Hilfskraft- oder Fremdkraftlenkung Power steering or power steering
Die Erfindung betrifft eine Hilfskraft- oder Fremdkraftlenkung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to power steering or power steering according to the preamble of claim 1.
Bei Hilfskraftlenkungen oder Fremdkraftlenkungen, mit einem Elektromotor, der ein Schraubradgetriebe antreibt, das ein gebautes Zahnrad, vorzugsweise mit einem Zahnkranz aus Kunststoff, enthält, sorgt das gebaute Zahnrad bei größeren Abmessungen des Schraubradgetriebes und in Paarung mit Metallrädern hoher Flankenglätte für eine große Laufruhe bei hoher Wirtschaftlichkeit. Gebaute Zahnräder sind bekannt.In the case of power steering systems or external power steering systems, with an electric motor that drives a helical gear transmission that contains a built gear, preferably with a plastic ring gear, the built gear provides larger dimensions of the helical gear and paired with metal wheels with high flank smoothness for great smoothness at high speeds Economics. Built gears are known.
Die DE 196 23 773 A1 beschreibt ein gebautes Zahnrad, welches für ein für eine Hilfskraft- oder Fremdkraftlenkung bestimmtes Schraubradgetriebe geeignet ist, mit einem Zahnkranz, einer Nabe und einer Zahnkranz und Nabe verbindenden Scheibe. Zur Versteifung des gebauten Zahnrades ist eine vorzugsweise mit einer keilförmigen Verzahnung in Umfangsrichtung formschlüssig in den Zahnkranz eingreifende, zweite Scheibe vorgesehen. Bevorzugt sind alle Teile des Zahnrades aus Dickblech in Kaltumformung gebildet und durch Verpressen, Umbördeln oder Schweißen miteinander verbunden.DE 196 23 773 A1 describes a built gear wheel which is suitable for a helical gear transmission intended for power steering or external power steering, with a ring gear, a hub and a ring gear and hub connecting disc. To stiffen the built gear wheel, a second disc is preferably provided with a wedge-shaped toothing in the circumferential direction, which positively engages in the ring gear. All parts of the gearwheel are preferably formed from thick sheet metal in cold forming and connected to one another by pressing, flanging or welding.
Aus K.-H. Decker „Maschinenelemente", 15. Auflage, S. 537,538 sind gebaute Zahnräder mit einer Nabe und einem Zahnkranz bekannt, wobei der Zahnkranz formschlüssig mit einem Mitnehmer, wie etwa mit an der Nabe angefräste Flächen, mit einer Rändelverzahnung oder an die Nabe angestauchten Lappen, verbunden ist. Ist der Zahnkranz an einem metallischen Radkörper an die Nabe angeschraubt oder mit Verbindungselementen in geeigneter Weise an dem Radkörper festgelegt, so kann eine Zentrierung des Zahnkranzes bei der Montage und im späteren Betrieb des Zahnrades problematisch sein. Zudem ist die Drehmomentenübertragung in einem solchen gebauten Zahnrad nicht gleichmäßig, was zu Verspannungen insbesondere bei einem aus Kunststoff gebildeten Zahnkranz führen kann.From K.-H. Decker "machine elements", 15th edition, p. 537,538, built gears with a hub and a ring gear are known, the ring gear having a positive fit with a driver, such as with milled surfaces on the hub, with knurled toothing or with a rag that is attached to the hub, If the ring gear is screwed to a metal wheel body on the hub or is fastened to the wheel body in a suitable manner with connecting elements, centering of the ring gear can be problematic during assembly and later operation of the gear wheel built gear is not even, which can lead to tension especially in a plastic ring gear.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gebautes Zahnrad für Hilfskraftlenkungen oder Fremdkraftlenkungen, mit einem Elektromotor, der ein Schraubradgetriebe antreibt, so zu verbessern, dass bei vereinfachter Montage ein sicherer, dauerhafter Betrieb des gebauten Zahnrades ermöglicht ist.
Die Aufgabe wird bei Hilfskraftlenkungen oder Fremdkraftlenkungen, mit einem Elektromotor, der ein Schraubradgetriebe antreibt mit einem gebauten Zahnrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The invention has for its object to improve a built gear for power steering or power steering, with an electric motor that drives a helical gear, so that a simplified, safe operation of the built gear is possible with simplified assembly. The task is solved with power steering or power steering, with an electric motor that drives a helical gear with a built gear with the features of claim 1.
