. Dieses umfasst ein Innenteil 92, ein Verbindungsteil 94 und ein Außenteil 96, das Zähne 98 trägt. Zu erkennen ist, dass Stirnflächen 100 der Zähne 98 in dieser Ausführung vollständig von dem Verbindungsteil abgedeckt bzw. umschlossen sind. Weiterhin ist zu erkennen, dass das Außenteil 96 eine durchgehende Scheiben 102 bildet. Diese Scheibe 102 ist ebenfalls auf beiden Seiten durch das Verbindungsteil 94 abgestützt. 5 shows another gear 90 in a sectional view. This includes an inner part 92 , a connecting part 94 and an outdoor part 96 , the teeth 98 wearing. It can be seen that faces 100 the teeth 98 completely covered or enclosed in this embodiment by the connecting part. Furthermore, it can be seen that the outer part 96 a continuous slices 102 forms. This disc 102 is also on both sides by the connecting part 94 supported.

Die Darstellung zeigt, dass die Stirnflächen 100 der Zähne 98 vollständig abgedeckt sind. Es ist aber auch möglich, dass das Verbindungsteil 94 im Bereich der Zähne 98 in radialer Richtung etwas zurückgesetzt ist und somit die Stirnflächen 100 nicht vollständig abdeckt.The illustration shows that the end faces 100 the teeth 98 are completely covered. But it is also possible that the connecting part 94 in the field of teeth 98 Something is reset in the radial direction and thus the end faces 100 not completely covered.

Weiterhin ist es möglich, dass die Zähne 98 des Außenteils 96 in Richtung der Stirnflächen 100 im Querschnitt kleiner werden. Dies ist insbesondere von oben betrachtet zu erkennen. Dann kann das Verbindungsteil 94 diesen reduzierten Querschnitt zur vollen Zahnstärke auffüllen. Alternativ kann auch das Verbindungsteil 94 in Richtung der Stirnfläche 100 des Außenteils, an die das Verbindungsteil 94 angrenzt, einen reduzierten Zahnquerschnitt aufweisen.Furthermore, it is possible that the teeth 98 of the outer part 96 in the direction of the faces 100 become smaller in cross-section. This can be seen in particular from above. Then the connecting part 94 fill this reduced cross-section to the full tooth thickness. Alternatively, the connecting part 94 in the direction of the face 100 of the outer part, to which the connecting part 94 adjacent, have a reduced tooth cross-section.

Ein Abschnitt bzw. Teil einer Ausführung eines Außenteils ist in 6, mit der Bezugsziffer 120 bezeichnet, dargestellt. Zu erkennen sind Zähne 122, die die Verzahnung bilden. In dieser Darstellung sind weiterhin die Stirnflächen 124 der Zähne 122 zu erkennen.A section or part of an embodiment of an outer part is in 6 , with the reference number 120 designated, shown. You can see teeth 122 that form the gearing. In this illustration continue to be the faces 124 the teeth 122 to recognize.

Im Betrieb sind die Stirnflächen 124 zumindest abschnittsweise bzw. teilweise von dem Verbindungsteil, das hier nicht dargestellt ist, abgedeckt. Das Verbindungsteil umschließt somit die Stirnflächen 124 der Zähne 122 zumindest abschnittsweise. In operation, the faces are 124 at least partially or partially covered by the connecting part, which is not shown here. The connecting part thus encloses the end faces 124 the teeth 122 at least in sections.

Zudem ist der Darstellung zu entnehmen, dass das Außenteil 120, das bspw. in einem Schirmanguss gefertigt werden kann, als nicht durchgehende scheibenförmige Verbindung hergestellt ist. Daher weist dieses Öffnungen 126 zwischen Stegen 128 auf, die nach der Fertigung von dem Verbindungsteil ausgefüllt sind. Somit ist das Außenteil 120 von dem Verbindungsteil durchdrungen, was diesem eine gesteigerte Stabilität verleiht.In addition, the illustration shows that the outer part 120 which can be made, for example, in a Schirmanguss, is made as a non-continuous disc-shaped connection. Therefore, this has openings 126 between jetties 128 on, which are filled after manufacture of the connecting part. Thus, the outer part 120 penetrated by the connecting part, which gives this an increased stability.

In 7 ist ein Abschnitt eines Zahnrads dargestellt, das insgesamt mit der Bezugsziffer 200 bezeichnet ist. Dieses umfasst ein Innenteil 202, ein Verbindungsteil 204 und ein Außenteil 206, das Zähne 208 trägt. Zu erkennen ist, dass das Verbindungsteil 204a, 204b im Verzahnungsbereich zurückgesetzt ausgebildet ist.In 7 is a section of a gear shown, in total with the reference numeral 200 is designated. This includes an inner part 202 , a connecting part 204 and an outdoor part 206 , the teeth 208 wearing. It can be seen that the connecting part 204a . 204b Is formed reset in the toothed area.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 02/38432 Al [0005]
EP 1777439 A1 [0007]

Claims

Gear with an inner part, an outer part which carries teeth of the gear on the circumference and with a connecting part, wherein the connecting part connects the inner part with the outer part, characterized in that the connecting part in the region of at least one end face encloses the teeth of the outer part at least in sections.

Gear according to claim 1, wherein the outer part consists of an unreinforced plastic.

Gear according to claim 1 or 2, wherein the connecting part consists of a reinforced plastic.

Gear wheel according to one of claims 1 to 3, wherein the inner part consists of a steel material.

Gear wheel according to one of claims 1 to 4, wherein the connecting part in the region of at least one end face completely surrounds the teeth of the outer part.

Gear wheel according to one of claims 1 to 5, wherein the teeth of the outer part in the direction of the end face in cross-section are smaller, wherein the connecting part fills this cross-section to the full tooth thickness.

A gear according to claim 6, wherein the connecting part has a reduced tooth cross-section.

A gear according to claim 6 or 7, wherein the connecting part completely covers the teeth of the outer part and the tooth gaps of the outer part.

Gear wheel according to one of claims 1 to 8, wherein the outer part axially centrally radially from the inside to the outside has a continuous disc-shaped connection.

Gear according to one of claims 1 to 8, wherein the outer part in the region of the running toothing has an axially continuous opening in each tooth, which is filled by the connecting part.

Gear wheel according to one of claims 1 to 10, wherein the outer part is formed in several parts.

Electromechanical steering device with a gear according to one of claims 1 to 11.