DE102018213003A1 - Method of making a globoid worm for a worm gear - Google Patents

Method of making a globoid worm for a worm gear Download PDF

Info

Publication number
DE102018213003A1
DE102018213003A1 DE102018213003.5A DE102018213003A DE102018213003A1 DE 102018213003 A1 DE102018213003 A1 DE 102018213003A1 DE 102018213003 A DE102018213003 A DE 102018213003A DE 102018213003 A1 DE102018213003 A1 DE 102018213003A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
worm
globoid
procedure according
worm gear
steering system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018213003.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Jens-Uwe Hafermalz
Steffen Schwarzer
Alexander Wertz
Dennis Fuechsel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102018213003.5A priority Critical patent/DE102018213003A1/en
Publication of DE102018213003A1 publication Critical patent/DE102018213003A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/22Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
    • B22F3/225Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip by injection molding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10Sintering only
    • B22F3/1017Multiple heating or additional steps
    • B22F3/1021Removal of binder or filler
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/08Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of toothed articles, e.g. gear wheels; of cam discs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F13/00Making worms by methods essentially requiring the use of machines of the gear-cutting type
    • B23F13/06Making worms of globoidal shape
    • B23F13/08Making worms of globoidal shape by grinding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F19/00Finishing gear teeth by other tools than those used for manufacturing gear teeth
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/06Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/22Toothed members; Worms for transmissions with crossing shafts, especially worms, worm-gears
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H5/00Making gear wheels, racks, spline shafts or worms
    • B21H5/04Making gear wheels, racks, spline shafts or worms bevel gears
    • B21H5/045Finishing bevel gear teeth, e.g. burnishing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10Processes characterised by the sequence of their steps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F13/00Making worms by methods essentially requiring the use of machines of the gear-cutting type
    • B23F13/06Making worms of globoidal shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/06Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties
    • F16H2055/065Moulded gears, e.g. inserts therefor

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Globoidschnecke für ein Schneckengetriebe, das zum Einsatz in einem Lenksystem, insbesondere einem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, eingerichtet ist, wobei die Globoidschnecke mittels Metallpulverspritzguss hergestellt wird.The invention relates to a method for producing a globoid screw for a worm gear, which is set up for use in a steering system, in particular a steering system of a motor vehicle, the globoid screw being produced by means of metal powder injection molding.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Globoidschnecke für ein Schneckengetriebe, das in einem Lenksystem, insbesondere einem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, eingesetzt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein solches Schneckengetriebe.The invention relates to a method for producing a globoid screw for a worm gear, which is used in a steering system, in particular a steering system of a motor vehicle. The invention further relates to such a worm gear.

Stand der TechnikState of the art

Schneckengetriebe, die auch als Schraubradgetriebe bezeichnet werden, stellen eine Art eines Schraubwälzgetriebes dar. Solche Schneckengetriebe umfassen eine schraubenförmige Schnecke bzw. ein Schraubrad, die bzw. das bei Drehbewegungen ein in diese bzw. dieses eingreifendes Zahnrad bzw. Schneckenrad dreht. Schneckengetriebe sind somit Zahnradgetriebe mit im Allgemeinen rechtwinklig gekreuzten Achsen. Die in der Regel treibende Schnecke mit üblicherweise zylindrischer 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 gearboxes, which are also referred to as helical gearboxes, represent a type of helical-worm gearbox. Such worm gearboxes comprise a helical worm gear or a helical gear which, when rotating, rotates a gear or worm gear engaging in it. Worm gearboxes are thus gearwheel gearboxes with axes that are generally crossed at right angles. The generally driving worm with a usually cylindrical configuration cooperates with the associated worm wheel meshing in the worm with corresponding toothing. The contact between the worm and worm wheel takes place in lines within an engagement field. For this purpose, worms have one or more teeth that are wound around the worm axis like threads of screws with 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 oder einer Hydraulikpumpe bereitgestellt, verstärkt wird.Such worm gears are used in steering devices, such as, for example, power steering systems, for transmitting steering torques to the rack of the steering system. In turn, power steering systems are used to reduce the force required to actuate the steering wheel of a motor vehicle when steering while stationary, when maneuvering or at low driving speeds. The power steering assists the driver when steering, in that the force applied by the driver is amplified by an additionally applied torque, for example provided by an electric motor or a hydraulic pump.

