DE19835121A1 - Worm gearbox for electrical steering aid for car has two evolute worms with different pitch directions plus two output evolute gears whose tooth pitches are matched - Google Patents
Worm gearbox for electrical steering aid for car has two evolute worms with different pitch directions plus two output evolute gears whose tooth pitches are matchedInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schneckenge triebe für eine elektrische Lenkhilfe für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a worm gear drives for an electric steering aid for motor vehicles according to the preamble of claim 1.
Derartige Schneckengetriebe sind üblicherweise als gekreuzte Zahnradgetriebe ausgeführt, die eine Schnecke und ein Antriebsrad (oder Schneckenrad) aufweisen, die mit an ihren jeweiligen Umfangsflächen vorgesehenen Zähnen mitein ander kämmen. Die beiden Achsen der Schnecke und des Schneckenrades sind üblicherweise um einen vorgegebenen Achswinkel zueinander versetzt und im Abstand voneinander angeordnet. Der Grundkörper der bekannten Schneckengetriebe kann entweder ein Zylinder oder ein Globoid sein, wobei die zylindrische Schnecke entweder mit einem Stirnrad oder mit einer Zahnstange zusammenwirken kann.Such worm gears are usually as crossed gearboxes running a worm and have a drive wheel (or worm wheel) with teeth provided on their respective peripheral surfaces combing others. The two axes of the snail and the Worm wheels are usually around a given one Axis angle offset and at a distance from each other arranged. The basic body of the well-known worm gear can be either a cylinder or a globoid, the cylindrical worm either with a spur gear or with a rack can work together.
Bisher übliche Schneckengetriebe mit Zylinder-Schnecke und Schneckenrad zeichnen sich ganz allgemein durch eine im Vergleich zu Schraub-Stirnradgetrieben höhere Belastbarkeit und einen besseren Wirkungsgrad in Folge der Linienberüh rung der Flanken aus. Ausserdem sind mit Schneckengetrieben grosse Übersetzungen in einer Stufe möglich.Previously common worm gear with cylindrical worm and worm wheel are generally characterized by an im Higher load capacity than screw helical gear units and better efficiency as a result of the line contact flanks. Also with worm gears large translations possible in one step.
In der DE C 33 06 440 ist z. B. ein Globoid-Schnecken getriebe beschrieben, das aus einem schräg verzahnten Evol ventenstirnrad und einer Globoidschnecke besteht. Aufgrund der darin beschriebenen Beziehungen für Schrägungswinkel am Teilkreis des Rades, Normalschnittmodul des Rades und mitt leren Durchmesser der Globoidschnecke erhält man optimale Verzahnungsgeometrien mit entsprechend höherer Lebensdauer gegen Verschleiss. Diese Globoid-Schneckengetriebe eignen sich insbesondere für den allgemeinen Maschinenbau mit sei nen Forderungen nach gekreuzter Achslage, grosser Überset zung einer Stufe und schwingungs- sowie geräuscharmen Lauf.In DE C 33 06 440 z. B. a globoid snail described gearbox, which consists of a helical toothed Evol venter spur gear and a globoid screw. Because of of the relationships described for helix angles on Pitch circle of the wheel, normal cutting module of the wheel and mitt The diameter of the globoid screw is optimal Gear geometries with a correspondingly longer service life against wear. These globoid worm gears are suitable especially for general mechanical engineering demands for crossed axis position, large ratio a step and vibration and low-noise running.