Dadurch , dass der Zahnkranz und/oder die Nabe mit dem Mitnehmer so gebildet ist, dass die Montage der Bauteile mit einem vorgebbaren Spiel möglich ist, das eine Zentrierung des Zahnkranzes auch nach der Montage ermöglicht und nach der Zentrierung des Zahnkranzes auf der Nabe das Spiel durch Füllen der spielbedingten Zwischenräume zwischen Zahnkranz, Nabe und Mitnehmer mit einem flüssighärtenden Material beseitigt ist, ist ein gebautes Zahnrad geschaffen, dessen Drehmomentenübertragung von dem Zahnkranz auf die Nabe vergleichmäßigt ist und das bei der Montage exakt und einfach zentriert werden kann und im Betrieb zentriert bleibt.Characterized in that the ring gear and / or the hub is formed with the driver so that the assembly of the components is possible with a predetermined play, which allows the ring gear to be centered even after assembly and the play after centering the ring gear on the hub By filling the clearance between the ring gear, hub and driver with a liquid-hardening material, a built gear wheel is created, the torque transmission from the ring gear to the hub is even and that can be centered exactly and easily during assembly and remains centered during operation ,
Es ist eine bevorzugt vollflächige form- und kraftschlüssige Verbindung von Zahnkranz und Nabe geschaffen worden, die einen verzugsfreien Betrieb insbesondere bei Anwendung eines Zahnkranzes aus Kunststoff gewährleistet.A preferably full-surface positive and non-positive connection between the ring gear and the hub has been created, which ensures distortion-free operation, in particular when using a plastic ring gear.
Bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Preferred explanations result from the subclaims.
Der Zahnkranz kann axial zwischen zwei Scheiben eingebaut sein, wobei sich die Scheiben sowohl an axialen Seitenflächen des Zahnkranzes als auch der Nabe abstützen. Die Scheiben sind bevorzugt durch Verbindungselemente wie Niet- oder Schraubbolzen, die die Nabe axial durchragen, gegen die Nabe gepresst. Der Zahnkranz kann dabei zunächst mit Spiel schwimmend in der Konstruktion gelagert sein, wobei das Spiel dann durch Eingießen oder Einpressen flüssighärtenden Materials beseitigt wird. Der Mitnehmer oder mehrere Mitnehmer, um den Umfang der Nabe verteilt, die bevorzugt einstückig mit der Nabe gebildet sind, weisen zumindest zum Teil eine geringere axiale Breite als die Nabe in dem Übergangsbereich zwischen dem Zahnkranz und der Nabe auf. Durch diese Maßnahme ist ein Hohlraum zwischen den Scheiben, dem Mitnehmer und der Nabe geschaffen, der mit flüssighärtendem Material gefüllt werden kann. Zu diesem Zweck weisen die Scheiben Öffnungen auf, die mit dem Hohlraum kommunizieren können. Über die Öffnungen kann flüssighärtendes Material in alle spielbehafteten Passungen zwischen Nabe, Zahnkranz, Mitnehmer und Scheiben gefüllt werden.