Es werden hierin globoidisch ausgeführte Schnecken betrachtet, die auch als Globoidschnecken bezeichnet werden. Diese erweisen sich in der Anwendung gegenüber Schnecken mit zylindrischer Verzahnung als vorteilhaft, da diese eine höhere Tragfähigkeit und bessere Wirkungsgrade haben. Allerdings erweist sich die Herstellung dieser Schnecken, insbesondere bei zerspanenden Verfahren, als sehr aufwändig.Globoidal screws, which are also referred to as globoid screws, are considered here. In use, these have proven to be advantageous compared to screws with cylindrical teeth, since they have a higher load capacity and better efficiency. However, the production of these screws, particularly in the case of machining processes, has proven to be very complex.

Üblicherweise werden Globoidschnecken bzw. globoidisch ausgeführte Schnecken mittels sehr komplexer Fertigungsverfahren, die sehr aufwändig und teuer sind, hergestellt.Usually, globoid screws or globoid screws are manufactured using very complex manufacturing processes that are very complex and expensive.

Die Druckschrift DE 26 03 597 beschreibt ein Globoidschneckengetriebe und ein Verfahren zur Herstellung einer Globoidschnecke. Bei dem Verfahren wird durch Abwälzen eines Globoidschneckenrohlings und eines rotierenden Abtragswerkzeugs aufeinander mit anschließender Finishbearbeitung der Windungsflanken der Globoidschnecke diese hergestellt. Dabei wird als rotierendes Abtragswerkzeug ein Fräser verwendet, bei dem die Schneidkanten der Zähne auf einer Erzeugungsfläche angeordnet sind, die die Form der Flanken der Zähne des Schneckenstirnrads des Globoidschneckengetriebes aufweist, wobei die Finishbearbeitung mittels einer Honahle durchgeführt wird, deren Zahnflanken den Flanken der Zähne des Schneckenstirnrads entsprechen.The publication DE 26 03 597 describes a globoid worm gear and a method for producing a globoid worm. In the process, a globoid screw blank and a rotating removal tool are rolled onto one another with subsequent finishing of the winding flanks of the globoid screw. A milling cutter is used as the rotating removal tool, in which the cutting edges of the teeth are arranged on a production surface which has the shape of the flanks of the teeth of the worm spur gear of the globoid worm gear, the finishing being carried out by means of a honing tool, the tooth flanks of which are the flanks of the teeth of the Correspond to the worm gear.

Aus der Druckschrift DE 10 2013 013 606 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung globoider Schnecken mit Zahnprofil zum Umformen bekannt. Bei dem Verfahren wird die zu fertigende Schnecke von mindestens einer Walze mit Zähnen durch eine translatorische und/oder rotatorische Bewegung in Walzenachsenrichtung und eine gleichzeitige Drehung der Schnecke um die Schneckenachse so umgeformt, dass ein Zahnprofil auf der Schneckenachse entsteht. Bei dem Verfahren kann vorgesehen sein, dass zwei Walzen gegenüberliegend angeordnet sind.From the publication DE 10 2013 013 606 A1 a method for producing globoid screws with tooth profile for forming is known. In the method, the worm to be manufactured is reshaped by at least one roller with teeth by means of a translational and / or rotary movement in the direction of the roller axis and a simultaneous rotation of the worm about the worm axis so that a tooth profile is formed on the worm axis. The method can provide that two rollers are arranged opposite one another.

Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Schneckengetriebe nach Anspruch 8 vorgestellt. Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.Against this background, a method with the features of claim 1 and a worm gear according to claim 8 are presented. Embodiments result from the dependent claims and the description.

Das beschriebene Verfahren zum Herstellen einer Globoidschnecke für ein Schneckengetriebe, das in einem Lenksystem, insbesondere einem Lenkgetriebe, eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommen kann, sieht vor, dass die Globoidschnecke mittels Metallpulverspritzguss hergestellt wird.The described method for producing a globoid screw for a worm gear, which can be used in a steering system, in particular a steering gear, of a motor vehicle, provides that the globoid screw is manufactured by means of metal powder injection molding.

