DE102019216345A1 - Worm for a worm gear and method for producing such worms - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung der Verzahnung einer Schnecke für ein Schneckengetriebe, wobei die Schnecke mit einer Maschine spanend hergestellt wird, wobei an der Maschine durch einen Vorschub die Schnecke oder ein Werkzeug translatorisch bewegt wird, wobei die Geschwindigkeit des Vorschubs nicht konstant ist und gezielt variiert wird. Schnecke, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde und eine Verzahnungsoberfläche aufweist, bei der die Breite der Vorschubfacetten entlang der Verzahnungswendel der Schnecke nicht konstant istMethod for producing the toothing of a worm for a worm gear, the worm being machined with a machine, the worm or a tool being moved in translation on the machine by a feed, the speed of the feed being not constant and being varied in a targeted manner. Worm which was produced according to the method according to the invention and has a toothing surface in which the width of the feed facets along the toothing helix of the screw is not constant

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schnecke zur Anwendung in Schneckengetrieben und ein Verfahren zur Herstellung der Verzahnung einer solchen Schnecke.The present invention relates to a worm for use in worm gears and a method for producing the toothing of such a worm.

Stand der TechnikState of the art

In elektrisch unterstützten Antrieben werden oft Schneckengetriebe verwendet, wie z.B. in Lenkgetrieben oder in E-Bikes. Bei Lenkgetrieben dient ein Elektromotor dazu, die Lenkbewegung zu unterstützen, wobei die Rotation des Motors durch ein Schneckengetriebe umgewandelt wird. Bei diesen Anwendungsfällen gibt es hohe Anforderungen hinsichtlich Akustik und Haptik.Worm gears are often used in electrically assisted drives, e.g. in steering gears or in e-bikes. In steering gears, an electric motor is used to support the steering movement, the rotation of the motor being converted by a worm gear. In these applications there are high requirements in terms of acoustics and haptics.

Schnecken-Verzahnungen werden üblicherweise in einem spanenden Prozess, beispielsweise durch Fräsen, Wirbeln, Schleifen oder Wälzschälen, hergestellt. An der Maschine wird dabei ein konstanter Vorschub eingestellt, wobei entweder das Werkzeug oder das Werkstück bewegt wird. Während des Prozesses bilden sich in regelmäßiger Abfolge Späne.Worm gears are usually produced in a machining process, for example by milling, whirling, grinding or skiving. A constant feed is set on the machine, with either the tool or the workpiece being moved. Chips form in regular succession during the process.

Nachteilig bei dem beschriebenen Zerspanprozess ist, dass die Zahnflanken der Schnecken-Verzahnung aus periodischen Vorschubfacetten aufgebaut werden. Facetten sind kleine, aneinander angrenzende Flächen auf der Verzahnung, welche mikroskopisch oder auch mit bloßem Auge zu erkennen sind. Im Betrieb des Schneckengetriebes können die Facetten beim Abwälzen Schwingungen anregen, die bei entsprechenden Resonanzen verstärkt werden und zu nicht tolerierbaren Geräuschen und/oder Haptik führen können.The disadvantage of the machining process described is that the tooth flanks of the worm gear teeth are built up from periodic feed facets. Facets are small, adjacent surfaces on the toothing, which can be seen microscopically or with the naked eye. During the operation of the worm gear, the facets can excite vibrations during rolling, which are amplified with corresponding resonances and can lead to intolerable noises and / or haptics.

Es ist damit Aufgabe der Erfindung, eine Schnecken-Verzahnung so auszubilden und ein Verfahren dafür bereitzustellen, bei dem die Facettenstruktur so verändert ist, dass beim Abwälzen im Schneckengetriebe möglichst nur geringe Geräusche entstehen.It is therefore the object of the invention to design a worm tooth system in such a way and to provide a method for this in which the facet structure is changed in such a way that as little noise as possible occurs when rolling in the worm gear.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre von Anspruch 1 gelöst, indem die Vorschubgeschwindigkeit der Zerspanmaschine nicht konstant ist sondern gezielt variiert wird. Dadurch wird die Breite der Facetten in Vorschubrichtung fortlaufend oder abschnittsweise verändert. Die vorher regelmäßige Anordnung der Facetten wird damit gestört.This object is achieved by the teaching of claim 1 in that the feed speed of the cutting machine is not constant but is varied in a targeted manner. As a result, the width of the facets is changed continuously or in sections in the feed direction. The previously regular arrangement of the facets is thus disturbed.

Die Variation des Vorschubs kann unterschiedlich erfolgen, beispielsweise sägezahnförmig, blockweise oder sinusförmig. Auch Kombinationen dieser Varianten sind möglich.The feed can be varied in different ways, for example in a sawtooth, block or sinusoidal shape. Combinations of these variants are also possible.