Ein weiteres Schneckengetriebe ist aus der DE-A 195 18 194 bekannt, wobei Schnecke und Schneckenrad um einen Achswinkel zueinander versetzt und beabstandet ange ordnet sind und mit an ihren jeweiligen Mantelflächen ange ordnete Zähnen bzw. Schneckengängen miteinander kämmen. Die Schnecke ist dabei als asymmetrische Globoidschnecke mit einem Grundkörper mit teilgloboidartiger Aussenkontur aus gebildet, wobei die asymmetrische Globoidschnecke seitlich versetzt zum höchsten Punkt des Schneckenrades angeordnet ist. Mit diesem bekannten Schneckengetriebe wird eine Ver lagerung des Wälzpunktes in Richtung Antriebseinrichtung und damit eine Verkürzung der Antriebswelle zwischen Schnecke und Antriebseinrichtung erzielt. Bei der aus Fig. 6 dieser Druckschrift bekannten Ausführungsform eines Schneckengetriebes sind zwei Schnecken auf einer gemeinsa men Antriebswelle vorgesehen sowie zwei parallel nebenein ander liegende Schneckenräder mit dem gleichen Aussendurch messer, die auf der angetriebenen Welle angeordnet sind. Die als asymmetrische Globoidschnecken ausgebildeten Grund körper liegen mit ihren schmalen Stirnseiten einander ge genüber. Die Verzahnungen der beiden Schneckenräder und die Schneckengänge der beiden Schnecken sind derart gewählt, dass sich bei Drehung der Antriebswelle in einer Richtung das eine Schneckenrad in dieselbe Richtung und das andere Schneckenrad in entgegengesetzte Richtung dreht. Sofern die beiden kämmenden Schnecken und die beiden Schneckenräder jeweils gleiche Verhältnisse von Schneckenradzähnezahl und Schneckengangzahl aufweisen, drehen die beiden Schneckenrä der mit gleicher Geschwindigkeit in gegensinnige Richtun gen. Zu diesem Zweck sind die Steigungsrichtungen der Schneckengänge der beiden Schnecken gegensinnig zueinander angeordnet, um derart die gegensinnige Drehung der Schnec kenräder zu erzielen.Another worm gear is known from DE-A 195 18 194, the worm and worm wheel being offset from one another by an axial angle and spaced apart and meshing with teeth or worm gears arranged on their respective lateral surfaces. The worm is designed as an asymmetrical globoid worm with a base body with a partially globoid-like outer contour, the asymmetrical globoid worm being arranged laterally offset from the highest point of the worm wheel. With this known worm gear a Ver storage of the pitch point in the direction of the drive device and thus a shortening of the drive shaft between the worm and drive device is achieved. In the embodiment of a worm gear known from FIG. 6 of this document, two worms are provided on a common drive shaft and two parallel worm wheels with the same outside diameter, which are arranged on the driven shaft. The basic bodies, which are designed as asymmetrical globoid snails, face each other with their narrow faces. The toothing of the two worm gears and the worm threads of the two worms are selected such that when the drive shaft rotates in one direction, one worm gear rotates in the same direction and the other worm gear rotates in the opposite direction. Provided that the two intermeshing worms and the two worm gears each have the same ratio of worm gear teeth number and worm gear number, the two worm wheels rotate in opposite directions at the same speed To achieve rotation of the worm wheels.
Ein weiteres bekanntes Schneckengetriebe besteht dar in, dass von einem Antriebsmotor eine erste Schnecke ange trieben wird, die mit einem Schneckenrad kämmt, wobei die Antriebswelle mit einem Ritzel versehen ist, welches mit einem zweiten benachbarten Ritzel kämmt, wodurch eine zwei te Schnecke gegensinnig angetrieben wird, die ebenfalls mit einem Schneckenrad kämmt. Die Schneckenräder werden abwech selnd mittels einer Kupplung mit der anzutreibenden Welle, z. B. der Lenksäule eines Kraftfahrzeuges verbunden.Another known worm gear is in that a first worm is driven by a drive motor is driven, which meshes with a worm wheel, the Drive shaft is provided with a pinion, which with a second adjacent pinion meshes, creating a two te screw is driven in opposite directions, which also with a worm gear. The worm wheels are alternated selectively by means of a clutch with the shaft to be driven, e.g. B. the steering column of a motor vehicle.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schnec kengetriebe für eine elektrische Lenkhilfe für ein Kraft fahrzeug zu schaffen, das möglichst wenig verzahnte Teile aufweist und das besonders geräuscharm ist.The object of the present invention is a Schnec gearbox for an electric steering aid for a power vehicle to create the least possible number of toothed parts has and that is particularly quiet.