Unter Metallpulverspritzguss ist ein Urformverfahren zur Herstellung von metallischen Bauteilen zu verstehen, das insbesondere für Bauteile mit komplexer Geometrie geeignet ist. Dabei wird feines Metallpulver mit einem organischen Binder vermischt und dann auf einer Spritzgussmaschine in Form gebracht. Anschließend wird der Binder wieder entfernt und das Bauteil wird bei hoher Temperatur gesintert. Es wird auf diese Weise ein Bauteil erhalten, wobei die mechanischen Vorteile gesinterter Bauteile mit der Formgebungsvielfalt des Spritzgießens verbunden werden können.Metal powder injection molding is to be understood as a primary molding process for the production of metallic components, which is particularly suitable for components with complex geometries. Fine metal powder is mixed with an organic binder and then shaped on an injection molding machine. The binder is then removed again and the component is sintered at high temperature. In this way, a component is obtained, the mechanical advantages of sintered components being able to be combined with the variety of shapes of injection molding.

Es wird somit ein einfaches und kostengünstiges Herstellungsverfahren für Globoidschnecken bzw. globoidisch ausgeführte Schnecken beschrieben, die dann wiederum in einem Schneckengetriebe eingesetzt werden können. Die Globoidschnecke wird dabei mittels Metallpulverspritzguss bzw. MIM-Verfahren (MIM: Metal Injection Moulding) hergestellt. Mit diesem Verfahren kann nahezu jede Metall-Legierung hergestellt werden und das Verfahren zeichnet sich durch eine hohe Maßgenauigkeit mit Standard-Toleranzen von ca. ±0.05mm, abhängig von den Bauteildimensionen, und eine hohe Oberflächenqualität mit Ra < 1µm aus.A simple and inexpensive production process for globoid screws or globoid screws is thus described, which in turn can then be used in a worm gear. The globoid snail is produced by means of metal powder injection molding or MIM (MIM: Metal Injection Molding). Almost any metal alloy can be produced with this process and the process is characterized by a high dimensional accuracy with standard tolerances of approx. ± 0.05mm, depending on the component dimensions, and a high surface quality with Ra <1µm.

In Ausgestaltung werden zur Herstellung des Ausgangsmaterials Metallpulver der gewünschten Legierung miteinander vermischt. Diesem Pulver werden dann ein thermoplastischer Kunststoff und Additive unter Wärmezufuhr beigemengt, die auch als Binder bezeichnet werden, bis eine zähflüssige Masse entsteht. Nach dem Abkühlen wird diese Masse zu einem Granulat weiterverarbeitet. Anschließend wird dieses Metall-Kunststoff-Granulat mittels einer speziell modifizierten Spritzgussmaschine, ähnlich dem Kunststoff-Spritzguss-Verfahren, in die Kavitäten eines Werkzeugs gedrückt und somit ein sogenannter Grünling mit etwa 10 % Binder und etwa 90 % Metallpulver hergestellt.In an embodiment, metal powder of the desired alloy is mixed with one another to produce the starting material. This powder is then mixed with a thermoplastic and additives with the addition of heat, which are also referred to as binders, until a viscous mass is formed. After cooling, this mass is processed into granules. This metal-plastic granulate is then pressed into the cavities of a tool by means of a specially modified injection molding machine, similar to the plastic injection molding process, and a so-called green body with approximately 10% binder and approximately 90% metal powder is thus produced.

Die Form jeder einzelnen Kavität entspricht dabei der Negativform der Globoidschnecke bzw. der globoidisch ausgeführten Schnecke zweckmäßigerweise einschließlich einem Schwindungsaufmaß. Die Festigkeit des Grünlings entspricht der Festigkeit von thermoplastischen Kunststoffteilen. Nun folgt die Entbinderung des Grünlings. Dabei wird der Kunststoff aus dem Grünling herausgelöst. Dieser Verfahrensschritt wird meist direkt in der Sinteranlage durchgeführt, aus dem Grünling wird dabei der Bräunling.The shape of each individual cavity suitably corresponds to the negative shape of the globoid screw or the globoid screw, expediently including a shrinkage allowance. The strength of the green compact corresponds to the strength of thermoplastic parts. Now the green body is debindered. The plastic is released from the green compact. This process step is usually carried out directly in the sintering plant, and the green compact becomes the brown compact.