Die Öffnungen in den Scheiben befinden sich in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel auf einem etwa gleichen Umfangskreis der Nabe, auf dem auch die Verbindungselemente angeordnet sind. Die Öffnungen sind tangential mit etwa gleichem Abstand zueinander angeordnet. Die Scheiben sind bevorzugt in axialer Richtung des gebauten Zahnrades in dem Zahnkranz und in der Nabe versenkt angeordnet und ragen aus der Kontur des gebauten Zahnrades nicht hervor. Die Bauform des Zahnrades eignet sich sehr gut um den Zahnkranz aus einem thermoplastschen oder duroplastischen Kunststoff zu bilden, da die Verzugsgefahr bei Kunststoff als Werkstoff durch die Konstruktion vermieden ist. Das flüssighärtende Material ist bevorzugt ein Gießharz. Das Zahnrad lässt sich als Schraubrad in einer als Hilfskraft- oder Fremdkraftlenkung ausgebildeten Elektrolenkung einsetzen.The ring gear can be installed axially between two disks, the disks being supported both on axial side surfaces of the ring gear and on the hub. The disks are preferably pressed against the hub by connecting elements such as rivet bolts or screw bolts which project axially through the hub. The ring gear can first be floating in the construction with play, the play then being eliminated by pouring or pressing in liquid-hardening material. The driver or several drivers, distributed around the circumference of the hub, which are preferably formed in one piece with the hub, have at least in part a smaller axial width than the hub in the transition region between the ring gear and the hub. This measure creates a cavity between the disks, the driver and the hub, which can be filled with liquid-hardening material. For this purpose, the disks have openings that can communicate with the cavity. Through the openings, liquid-hardening material can be filled into all play-related fits between the hub, ring gear, driver and discs. In a particularly preferred exemplary embodiment, the openings in the disks are located on approximately the same circumferential circle of the hub, on which the connecting elements are also arranged. The openings are arranged tangentially at approximately the same distance from one another. The disks are preferably sunk in the axial direction of the built gear in the ring gear and in the hub and do not protrude from the contour of the built gear. The design of the gear is very well suited to form the ring gear from a thermoplastic or thermosetting plastic, since the construction avoids the risk of warping with plastic as a material. The liquid-curing material is preferably a casting resin. The gearwheel can be used as a screwwheel in an electric steering system designed as an auxiliary power or external power steering.
Die Erfindung wird nun näher anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und anhand der beiliegenden Zeichnung wiedergegeben.The invention will now be described in more detail using an exemplary embodiment and shown with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines gebauten Zahnrades,1 shows a perspective view of a built gear,
Fig. 2 zeigt einen teilweisen Querschnitt durch das gebaut Zahnrad in Fig. 1 ,Fig. 2 shows a partial cross section through the built gear in Fig. 1,
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt entlang der Linie lll-lll in Fig. 2 durch das gebaute Zahnrad,Fig. 3 shows a longitudinal section along the line III-III in Fig. 2 through the built gear,
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt entlang der Linie IV-IV durch das gebaute Zahnrad.Fig. 4 shows a longitudinal section along the line IV-IV through the built gear.
In der Zeichnung ist ein gebautes Zahnrad dargestellt, wie es in einem Schraubradgetriebe für Hilfskraftlenkungen oder Fremdkraftlenkungen zur Anwendung kommt, bei dem das Zahnrad als Schraubrad dient, das in eine Schraube oder Schnecke eingreift, um eine Lenkunterstützung herbei zu führen bzw. die ganze benötigte Lenkkraft aufzubringen.In the drawing, a built gear is shown, as it is used in a helical gear transmission for power steering or power steering, in which the gear serves as a helical gear which engages in a screw or worm to bring about steering assistance or all the steering force required applied.
In Figur 1 ist in einer perspektivischen Ansicht ein gebautes Zahnrad 1 , das als Schraubrad 14 einer elektrischen Hilfs- oder Fremdkraftlenkung eines Fahrzeugs ausgebildet ist, gezeigt . Das gebaute Zahnrad 1 ist , wie dies auch die Fig. 2 in einem
teilweisen Querschnitt und die Fig. 3 in einem Längsschnitt entlang der Linie lll-lll und die Fig. 4 in einem Längsschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2 verdeutlichen, aus einem Kunststoff-Zahnkranz 3, einer Nabe 2 und aus zwei Scheiben 6,6' gebildet' Die Scheiben 6,6' überlappen die Nabe 2 und den Zahnkranz 3 an axialen Seitenflächen 7,7' radial.1 shows a perspective view of a built gearwheel 1, which is designed as a screwwheel 14 of an electrical auxiliary or external power steering of a vehicle. The built gear 1 is, as is also the Fig. 2 in one partial cross section and FIG. 3 in a longitudinal section along the line III-III and FIG. 4 in a longitudinal section along the line IV-IV in FIG. 2 clarify, from a plastic ring gear 3, a hub 2 and two disks 6,6 'formed' The discs 6,6 'radially overlap the hub 2 and the ring gear 3 on axial side surfaces 7,7'.