Ausgehend von einem Schneckengetriebe der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Un teransprüchen beschrieben.Starting from a worm gear at the beginning This type of problem is solved with specified in the characterizing part of claim 1 Characteristics; advantageous embodiments are in the Un Described claims.
Bei dem erfindungsgemässen Schneckengetriebe für eine elektrische Lenkhilfe für ein Kraftfahrzeug, bei dem zwei im Abstand voneinander auf der Antriebswelle fest angeord nete Schneckenräder mit zwei auf einer Lenkwelle fest ange ordneten Abtriebsrädern in Verbindung steht, ist also vor gesehen, dass die beiden Schnecken Evolventenschnecken sind mit unterschiedlichen Steigungsrichtungen ihrer Schnecken gänge und dass die beiden Antriebsräder Evolventenräder sind, deren Verzahnungssteigungen an die Steigungen der Evolventenschnecken angepasst sind.In the worm gear according to the invention for a electric steering aid for a motor vehicle, in which two spaced apart on the drive shaft Nete worm wheels with two fixed on a steering shaft orderly driven gears is connected, is therefore before seen that the two snails are involute snails with different pitch directions of their snails gears and that the two drive wheels involute wheels are, whose toothing pitches to the slopes of Involute snails are adapted.
Die Evolventenschnecken können eine zylindrische Au ssenkontur aufweisen, wobei in diesem Fall die Evolventen räder vorteilhafterweise eine konische Gestalt aufweisen; sofern die Evolventenschnecken eine konische Aussenkontur aufweisen, sind die Evolventenräder vorteilhafterweise zy lindrisch ausgestaltet.The involute screws can have a cylindrical Au have contour, in which case the involutes wheels advantageously have a conical shape; provided the involute screws have a conical outer contour have, the involute wheels are advantageously zy designed lindrisch.
Das erfindungsgemässe Schneckengetriebe ist einfach und kostengünstig in der Herstellung und äusserst ge räuscharm. Da sowohl das Schneckenrad als auch die Ab triebsräder eine Evolventenverzahnung aufweisen, können diese Teile auf herkömmlichen Maschinen zur Ausbildung von Verzahnungen hergestellt werden, wobei für die Serienferti gung auch Schnecken und Abtriebsräder aus Kunststoff im Spritzgussverfahren oder mit Hilfe von Sinterwerkstoffen hergestellt werden können.The worm gear according to the invention is simple and inexpensive to manufacture and extremely ge low noise. Since both the worm wheel and the Ab drive wheels can have involute teeth these parts on conventional machines for training Gears are manufactured, whereby for series production also screws and driven gears made of plastic in the Injection molding process or with the help of sintered materials can be produced.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert; Es zeigenIn the following the invention with reference to the drawing explained in more detail; Show it
Fig. 1a und 1b Darstellungen eines herkömmlichen Schneckengetriebes, Fig. 1a and 1b representations of a conventional worm gear,
Fig. 2a und 2b Teil-Darstellungen eines herkömmlichen Globoid-Schneckengetriebes und FIGS. 2a and 2b partial views of a conventional enveloping worm gear and
Fig. 3 eine Teildarstellung eines Ausführungsbei spiels eines erfindungsgemässen Schneckenge triebes. Fig. 3 is a partial representation of a game Ausführungsbei an inventive worm gear.
Bei der in den Fig. 1a und 1b schematisch dargestell ten Teilanordnung eines herkömmlichen Schneckengetriebes ist mit 11 ein Antriebsmotor, insbesondere ein Elektromo tor, bezeichnet, dessen Antriebswelle mit einer Schnecke 14 verbunden ist, die mit einem Schneckenrad 16 kämmt. Paral lel zur Schnecke 14 ist eine weitere Schnecke 15 vorgese hen, die mit einem ihr zugeordneten Schneckenrad 17 kämmt. Die Schnecke 15 ist über eine Welle mit einem Ritzel 13 verbunden, welches mit einem auf der Antriebswelle des Mo tors 11 fest angeordneten Ritzel 12 kämmt, so dass die Drehrichtungen der beiden Ritzeln 12, 13 gegensinnig sind.When in FIGS. 1a and 1b schematically dargestell th partial arrangement of a conventional worm gear 11, a drive motor, in particular a Elektromo gate, referred to whose drive shaft is connected to a worm 14 which meshes with a worm wheel sixteenth In parallel to the worm 14 , a further worm 15 is hen, which meshes with a worm wheel 17 assigned to it. The worm 15 is connected via a shaft to a pinion 13 which meshes with a pinion 12 fixedly arranged on the drive shaft of the motor 11 , so that the directions of rotation of the two pinions 12 , 13 are in opposite directions.