Typischerweise ohne Unterbrechung des Prozesses wird der Bräunling gesintert. Die Temperatur wird bis knapp unter den Schmelzpunkt des Metalls erhöht, dabei setzt die Versinterung der Metallpartikel ein.The brown compact is typically sintered without interrupting the process. The temperature is raised to just below the melting point of the metal, during which the sintering of the metal particles begins.

Dieses Verfahren bietet hohe Kostenvorteile bei der Produktion großer Stückzahlen im Vergleich zu alternativen Fertigungsverfahren, da meistens auf Nacharbeit verzichtet werden kann und ist daher insbesondere für die Großserienproduktion geeignet.This process offers high cost advantages in the production of large quantities compared to alternative manufacturing processes, since rework is usually not necessary and is therefore particularly suitable for large-scale production.

In einer Ausführung wird eine Nachbearbeitung bzw. Endbearbeitung zumindest der Zahnflanken der Schecke vorgenommen. Diese Endbearbeitung wird auch als Finishing bezeichnet. Dabei kann ein Rollieren, ein Streamfinishing, ein Gleitschleifen, ein Bandschleifen oder ein Bürsten als Finishing-Prozess eingesetzt werden.In one embodiment, at least the tooth flanks of the pint are reworked or finished. This finishing is also called finishing. Rolling, stream finishing, vibratory grinding, belt grinding or brushing can be used as the finishing process.

Es wird weiterhin ein Schneckengetriebe vorgestellt, das ein Schneckenrad und eine Schnecke, die nach dem hierin beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, umfasst. Das Schneckenrad kann ein Kunststoff-Zahnrad sein. Hierfür kann auch ein Zahnrad mit Kunststoff-Verzahnung eingesetzt werden, das dann mit der Schnecke, die wie hierin beschrieben gefertigt wird, kombiniert wird. In diesem Fall ist das E-Modul der Verzahnung des Schneckenrads niedriger als dasjenige der Schnecke, so dass die Verzahnung sich der MIM-Schnecke anpassen kann. A worm gear is furthermore presented which comprises a worm wheel and a worm which has been produced by the method described herein. The worm wheel can be a plastic gear. A gearwheel with plastic teeth can also be used for this, which is then combined with the worm, which is manufactured as described herein. In this case, the modulus of elasticity of the toothing of the worm wheel is lower than that of the worm, so that the toothing can adapt to the MIM worm.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.Further advantages and refinements of the invention result 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 goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the present invention.

Figurenlistelist of figures

  • 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ausführung eines Schneckengetriebes nach dem Stand der Technik. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a worm gear according to the prior art.
  • 2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ausführung eines Schneckengetriebes der hierin beschriebenen Art. 2 shows a schematic representation of an embodiment of a worm gear of the type described herein.
  • 3 zeigt in einem Flussdiagramm einen möglichen Ablauf des beschriebenen Verfahrens. 3 shows in a flow chart a possible sequence of the described method.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically in the drawings using embodiments and is described in detail below with reference to the drawings.

1 zeigt eine Ausführung eines Schneckengetriebes nach dem Stand der Technik, das insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Das Schneckengetriebe 10 umfasst ein Schneckenrad 12 und eine Schnecke 14, die zusammenwirken. Zu beachten ist, dass die Schnecke 14 eine zylindrische Verzahnung hat. 1 shows an embodiment of a worm gear according to the prior art, the total with the reference number 10 is designated. The worm gear 10 includes a worm wheel 12 and a snail 14 that work together. It should be noted that the snail 14 has a cylindrical toothing.