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Figuren beschrieben. Dabei zeigen:

  • 1a eine sägezahnförmige Variation des Vorschubs
  • 1b eine sinusförmige Variation des Vorschubs
  • 2 eine Getriebeschnecke für ein Lenkgetriebe
  • 3a schematisch ein Ausschnitt einer Verzahnungsflanke einer Getriebeschnecke mit dem Facettenbild nach dem Stand der Technik
  • 3b schematisch ein Ausschnitt einer Verzahnungsflanke einer Getriebeschnecke mit einem erfindungsgemäßen Facettenbild
An exemplary embodiment is described with reference to the figures. Show:
  • 1a a sawtooth-shaped variation of the feed
  • 1b a sinusoidal variation of the feed
  • 2 a worm gear for a steering gear
  • 3a schematically a section of a tooth flank of a worm gear with the facet image according to the prior art
  • 3b schematically a section of a tooth flank of a worm gear with a facet image according to the invention

In der 1a ist eine sägezahnförmige Variation des Vorschubs zu sehen. Dargestellt sind 5 Wellen über dem Gesamtweg.In the 1a a sawtooth-shaped variation of the feed can be seen. 5 waves are shown over the entire route.

In der 1b ist ein entsprechender sinusförmiger Verlauf dargestellt.In the 1b a corresponding sinusoidal curve is shown.

In der 2 ist eine Schnecke für ein Schneckengetriebe eines Lenkgetriebes dargestellt. Die Erfindung betrifft die Ausprägung der Oberfläche der Verzahnungsflanken solcher Schnecken.In the 2 a worm for a worm gear of a steering gear is shown. The invention relates to the development of the surface of the tooth flanks of such worms.

In der 3a ist schematisch ein Teil des Facettenbildes auf der Schneckenzahnflanke dargestellt, wie es dem Stand der Technik entspricht. Nahezu kongruente Flächenstücke gleicher Breite liegen in Umfangsrichtung nebeneinander und strukturieren die Verzahnungsflanke.In the 3a a part of the facet image is shown schematically on the worm tooth flank, as it corresponds to the prior art. Almost congruent surface pieces of the same width lie next to one another in the circumferential direction and structure the tooth flank.

In der 3b ist dagegen schematisch ein Teil des Facettenbildes auf der Schneckenzahnflanke dargestellt, wie es der vorliegenden Erfindung entspricht. In Umfangsrichtung liegen fortlaufend Facetten unterschiedlicher Breite nebeneinander.In the 3b on the other hand, a part of the facet image is shown schematically on the worm tooth flank, as corresponds to the present invention. In the circumferential direction, facets of different widths lie next to one another.

In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform kann sich entlang der Vorschubrichtung die Facettenbreite auch abschnittsweise ändern, so dass jeweils innerhalb eines Abschnitts gleiche Facettenbreiten vorliegen, diese Breite aber zwischen benachbarten Abschnitten unterschiedlich ist. Eine solche Ausprägung ergibt sich, wenn der Vorschub blockweise variiert wird.In a further embodiment, not shown, the facet width can also change in sections along the feed direction, so that the same facet widths are present within a section, but this width is different between adjacent sections. Such a characteristic results when the feed is varied in blocks.

Claims (7)

Verfahren zur Herstellung der Verzahnung einer Schnecke für ein Schneckengetriebe, wobei die Schnecke mit einer Maschine spanend hergestellt wird; wobei an der Maschine durch einen Vorschub die Schnecke oder ein Werkzeug translatorisch bewegt wird; dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubgeschwindigkeit über dem Bearbeitungsweg nicht konstant ist und gezielt variiert wird.Method for producing the toothing of a worm for a worm gear, the worm being machined using a machine; the worm or a tool being moved in a translatory manner on the machine by means of a feed; characterized in that the feed rate is not constant over the machining path and is varied in a targeted manner. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubgeschwindigkeit sägezahnförmig variiert wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the feed rate is varied in a sawtooth shape. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubgeschwindigkeit blockweise variiert wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the feed rate is varied in blocks. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubgeschwindigkeit entsprechend einer vorgegebenen, stetig differenzierbaren Funktion variiert wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the feed rate is varied according to a predetermined, continuously differentiable function. Schnecke für ein Schneckengetriebe, welche nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellt ist, welche auf der Verzahnungsoberfläche eine Facettenstruktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Facetten entlang der Verzahnungswendel der Schnecke nicht konstant ist.Worm for a worm gear, which according to the method according to one of the Claims 1 to 4th which has a facet structure on the toothing surface, characterized in that the width of the facets along the toothing helix of the worm is not constant. Schnecke nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Breite der Facetten entlang der Verzahnungswendel fortlaufend ändert.Snail after Claim 5 , characterized in that the width of the facets changes continuously along the helical gear teeth. Schnecke nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Facetten mindestens zwischen aufeinanderfolgenden Abschnitten von Facetten variiert.Snail after Claim 5 , characterized in that the width of the facets varies at least between successive sections of facets.
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