Wie die Figuren 2 und 4 verdeutlichen, greift die Nabe 2 mit Hilfe von einstückig mit ihr gebildeten, an deren Umfang in radialer Richtung abragenden Mitnehmern 4 in den Zahnkranz 3 ein. Die Mitnehmer 4 greifen mit tangentialem und radialem Spiel in den Zahnkranz 3 ein. Die Mitnehmer 4 haben ein zahnförmiges Profil, wobei jeder dritte Mitnehmer 4 um den Umfang der Nabe 2 betrachtet, eine geringere axiale Breite 9 aufweist, als die axiale Breite oder Dicke der Nabe 2 in dem Übergangsbereich 10 zu dem Zahnkranz 3. Dadurch ist ein Hohlraum 15 (vgl. Fig. 4) zwischen der Nabe 2, dem Zahnkranz 3 und der Scheibe 6' gebildet.As FIGS. 2 and 4 illustrate, the hub 2 engages in the toothed ring 3 with the aid of drivers 4 formed integrally with it and protruding on its circumference in the radial direction. The drivers 4 engage with the ring gear 3 with tangential and radial play. The drivers 4 have a tooth-shaped profile, each third driver 4 viewed around the circumference of the hub 2, having a smaller axial width 9 than the axial width or thickness of the hub 2 in the transition region 10 to the ring gear 3. This is a cavity 15 (see FIG. 4) formed between the hub 2, the ring gear 3 and the disc 6 '.
Die kreisringförmigen Scheiben 6,6' sind mit Hilfe von sechs Verbindungselementen 8, die als Nieten 13 ausgebildet sind, an den axialen Seitenflächen 7,7' der Nabe 2 gepresst. Der Zahnkranz 3 liegt zwischen den Scheiben 7,7' nach dem Vernieten der Scheiben 6,6' zunächst schwimmend, mit Spiel. Die Scheiben 6,6' sind versenkt in den Seitenflächen 7,7' angeordnet, so dass sie aus der seitlichen Kontur des gebauten Zahnrades 1 nicht hervorstehen. Die Nieten 13 sind mit gleichem tangentialem Abstand zueinander angeordnet und durchragen die Scheibe 6, die Nabe 2 und die Scheibe 6'. Wie Fig. 2 zeigt, weist die Scheibe 6' benachbart zu einer jeweiligen Niete 13 kreisrunde Öffnungen 11 auf. Die Öffnungen 11 liegen auf einem Umfangskreis 12 der Scheibe 6', auf dem die Nieten 13 zu liegen kommen. Durch die Öffnungen 11 wird nach der Montage des gebauten Zahnrades 1 im zentrierten Zustand des Zahnkranzes 3 und der Nabe 2 flüssighärtendes Material 5, vorzugsweise Gießharz, gefüllt. Das Gießharz gelangt durch die Öffnungen 11 in die Hohlräume 15 und an sämtliche Flächen der Spielpassungen zwischen Nabe 2, Mitnehmer 4, Zahnkranz 3 und Scheiben 6,6'. Nach dem Härteprozess, der eine Polykondensation oder eine Polymerisation oder ein Erkalten des flüssighärtenden Materials 5 sein kann, ist der Zahnkranz 3 dauerhaft und allseitig umfangsseitig an der Nabe 2 und den Scheiben 6,6' festgelegt.
The annular disks 6, 6 'are pressed on the axial side surfaces 7, 7' of the hub 2 with the aid of six connecting elements 8, which are designed as rivets 13. The toothed ring 3 lies between the disks 7, 7 'after riveting the disks 6, 6', initially floating, with play. The disks 6, 6 'are sunk in the side surfaces 7, 7' so that they do not protrude from the lateral contour of the built gear 1. The rivets 13 are arranged at the same tangential distance from one another and project through the disk 6, the hub 2 and the disk 6 '. As FIG. 2 shows, the disk 6 'has circular openings 11 adjacent to a respective rivet 13. The openings 11 lie on a circumferential circle 12 of the disk 6 ', on which the rivets 13 come to rest. Through the openings 11, after the assembled gear 1 is in the centered state of the ring gear 3 and the hub 2, liquid-curing material 5, preferably cast resin, is filled. The casting resin passes through the openings 11 into the cavities 15 and to all surfaces of the play fits between the hub 2, driver 4, ring gear 3 and disks 6, 6 '. After the hardening process, which can be a polycondensation or a polymerization or a cooling of the liquid-hardening material 5, the ring gear 3 is permanently and circumferentially fixed on the hub 2 and the disks 6, 6 '.