2 zeigt eine Ausführung eines Schneckengetriebes, das insgesamt mit der Bezugsziffer 50 bezeichnet ist. Dieses Schneckengetriebe 50 umfasst ein Schneckenrad 52 und eine Globoidschnecke 54, die zur Kraftübertragung zusammenwirken. Die Globoidschnecke 54 ist mittels Metallpulverspritzguss, wie dies hierin beschrieben ist, hergestellt. Das Schneckenrad 52 weist eine Verzahnung 56 auf, die aus Kunststoff gefertigt ist und somit weicher als das metallische Material der Globoidschnecke 54 ist, d. h. das E-Modul der Verzahnung 56 ist niedriger als das E-Modul der Globoidschnecke 54. 2 shows an embodiment of a worm gear, the total with the reference number 50 is designated. This worm gear 50 includes a worm wheel 52 and a globoid snail 54 that work together to transmit power. The globoid snail 54 is made using metal powder injection molding as described herein. The worm wheel 52 has a toothing 56 which is made of plastic and is therefore softer than the metallic material of the globoid screw 54 is, ie the modulus of elasticity of the toothing 56 is lower than the modulus of elasticity of the globoid screw 54 ,

Es wird somit ein Schraubrad- bzw. Schneckengetriebe 50 mit Globoidschnecke 54 bzw. globoidisch ausgeführter Schnecke für Lenksysteme mit elektromechanischer Lenkunterstützung vorgestellt.It becomes a helical gear or worm gear 50 with globoid screw 54 respectively. Globoidal worm for steering systems with electromechanical steering support presented.

Zu beachten ist, dass die Verwendung von Globoidschnecken bzw. globoidisch ausgeführten Schnecken wesentliche Vorteile bezüglich der Leistungsdichte bzw. Tragfähigkeit derartiger Getriebe hat. Durch die im Vergleich zu zylindrisch ausgeführten Schraubritzeln bzw. Schnecken, wie diese in 1 dargestellt ist, größere Überdeckung, d. h. es sind mehr Zähne im Eingriff, können Getriebe mit Globoidschnecken bzw. globoidisch ausgeführten Schnecken größere Drehmomente bei gleichem Getriebebauraum übertragen. Dies bedeutet auch, dass bei identischen Vorgaben hinsichtlich Drehmoment Getriebe mit Globoidschnecken bzw. globoidisch ausgeführten Schnecken im Vergleich mit zylindrisch ausgeführten Schraubritzeln bzw. Schnecken kleiner ausgeführt werden können, was sich vorteilhaft auf den Getriebebauraum auswirkt.It should be noted that the use of globoid screws or globoid screws has significant advantages with regard to the power density and load-bearing capacity of such gearboxes. In comparison to the cylindrical pinions or worms, like those in 1 is shown, greater overlap, ie there are more teeth in engagement, gearboxes with globoidal screws or globoidal screws can transmit larger torques with the same gearbox installation space. This also means that with identical specifications with regard to torque, gearboxes with globoidal screws or globoidally designed screws can be made smaller in comparison with cylindrical screw pinions or screws, which has an advantageous effect on the gearbox installation space.

Ein weiterer Vorteil von Globoidschnecken bzw. globoidisch ausgeführten Schnecken in Verbindung mit einem Gegenrad aus Kunststoff, das ebenfalls zylindrisch oder globoidisch ausgebildet sein kann, ist die im Vergleich zu zylindrisch ausgeführten Schraubritzeln bzw. Schnecken reduzierte Zahnflanken-Kontaktpressung im Eingriffsbereich zwischen den beiden Verzahnungspartnern. Daraus folgend ist die plastische Deformation der Kunststoff-Zahnflanken des Gegenrads, insbesondere bei großen Drehmomenten und hohen Temperaturen, weniger stark ausgeprägt.Another advantage of globoidal worms or globoidal worms in connection with a plastic counter gear, which can also be cylindrical or globoidal, is the reduced tooth flank contact pressure in the area of engagement between the two gear partners compared to cylindrical pinions or worms. As a result, the plastic deformation of the plastic tooth flanks of the counter gear is less pronounced, especially at high torques and high temperatures.

