DE19942252B4

DE19942252B4 - Schneckengetriebe

Info

Publication number: DE19942252B4
Application number: DE1999142252
Authority: DE
Inventors: Lothar Weber
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 1999-09-04
Filing date: 1999-09-04
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2019-09-05
Also published as: DE19942252A1

Abstract

Schneckengetriebe (1) mit einer über eine Biegefeder (14) angetriebenen Schnecke (2) und einem Schneckenrad (3), die in einem Getriebegehäuse (11) gelagert sind, wobei das Schneckenrad (3) an seinem Radkranz (6) eine glatte Laufbahn (7, 8) aufweist, auf der eine federbelastete Spannrolle (9, 10) läuft, die die Schnecke (2) radial gegen das Schneckenrad (3) drückt, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (15) ein Blechstanzteil ist, das die Schnecke (2) umfaßt, während es im mittleren Bereich von außen radial über den Radkranz (6) des Schneckenrads (3) reicht und Achsen (16, 17) für die Spannrollen (9, 10) trägt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schneckengetriebe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
In der Antriebstechnik werden Schneckengetriebe häufig in den Fällen eingesetzt, bei denen eine große Übersetzung in einer Übersetzungsstufe verwirklicht werden soll. Bei Schneckengetrieben, insbesondere bei solchen für elektrische Servolenkungen, können sich Spiele im Getriebe sehr störend auswirken. Da beim Drehrichtungswechsel die Anlage der Zahnflanken wechselt, wird ein Klopfgeräusch erzeugt, das vom Fahrer des Fahrzeugs wahrgenommen wird.
In der US 4 215 591 ist ein Schneckengetriebe mit einer Schnecke und einer Zahnstange beschrieben. Dabei wird die Zahnstange durch federbelastete Spannrollen eines Druckstückes gegen die Schnecke gedrückt. Die Schnecke ist, wie auch in der US 1 175 805 , wo eine Schnecke in ein vorgespanntes Verzahnungssegment einer Lenkeinrichtung eingreift, doppelt gelagert.
Aus der DE 43 40 203 C2 ist eine elektrisch angetriebene Lenkvorrichtung bekannt, bei der ein geregelter Elektromotor über eine Schnecke, die an einer Ausgleichswelle befestigt ist, ein Schneckenrad antreibt. Mit dem Schneckenrad ist über eine Getriebewelle ein Ritzel verbunden, das in eine Zahnstange eingreift. Diese ist an ihren Enden an einem Lenkgestänge eines Fahrzeugs angelenkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein klopfendes Geräusch im Schneckengetriebe beim Lastwechsel, insbe sondere bei einem Drehrichtungswechsel und ein Klemmen bei Wärmeausdehnung, zu vermeiden. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nach der Erfindung weist das Schneckenrad an seinem Radkranz mindestens eine glatte Laufbahn auf, auf der eine federbelastete Spannrolle läuft. Diese drückt die Schnecke radial gegen das Schneckenrad. Durch die federnde Vorspannung zwischen dem Schneckenrad und der Schnecke wird ein radiales Spiel im Eingriff der Verzahnung vermieden, so daß beim Lastwechsel, insbesondere beim Drehrichtungswechsel des Elektromotors, kein Klopfgeräusch mehr auftritt.
Grundsätzlich ist es möglich, daß die Laufbahn am äußeren Umfang des Schneckenrades neben der Verzahnung angeordnet ist, wobei die Spannrolle diametral zur Schnecke liegt.
In vorteilhafter Weise steht der Radkranz des Schnekkenrads axial zu beiden Seiten der Radscheibe vor. Auf beiden Seiten ist am inneren Umfang des Radkranzes jeweils eine Laufbahn vorgesehen, auf der eine Spannrolle läuft. Werden die Spannrollen symmetrisch zu einer Ebene durch die Längsachse der Schnecke angeordnet, werden auf das Schnekkenrad wirkende Kippmomente vermieden. Als Spannrollen werden zweckmäßigerweise Kugellager verwendet. Diese sind preiswert und besitzen eine geringe Reibung.
Als Federelement eignet sich in besonderer Weise ein Blechstanzteil, das die Schnecke umfaßt, während es im mittleren Bereich von außen radial über den Radkranz des Schneckenrads reicht und Achsen für die Spannrollen bzw. Kugellager trägt. Das Blechstanzteil ist einfach herzustellen und beansprucht nur wenig Bauraum, insbesondere wenn es an seinen Enden in Wälzlagern die Schnecke aufnimmt. Die Achsen für die Spannrollen sind einseitig an dem Blechbiegeteil befestigt und stützen sich zweckmäßigerweise über großflächige Flansche am Blechstanzteil ab. Die Flansche können mit dem Blechstanzteil verstemmt, vernietet, verschweißt, verklebt oder verschraubt sein. Die Federcharak teristik des Blechstanzteils kann in vorteilhafter Weise durch Aussparungen, Durchbrüche und/oder Schlitze modifiziert werden. Im übrigen kann die Blechstärke sowie der Werkstoff für entsprechende Federsteifigkeiten des Federelements variiert werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
1 einen Teilschnitt durch ein erfindungsgemäßes Schneckengetriebe und
2 einen Schnitt entsprechend der Linie II-II in 1.
Die 1 zeigt soweit es für das Verständnis der Erfindung notwendig ist ein Schneckengetriebe 1 mit einer Schnecke 2 und einem Schneckenrad 3, das eine Radscheibe 25 und einen Radkranz 6 aufweist. Der Radkranz 6 besitzt an seinem äußeren Umfang eine Verzahnung 4, die mit einer Verzahnung 5 der Schnecke 2 kämmt.
Das Schneckenrad 3 ist in einem Getriebegehäuse 11 gelagert. Wälzlager der Schnecke 2 sind mit 12 und 13 gekennzeichnet. Die Schnecke 2 wird über eine Biegefeder 14 von einem nicht näher dargestellten Elektromotor angetrieben.
Ein als Blechstanzteil ausgebildetes Federelement 15 umgibt die Schnecke 2 teilweise, indem es die Wälzlager 12 und 13 der Schnecke 2 umfaßt. Im mittleren Teil ragt das Blechstanzteil 15 über die Schnecke 2 und den Radkranz 6 hinaus. An den über den Radkranz 6 hinausragenden Schenkel des Blechstanzteils 15 sind nach innen gerichtete Achsen 16, 17 angeordnet, die sich über großflächige Flansche 18, 19 am Blechstanzteil 15 abstützen. An den freien Enden der Achsen 16, 17 sind als Spannrollen 9, 10 dienende Kugellager angeordnet. Diese laufen auf Laufbahnen 7, 8, die am inneren Umfang des Radkranzes 6 seitlich der Radscheibe 25 vorgesehen sind. Durch die Vorspannung des als Biegefeder wirkenden Blechstanzteils 15 wird die Schnecke über die Spannrollen 9, 10 radial gegen das Schneckenrad 3 gedrückt, so daß die Verzahnungen 4 und 5 spielfrei laufen und ein Klopfgeräusch beim Drehrichtungswechsel vermieden wird.
Um die Federsteifigkeit des Blechstanzteils 15 zu modifizieren sind Ausnehmungen 20, 21, Durchbrüche in Form von Löchern 22, 23 und Schlitze 24 vorgesehen, die durch Größe, Lage und Form ein großes Spektrum zur Variation bieten. Ferner kann die Materialstärke und die Werkstoffauswahl zum Abstimmen der Federsteifigkeit herangezogen werden.

1: Schneckengetriebe
2: Schnecke
3: Schneckenrad
4: Verzahnung
5: Verzahnung
6: Radkranz
7: Laufbahn
8: Laufbahn
9: Spannrolle
10: Spannrolle
11: Getriebegehäuse
12: Wälzlager
13: Wälzlager
14: Biegefeder
15: Blechstanzteil
16: Achse
17: Achse
18: Flansch
19: Flansch
20: Ausnehmung
21: Ausnehmung
22: Loch
23: Loch
24: Schlitz
25: Radscheibe

Claims

Schneckengetriebe (1) mit einer über eine Biegefeder (14) angetriebenen Schnecke (2) und einem Schneckenrad (3), die in einem Getriebegehäuse (11) gelagert sind, wobei das Schneckenrad (3) an seinem Radkranz (6) eine glatte Laufbahn (7, 8) aufweist, auf der eine federbelastete Spannrolle (9, 10) läuft, die die Schnecke (2) radial gegen das Schneckenrad (3) drückt, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (15) ein Blechstanzteil ist, das die Schnecke (2) umfaßt, während es im mittleren Bereich von außen radial über den Radkranz (6) des Schneckenrads (3) reicht und Achsen (16, 17) für die Spannrollen (9, 10) trägt.
Schneckengetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Radkranz (6) des Schneckenrads (3) zu beiden Seiten eine Radscheibe (25) vorsteht und auf beiden Seiten am inneren Umfang des Radkranzes (6) eine Laufbahn (7, 8) vorgesehen ist.
Schneckengetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannrolle (9, 10) von einem Kugellager gebildet wird, das von einem Federelement (15) gegen die Laufbahn (7, 8) gedrückt wird.
Schneckengetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Achsen (16, 17) für die Spannrollen (9, 10) über einen großflächigen Flansch (18, 19) am Blechstanzteil (15) abstützen.
Schneckengetriebe (1) nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechstanzteil (15) Aussparungen (20, 21), Durchbrüche (22, 23) und/oder Schlitze (24) aufweist.