Mit 18 ist z. B. die Lenkwelle einer Kraftfahrzeuglen kung bezeichnet, mit der die beiden Schneckenräder 16, 17 je nach der gewünschten Drehrichtung gekuppelt werden. Greift das Schneckenrad 16 in ein entsprechendes Gewinde an der Lenkwelle 18 ein, so dreht sich diese in Richtung des Pfeiles f'; wird hingegen anstelle des Schneckenrades 16 das Schneckenrad 17 durch eine (nicht dargestellte) Kupp lungsanordnung mit der Welle 18 verbunden, so dreht sich diese in Richtung des Pfeiles f. Die Drehrichtung des Elek tromotors 11 ist dabei gleichbleibend.At 18 z. B. denotes the steering shaft of a motor vehicle steering, with which the two worm wheels 16 , 17 are coupled depending on the desired direction of rotation. If the worm wheel 16 engages in a corresponding thread on the steering shaft 18 , this rotates in the direction of the arrow f '; is connected on the other hand, instead of the worm wheel 16, the worm wheel 17 (not shown) by a Kupp lung assembly with the shaft 18, this in the direction of arrow f rotates. The direction of rotation of Elek tromotors 11 is constant.
Der Aufbau eines derartigen herkömmlichen Schneckenge triebes ist teuer und aufgrund der Vielzahl von ineinander greifenden Verzahnungen mit einer erheblichen Geräuschent wicklung verbunden.The construction of such a conventional screw instinct is expensive and due to the large number of interlocking gripping gears with considerable noise winding connected.
Fig. 2a und 2b zeigen ein herkömmliches sogenanntes Globoid-Schneckengetriebe, wobei zwei Schnecken 20, 21 ge meinsam von einer Welle 19 angetrieben werden, um zwei par allel nebeneinander liegende Schneckenräder 23, 24, die den gleichen Aussendurchmesser aufweisen und auf der gleichen Welle 22 angeordnet sind, in Drehung zu versetzen. Die Schnecken 20, 21 sind als asymmetrische Globoid-Schnecken mit einem Grundkörper mit teilgloboidartiger Aussenkontur ausgebildet, wobei die schmalen Stirnseiten der beiden Schnecken 20, 21 einander gegenüber stehen. FIGS. 2a and 2b show a conventional so-called double enveloping worm and gear, in which two screws 20, 21 ge jointly by a shaft 19 driven by two par allel adjoining worm gears 23, 24 having the same outer diameter and on the same shaft 22 are arranged to rotate. The screws 20 , 21 are designed as asymmetrical globoid screws with a base body with a partially globoid-like outer contour, the narrow end faces of the two screws 20 , 21 facing each other.
Die Steigungsrichtungen der Schneckengänge der beiden Schnecken 20, 21 sind hierbei gegensinnig zueinander ange ordnet, um so eine gegensinnige Drehung der zugehörigen Schneckenräder 23, 24 zu bewirken, wie es durch die einge zeichneten Pfeile angedeutet ist.The directions of the screw flights of the two screws 20 , 21 are arranged in opposite directions to each other, so as to cause an opposite rotation of the associated worm wheels 23 , 24 , as indicated by the arrows drawn in.
Nachteilig bei derartigen Globoid-Schneckengetrieben ist jedoch, dass die Globoid-Schnecken nur mit grossem Auf wand hergestellt werden können und dass sie eine grosse Achsabstandsempfindlichkeit aufweisen.A disadvantage of such globoid worm gears is, however, that the globoid snails open only with a large wall can be made and that they are a big one Have center distance sensitivity.
Fig. 3 zeigt nun eine Teilansicht eines erfindungsge mässen Schneckengetriebes. Mit 1 und 3 sind hierbei zwei Evolventenschnecken mit unterschiedlichen Steigungsrichtun gen ihrer Schneckengänge bezeichnet, die auf einer An triebswelle 7 eines Antriebsmotors 5 insbesondere eines Elektromotors, angeordnet sind. Die beiden Evolventen schnecken 1 und 3 kämmen mit zugehörigen im Abstand vonein ander und parallel zueinander auf einer Lenkwelle angeord neten Evolventenrädern 2 und 4. Fig. 3 now shows a partial view of a worm gear according to the invention. With 1 and 3 , two involute screws with different Steigungsrichtun conditions of their screw flights are designated, which are arranged on a drive shaft 7 to a drive motor 5, in particular an electric motor. The two involutes screw 1 and 3 mesh with associated spaced from each other and parallel to each other on a steering shaft angeord designated involute wheels 2 and 4 .
Die Evolventenräder 2 und 4 können als konische Evol ventenräder, sogenannte Beveloid-Räder ausgebildet sind; in diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die beiden Evolventen schnecken 1 und 3 als zylindrische Evolventenschnecken aus gebildet sind. Genauso gut können auch die Evolventen schnecken als konische, sogenannte Beveloid-Schnecken aus gebildet sein, wobei in diesem Fall die Schneckenräder zy lindrische Evolventenräder sind. Schliesslich ist es auch möglich, dass sowohl die Evolventenschnecken als auch die Evolventenräder konische Verzahnungen aufweisen.The involute wheels 2 and 4 can be designed as conical evolve wheels, so-called beveloid wheels; In this case, it is advantageous if the two involute screws 1 and 3 are formed as cylindrical involute screws. The involute screws can also be formed as conical, so-called beveloid screws, in which case the worm wheels are cylindrical involute wheels. Finally, it is also possible for both the involute worms and the involute wheels to have conical toothings.
Die Anordnung der Achsen 9, 10 kann sowohl kreuzend als auch schneidend sein, wobei in Fig. 3 eine kreuzende Achsanordnung dargestellt ist, mit beliebig wählbarem Achs winkel. Die Evolventenschnecken sind dabei aus dem Kreu zungspunkt 8 heraus verschoben. Der Betrag der Verschiebung kann ebenfalls beliebig gewählt werden.The arrangement of the axes 9 , 10 can be both crossing and intersecting, with a crossing axis arrangement being shown in FIG. 3, with an arbitrarily selectable axis angle. The involute snails are shifted out of the intersection point 8 . The amount of the shift can also be chosen arbitrarily.
11
Evolventenschnecke
Involute snail
22nd
Evolventenrad
Involute wheel
33rd
Evolventenschnecke
Involute snail
44th
Evolventenrad
Involute wheel
55
Antriebsmotor
Drive motor
66
Lenkwelle
Steering shaft
77
Antriebswelle
drive shaft
88th
Achskreuzpunkt
Intersection
99
Achse
axis
1010th
Achse
axis
1111
Motor
engine
1212th
Ritzel
pinion
1313
Ritzel
pinion
1414
Schnecke
slug
1515
Schnecke
slug
1616
Schneckenrad
Worm wheel
1717th
Schneckenrad
Worm wheel
1818th
Lenkwelle
Steering shaft
1919th
Antriebswelle
drive shaft
2020th
Globoid-Schnecke
Globoid snail
2121
Globoid-Schnecke
Globoid snail
2222
Lenkwelle
Steering shaft
2323
Schneckenrad
Worm wheel
2424th
Schneckenrad
Worm wheel
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1998135121 DE19835121A1 (en) | 1998-08-04 | 1998-08-04 | Worm gearbox for electrical steering aid for car has two evolute worms with different pitch directions plus two output evolute gears whose tooth pitches are matched |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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|---|---|
| DE19835121A1 true DE19835121A1 (en) | 2000-02-10 |
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ID=7876373
Family Applications (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: B62D 504 |
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| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140301 |