3 zeigt in einem Flussdiagramm einen möglichen Ablauf des vorgestellten Verfahrens zur Herstellung einer Globoidschnecke. In einem ersten Schritt 100 wird ein Metallpulver der gewünschten Legierung mit einem Binder unter Wärmezufuhr verbunden. In einem anschließenden Schritt 102 wird die erhaltene Masse zu einem Granulat weiterverarbeitet. Es wird dann in einem Schritt 104 mit einer Spritzgussmaschine das Granulat in die Kavität eines Werkzeugs gedrückt. Es folgt dann in einem Schritt 106 die Entbinderung. Das dabei entstehende Bauteil wird dann in einem Schritt 108 gesintert, so dass am Ende die gewünschte Globoidschnecke erhalten wird. 3 shows in a flow chart a possible sequence of the presented method for producing a globoid screw. In a first step 100 a metal powder of the desired alloy is bonded to a binder with the application of heat. In a subsequent step 102 the mass obtained is processed into granules. It will then be in one step 104 using an injection molding machine to press the granules into the cavity of a tool. It then follows in one step 106 childbirth. The resulting component is then in one step 108 sintered so that the desired globoid screw is obtained at the end.

Ein besonderer Vorteil des vorgestellten Verfahrens besteht darin, dass Bauteile mit anspruchsvoller Geometrie, die ansonsten nur mehrteilig zu fertigen sind, in einem Stück hergestellt werden können.A particular advantage of the method presented is that components with a sophisticated geometry, which can otherwise only be produced in several parts, can be produced in one piece.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for better information for the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 2603597 [0006]DE 2603597 [0006]
  • DE 102013013606 A1 [0007]DE 102013013606 A1 [0007]

Claims (9)

Verfahren zum Herstellen einer Globoidschnecke (54) für ein Schneckengetriebe (50), das zum Einsatz in einem Lenksystem, insbesondere einem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, eingerichtet ist, wobei die Globoidschnecke (54) mittels Metallpulverspritzguss hergestellt wird.Method for producing a globoid screw (54) for a worm gear (50), which is set up for use in a steering system, in particular a steering system of a motor vehicle, the globoid screw (54) being produced by means of metal powder injection molding. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zum Herstellen der Globoidschnecke (54) Metallpulver mit einem Binder unter Wärmezufuhr verbunden wird, so dass eine Masse entsteht, die nach Abkühlen zu einem Granulat verarbeitet wird, dieses Granulat mit einer Spritzgussmaschine in Kavitäten eines Werkzeugs gedrückt wird, so dass ein Grünling entsteht, dieser Grünling entbindert wird, so dass ein Bräunling entsteht, der gesintert wird.Procedure according to Claim 1 , in which to produce the globoid screw (54), metal powder is bonded with a binder with the application of heat, so that a mass is formed which, after cooling, is processed into granules, these granules are pressed into cavities of a tool using an injection molding machine, so that a green body arises, this green compact is debinded, so that a brown compact is produced which is sintered. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem ein Grünling mit etwa 10 % Binder und etwa 90 % Metallpulver hergestellt wird.Procedure according to Claim 2 , in which a green body is produced with approximately 10% binder and approximately 90% metal powder. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem ein Binder verwendet wird, der einen thermoplastischen Kunststoff und Additive umfasst.Procedure according to Claim 2 or 3 which uses a binder comprising a thermoplastic and additives. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem der Schritt der Entbinderung in einer Sinteranlage durchgeführt wird, in der der Bräunling gesintert wird.Procedure according to one of the Claims 2 to 4 , in which the debinding step is carried out in a sintering plant in which the brown product is sintered. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem abschließend eine Endbearbeitung der Zahnflanken der Globoidschnecke (54) vorgenommen wird.Procedure according to one of the Claims 1 to 5 , in which the tooth flanks of the globoid screw (54) are finally finished. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem für die Endbearbeitung der Zahnflanken ein Finishing-Prozess gewählt ist, der ausgewählt ist aus folgenden Prozessen: - Rollieren, - Streamfinishing, - Gleitschleifen, - Bandschleifen, - Bürsten.Procedure according to Claim 6 , in which a finishing process is selected for the finishing of the tooth flanks, which is selected from the following processes: - rolling, - stream finishing, - surface grinding, - belt grinding, - brushing. Schneckengetriebe für ein Lenksystem, insbesondere für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem Schneckenrad (52) und einer Globoidschnecke (54), die nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergerstellt ist.Worm gear for a steering system, in particular for a steering system of a motor vehicle, with a worm wheel (52) and a globoid worm (54), which according to one of the Claims 1 to 7 is manufactured. Schneckengetriebe nach Anspruch 8, das ein Schneckenrad (52) mit Kunststoff-Verzahnung aufweist.Worm gear after Claim 8 , which has a worm wheel (52) with plastic teeth.
DE102018213003.5A 2018-08-03 2018-08-03 Method of making a globoid worm for a worm gear Pending DE102018213003A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018213003.5A DE102018213003A1 (en) 2018-08-03 2018-08-03 Method of making a globoid worm for a worm gear

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018213003.5A DE102018213003A1 (en) 2018-08-03 2018-08-03 Method of making a globoid worm for a worm gear

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018213003A1 true DE102018213003A1 (en) 2020-02-06

Family

ID=69168412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018213003.5A Pending DE102018213003A1 (en) 2018-08-03 2018-08-03 Method of making a globoid worm for a worm gear

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018213003A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10014403A1 (en) * 2000-03-24 2001-09-27 Wolfgang Kochanek Process for the powder metallurgy production of metal bodies comprises mixing a metal compound powder such as oxide powder with a rheology-improving additive, removing the additive; and reducing the metal compound using a reducing gas
DE102005043772A1 (en) * 2005-09-14 2007-03-15 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Method for producing an article from at least one independent moving part and a fixing part

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10014403A1 (en) * 2000-03-24 2001-09-27 Wolfgang Kochanek Process for the powder metallurgy production of metal bodies comprises mixing a metal compound powder such as oxide powder with a rheology-improving additive, removing the additive; and reducing the metal compound using a reducing gas
DE102005043772A1 (en) * 2005-09-14 2007-03-15 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Method for producing an article from at least one independent moving part and a fixing part

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
OBE Ohnmacht & Baumgärtner GmbH & Co. KG: MIMplus Metallpulverspritzguss. S. 1 – 11, 05-2018. URL: https://www.obe.de/images/download/mimplus_d.pdf [abgerufen am 5.4.2019] *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60211362T2 (en) METHOD FOR PRODUCING GEAR WHEELS FROM POWDER METAL
EP1841557B1 (en) Method for producing gear wheels
EP2637811B1 (en) Method for forming a workpiece
DE60007857T2 (en) Method of compacting the wall of an opening of a metallic powder blank
DE102010052691A1 (en) Cone and hypoid gear and manufacturing process
DE102007000163A1 (en) Method for producing an element with a face-toothed surface
DE60024210T2 (en) Process for the production of gears
EP1133374A1 (en) Method for producing a sintered part with a subsequent shaping of the green compact
DE3325037C1 (en) Sintered metal body provided with at least one toothing
EP0370562B1 (en) Process and apparatus for working the tooth flanks of coupling devices prepared by powder metallurgy
DE102016123407A1 (en) Method for surface compacting and calibrating a sintered component
DE102011102288B4 (en) Device and method for producing a spur gear with a helical toothing
DE60111794T2 (en) Gear and shaft and process for their preparation
DE102017001211A1 (en) Method and device for producing a helical metal profile and method for producing helical gears
EP1003619A1 (en) Method for producing a gear wheel, device for carrying out the method, and wheel produced by this method
DE102009045231A1 (en) Multiple station matrices for extruding teeth
DE102004010444B4 (en) Method for producing an inner contour with an inner mandrel acting on the inner wall of a pot-shaped or annular rotationally symmetrical workpiece
DE102009029407A1 (en) Method for manufacturing motion transmitting steering component in steering system of vehicle, involves manufacturing steering component out of semi-finished products by machining
DE102007035493B4 (en) Method for producing a tool for a bevel gear production
DE102018213003A1 (en) Method of making a globoid worm for a worm gear
DE3408065C1 (en) Process for the production of clutch gears
DE102018212997A1 (en) Method of making a globoid worm for a worm gear
DE102014002219A1 (en) Method and device for producing a toothed wheel together with clamping means
DE4321779B4 (en) Method for producing a starter ring gear from sheet metal and starter ring gear produced by the method
DE102013106686A1 (en) gear

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified