DE102012023462B4 - Motor vehicle steering with worm gear - Google Patents

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Abstract

Kraftfahrzeuglenkung umfassend ein Schneckengetriebe (10) mit Schnecke (12) und Schneckenrad (14), wobei das Schneckenrad (14) eine Vielzahl von über den Umfang verteilten Zähnen (18) aufweist, wobei das Schneckenrad (14) Zähne (18) umfasst, die in Querrichtung des Schneckenrades (14) in nur einer Richtung eine zu einer Außenseite des Schneckenrades (14) ansteigende Zahnhöhe aufweisen, wobei das Schneckenrad (14) zweiteilig ausgebildet ist und mindestens ein erstes Teilrad (20) und ein zweites Teilrad (22) umfasst, welche Zähne (18) aufweisen, die in Querrichtung des Schneckenrades (14) in nur einer Richtung zu einer Außenseite des Schneckenrades (14) eine ansteigende Zahnhöhe aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnhöhe der Zähne (18) maximal über 70 Prozent der Zahnbreite zu einer Außenseite ansteigend ausgebildet sind.Motor vehicle steering system comprising a worm gear (10) with a worm (12) and a worm wheel (14), the worm wheel (14) having a plurality of teeth (18) distributed over the circumference, the worm wheel (14) comprising teeth (18) which in the transverse direction of the worm wheel (14) in only one direction have a tooth height that increases towards an outside of the worm wheel (14), the worm wheel (14) being designed in two parts and comprising at least a first partial wheel (20) and a second partial wheel (22), which have teeth (18) which have an increasing tooth height in the transverse direction of the worm wheel (14) in only one direction towards an outside of the worm wheel (14), characterized in that the tooth height of the teeth (18) is at most more than 70 percent of the tooth width an outer side are formed increasing.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeuglenkung mit einem Schneckengetriebe.The invention relates to a motor vehicle steering system with a worm gear.

Aus DE 10 2010 027 744 A1 ist ein Schneckenrad für ein Schneckengetriebe mit globoidisch ausgebildeten Zähnen bekannt, deren Dicke von einer Stirnseite zur anderen Stirnseite des Schneckenrads abnimmt.Out of DE 10 2010 027 744 A1 a worm wheel for a worm gear with globoidal teeth is known, the thickness of which decreases from one end face to the other end face of the worm wheel.

Weitere Schneckengetriebe und Kraftfahrzeug-Lenksysteme mit Schneckengetrieben sind aus DE 198 35 121 A1 , DE 10 2008 000 344 A1 , DE 103 14 107 A1 , DE 102 17 123 A1 und aus EP 2 330 319 A1 bekannt.More worm gears and motor vehicle steering systems with worm gears are out DE 198 35 121 A1 , DE 10 2008 000 344 A1 , DE 103 14 107 A1 , DE 102 17 123 A1 and from EP 2 330 319 A1 known.

Aus JP 2009 - 008 201 A ist ein Schneckengetriebe mit einer Schnecke und einem Schneckenrad bekannt, wobei die Zahnhöhe der Zähne in Querrichtung des Schneckenrades in nur einer Richtung zu einer Außenseite des Schneckenrades hin ansteigt.Out of JP 2009 - 008 201 A a worm gear with a worm and a worm wheel is known, wherein the tooth height of the teeth in the transverse direction of the worm wheel increases in only one direction towards an outer side of the worm wheel.

Aus AT 204 850 B ist ein Schneckenrad bekannt, welches aus zwei kongruenten Radhälften besteht. Die Radhälften sind mit Schrauben oder Nieten miteinander verbunden. Ferner sollen an den Stoßflächen der Radhälften Bauteile eingelegt sein, die kuppelnd wirken.Out of AT 204 850 B a worm wheel is known, which consists of two congruent wheel halves. The wheel halves are connected to each other with screws or rivets. Furthermore, components that have a coupling effect should be inserted on the abutting surfaces of the wheel halves.

Aus JP 2002 - 310 267 A ist ein Schneckenrad für eine Kraftfahrzeuglenkung bekannt, wobei das Schneckenrad aus zwei spiegelsymmetrischen Radhälften besteht. Die Radhälften weisen in Querrichtung des Schneckenrades in jeweils nur einer Richtung zu einer Außenseite der Radhälften ansteigende Zahnhälften auf. Die Radhälften können an der Seite mit kleinerem Durchmesser miteinander verbunden werden, so dass ein Schneckenrad mit globoidisch ansteigender Zahngeometrie vorliegt.Out of JP 2002 - 310 267 A a worm wheel for a motor vehicle steering system is known, the worm wheel consisting of two mirror-symmetrical wheel halves. In the transverse direction of the worm wheel, the wheel halves each have tooth halves that rise in only one direction toward an outside of the wheel halves. The wheel halves can be connected to one another on the side with the smaller diameter, resulting in a worm wheel with globoidally increasing tooth geometry.

Wie aus den vorstehend genannten Druckschriften und aus der Praxis bekannt, kommen Schneckengetriebe in Kraftfahrzeugen regelmäßig in Lenkhilfesystemen zum Einsatz. Diese Lenkhilfesysteme dienen dazu, das vom Fahrer aufzubringende Lenkmoment zu einem großen Teil durch ein Antriebssystem zur Verfügung zu stellen. Dazu umfassen die bekannten Lenkhilfesysteme ein Antriebselement, insbesondere einen Elektromotor. Das Motormoment des Elektromotors oder des sonstigen Antriebselements wird auf die Schneckenwelle übertragen. Der Abtrieb, d.h. die Weiterleitung des Lenkhilfsmoments in das Lenksystem, erfolgt über das Schneckenrad.As is known from the publications mentioned above and from practice, worm gears are regularly used in power steering systems in motor vehicles. These power steering systems are used to provide the steering torque to be applied by the driver to a large extent through a drive system. For this purpose, the known power steering systems include a drive element, in particular an electric motor. The engine torque of the electric motor or other drive element is transmitted to the worm shaft. The output, i.e. the forwarding of the power steering torque to the steering system, takes place via the worm wheel.

Zur Ermittlung des benötigten Lenkhilfsmoments wird der Lenkwunsch des Fahrers über einen Drehwinkel- und Drehmomentsensor ermittelt. Mit Hilfe hinterlegter Unterstützungskurven wird das notwendige Lenkmoment zum Verstellen des Lenkwinkels normalerweise zu einem vorbestimmten, großen Teil vom Lenkmotor aufgebracht. Bei sogenannten „Column type Electric Power Steering Systems“ Lenkhilfesystemen (verkürzt auch CEPS-Systeme genannt) wirkt ein von einem Lenkhilfemotor aufgebrachtes unterstützendes Drehmoment auf die Lenksäule. In vielen Ländern muss nach aktueller Rechtslage immer eine direkte mechanische Verbindung vom Lenkrad zu den Vorderrädern gewährleistet sein, damit der Fahrer - falls das Lenkhilfesystem ausfällt - die Möglichkeit hat, das Fahrzeug auch unabhängig von einem vorhandenen Lenkhilfesystem zu lenken. In diesem Fall muss der Fahrer das vollständige Lenkmoment selbst aufbringen. Dazu muss er nicht nur die Lenkkräfte, sondern auch die (passiven) Reibungskräfte des Lenkhilfesystems überwinden.In order to determine the required power steering torque, the driver's steering request is determined using a turning angle and torque sensor. With the help of stored support curves, the steering torque required to adjust the steering angle is normally applied to a large, predetermined extent by the steering motor. In so-called "Column type Electric Power Steering Systems" power steering systems (also known as CEPS systems for short), a supporting torque applied by a power steering motor acts on the steering column. In many countries, according to the current legal situation, a direct mechanical connection from the steering wheel to the front wheels must always be guaranteed so that the driver - if the power steering system fails - has the option of steering the vehicle independently of an existing power steering system. In this case, the driver has to apply the full steering torque himself. To do this, he not only has to overcome the steering forces, but also the (passive) frictional forces of the power steering system.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die vorstehend beschriebenen Lenksysteme, in denen eine Drehwinkeldifferenz an einem Torsionsstab ermittelt wird, um die Funktionsfähigkeit des Lenkhilfesystems zu überwachen. Bei diesen Lenksystemen wird der Torsionsstab bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzdrehmoments in bekannter Art und Weise „überbrückt“ und ermöglicht es dem Fahrer, das erforderliche Lenkmoment vollständig oder teilweise selbst aufzubringen. Vollständig muss der Fahrer das Lenkmoment aufbringen, wenn das Lenkhilfesystem ganz ausfällt. Vollständig oder teilweise muss der Fahrer das Lenkmoment aufbringen, wenn das von dem Lenksystem bereitgestellte Lenkmoment nicht ausreichend groß ist, beispielsweise weil eine sehr schnelle Lenkbewegung erforderlich ist. Bei funktionierendem Lenkhilfesystem, aber nur teilweiser Unterstützung durch dieses, addieren sich das vom Fahrer aufgebrachte Lenkmoment und das von Lenkhilfesystem bereitgestellte Lenkmoment.The invention relates in particular to the steering systems described above, in which a rotational angle difference is determined on a torsion bar in order to monitor the functionality of the power steering system. In these steering systems, the torsion bar is "bypassed" in a known manner when a specified limit torque is exceeded, allowing the driver to apply the necessary steering torque completely or partially himself. The driver has to apply the full steering torque if the power steering system fails completely. The driver must apply the steering torque completely or partially if the steering torque provided by the steering system is not large enough, for example because a very rapid steering movement is required. If the power steering system is working, but only partially supported by it, the steering torque applied by the driver and the steering torque provided by the power steering system add up.

In allen Fällen, in denen das Lenkhilfesystem ein nur reduziertes oder überhaupt kein unterstützendes Lenkmoment bereitstellt, ist es von Vorteil, wenn das Getriebe möglichst leichtgängig ist, d.h. wenn es einen hohen Wirkungsgrad aufweist, damit das vom Fahrer aufzubringende zusätzliche Lenkmoment möglichst gering ist.In all cases in which the power steering system provides only reduced steering torque or no steering torque at all, it is advantageous if the transmission runs as smoothly as possible, i.e. if it has a high degree of efficiency, so that the additional steering torque to be applied by the driver is as low as possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftfahrzeuglenkung mit einem Schneckengetriebe zur Verfügung zu stellen, die ein kompaktes Baumaß sowie einen hohen Wirkungsgrad aufweist und ferner kostengünstig herstellbar ist.The invention is based on the object of providing a motor vehicle steering system with a worm gear which has compact dimensions and high efficiency and can also be produced inexpensively.

Eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeuglenkung mit einem Schneckengetriebe umfasst eine Schnecke und ein Schneckenrad, wobei das Schneckenrad eine Vielzahl von über den Umfang verteilten Zähnen aufweist. Ferner umfasst das Schneckenrad Zähne, die in Querrichtung des Schneckenrades in nur einer Richtung eine zu einer Außenseite des Schneckenrades ansteigende Zahnhöhe aufweisen. Das Schneckenrad ist zweiteilig ausgebildet und umfasst mindestens ein erstes Teilrad und ein zweites Teilrad, welche Zähne aufweisen, die in Querrichtung des Schneckenrades in nur einer Richtung zu einer Außenseite des Schneckenrades eine ansteigende Zahnhöhe aufweisen. Ferner ist die Zahnhöhe der Zähne maximal über 70 Prozent der Zahnbreite zu einer Außenseite ansteigend ausgebildet.A motor vehicle steering system according to the invention with a worm gear comprises a worm and a worm wheel, the worm wheel distributing a large number of over the circumference ten teeth. Furthermore, the worm wheel comprises teeth which have a tooth height increasing towards an outer side of the worm wheel in only one direction in the transverse direction of the worm wheel. The worm wheel is designed in two parts and comprises at least a first partial wheel and a second partial wheel, which have teeth which, in the transverse direction of the worm wheel, have an increasing tooth height in only one direction towards an outside of the worm wheel. Furthermore, the tooth height of the teeth is designed to increase over a maximum of 70 percent of the tooth width to an outside.

Eine Kraftfahrzeuglenkung mit einem Schneckengetriebe mit einem solchen Schneckenrad hat den Vorteil, dass es einen - im Vergleich zu Zylinder-Schneckengetrieben - verbesserten Wirkungsgrad aufweist, sich aber dennoch einfach und kostengünstig herstellen lässt.A motor vehicle steering system with a worm gear with such a worm wheel has the advantage that it has improved efficiency—compared to cylinder worm gears—but can still be produced easily and inexpensively.

Erfindungsgemäß ist das Schneckenrad zweiteilig ausgebildet und umfasst mindestens zwei Teilräder, welche Zähne aufweisen, die in Querrichtung des Schneckenrades in nur einer Richtung, d.h. einseitig, zu einer Außenseite des Schneckenrades eine ansteigende Zahnhöhe aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass sich ein Schneckenrad sehr einfach und kostengünstig zweiteilig herstellen lässt, indem zwei - vorzugsweise identische Teile - mit vorstehend beschriebener Geometrie hergestellt und in geeigneter Weise zusammengesteckt werden. Diesbezüglich sind globoidisch oder linear ansteigende Zahngeometrien bevorzugt. Auf die nachstehend genannten Vorteile wird hiermit verwiesen. Die Herstellung eines Schneckenrades durch zwei, bevorzugt identische, Teile - mit, besonders bevorzugt, globoidischer Geometrie vereint in besonders vorteilhafter Weise die Vorteile eines globoidisch verzahnten Schneckenrades mit den Vorteilen einer einfachen und kostengünstigen Herstellung und Montage.According to the invention, the worm wheel is designed in two parts and comprises at least two partial wheels which have teeth which have an increasing tooth height in the transverse direction of the worm wheel in only one direction, i.e. on one side, towards an outside of the worm wheel. This has the advantage that a worm wheel can be produced in two parts very easily and inexpensively by two--preferably identical parts--being produced with the geometry described above and plugged together in a suitable manner. In this regard, globoidal or linearly increasing tooth geometries are preferred. Reference is hereby made to the following advantages. The production of a worm wheel by two, preferably identical, parts - with, particularly preferably, globoidal geometry combines in a particularly advantageous manner the advantages of a globoidal toothed worm wheel with the advantages of simple and inexpensive manufacture and assembly.

Weiterhin umfasst das Schneckenrad Zähne, deren Zahnhöhe maximal über 70 Prozent der Zahnbreite zu einer Außenseite ansteigend ausgebildet ist. In anderen bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Schneckenrad Zähne, deren Zahnhöhe über maximal 60 Prozent, maximal 50 Prozent oder maximal 30 Prozent der Zahnbreite zu einer Außenseite ansteigend ausgebildet sind. Diese Zahngeometrien, mit vorzugsweise genau halbseitig ansteigender Zahnhöhe und im Übrigen konstanter Zahnhöhe, haben den Vorteil, dass ein Teilbereich der Zähne (bei mittiger Trennung: eine Zahnhälfte) zur Wirkungsgradverbesserung genutzt wird, während der andere Teilbereich der Zähne (bei mittiger Trennung: die andere Zahnhälfte) einfach gestaltet ist, so dass sich ein einfach und kostengünstig herstellbares und leicht montierbares Schneckengetriebe ergibt.Furthermore, the worm wheel includes teeth whose tooth height is designed to increase over a maximum of 70 percent of the tooth width to an outside. In other preferred embodiments, the worm wheel comprises teeth whose tooth height is designed to increase over a maximum of 60 percent, a maximum of 50 percent or a maximum of 30 percent of the tooth width towards an outside. These tooth geometries, with a tooth height that preferably increases on exactly half the side and otherwise a constant tooth height, have the advantage that a partial area of the teeth (with central separation: one half of the tooth) is used to improve efficiency, while the other partial area of the teeth (with central separation: the other Tooth half) is designed simply, so that there is a simple and inexpensive to produce and easy to assemble worm gear results.

Ein erfindungsgemäßes Schneckenrad lässt sich insbesondere so konstruieren, dass es leicht montierbar ist und somit kompakte Baumaße aufweisen kann. Diesbezüglich werden im Folgenden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen konkrete Gestaltungsmöglichkeiten angegeben. Die Zähne des Schneckenrades weisen vorzugsweise alle die gleiche Zahngeometrie auf.A worm wheel according to the invention can in particular be constructed in such a way that it is easy to assemble and can therefore have compact dimensions. In this regard, specific design options are specified below in connection with the subclaims. The teeth of the worm wheel preferably all have the same tooth geometry.

Die Zähne mit in nur einer Richtung, d.h. einseitig, ansteigender Zahnhöhe sind vorzugsweise globoidisch oder linear ansteigend ausgebildet. Eine linear ansteigende Zahngeometrie hat den Vorteil, dass diese besonders einfach und kostengünstig herstellbar ist. Eine globoidisch ausgebildete Zahngeometrie wirkt sich besonders vorteilhaft auf den Wirkungsgrad des Schneckengetriebes aus.The teeth with tooth height increasing in only one direction, i.e. on one side, are preferably globoidal or linearly increasing. A linearly increasing tooth geometry has the advantage that it can be produced particularly easily and inexpensively. A globoidal tooth geometry has a particularly advantageous effect on the efficiency of the worm gear.

Wenn das Schneckenrad mit Hilfe eines elastischen Elements, beispielsweise mit Hilfe von einem oder mehreren Federelementen, in Richtung Schnecke vorgespannt ist, können die Zähne des Schneckengetriebes spielfrei gehalten werden. Alternativ oder in Ergänzung dazu kann auch die Schnecke mit Hilfe eines elastischen Elements in Richtung Schneckenrad vorgespannt sein. Dadurch können Kontaktgeräusche insbesondere bei Lastrichtungswechseln im Schneckengetriebe deutlich reduziert bzw. vollständig vermieden werden. Wenn das Schneckenrad nur in einer Richtung, d.h. einseitig, erhöht ist, erfolgt die Vorspannung vorzugsweise auf der Seite des Schneckenrades, auf der die Erhöhung ausgebildet ist.If the worm wheel is prestressed in the direction of the worm with the aid of an elastic element, for example with the aid of one or more spring elements, the teeth of the worm gear can be held without play. Alternatively or in addition to this, the worm can also be prestressed in the direction of the worm wheel with the aid of an elastic element. As a result, contact noises can be significantly reduced or completely avoided, especially when the load direction changes in the worm gear. If the worm wheel is only raised in one direction, i.e. on one side, the preload is preferably carried out on the side of the worm wheel on which the ridge is formed.

Wie bereits erwähnt, sind das Schneckenrad und/oder die Teilräder des Schneckenrades vorzugsweise als Kunststoffspritzgussteile hergestellt.As already mentioned, the worm wheel and/or the partial wheels of the worm wheel are preferably produced as plastic injection molded parts.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform besteht das Schneckenrad aus einer Nabe und einem oder mehreren, mit der Nabe verbindbaren Zahnkränzen. Solche Zahnkränze können beispielsweise axial aufsteckbar oder in sonstiger Art und Weise kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig mit der Nabe verbindbar gestaltet sein.In a further practical embodiment, the worm wheel consists of a hub and one or more sprockets that can be connected to the hub. Such ring gears can, for example, be designed so that they can be pushed on axially or can be connected in some other way to the hub in a force-fitting, form-fitting or cohesive manner.

Insbesondere betrifft die Erfindung auch eine Kraftfahrzeuglenkung mit einem auf die Lenksäule wirkenden Lenkhilfemotor, dessen Motormoment in die Schnecke des Schneckengetriebes eingeleitet wird. Bei dieser Art von Kraftfahrzeuglenkung kommen Schneckengetriebe regelmäßig zum Einsatz und eine Wirkungsgradverbesserung, wie sie durch das erfindungsgemäße Schneckengetriebe erzielt wird, ist insbesondere bei diesen Kraftfahrzeuglenkungen erwünscht.In particular, the invention also relates to a motor vehicle steering system with a power steering motor acting on the steering column, the motor torque of which is introduced into the worm of the worm gear. Worm gears are regularly used in this type of motor vehicle steering system and an improvement in efficiency, as is achieved by the worm gear according to the invention, is particularly desirable in these motor vehicle steering systems.

Zusammenfassend können folgende Vorteile einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuglenkung festgehalten werden:

  • • Der Wirkungsgrad ist erhöht und ermöglich eine große Untersetzung in einer Getriebestufe,
  • • keine Kontaktgeräusche bei spielfreier Lagerung der Getriebeteile,
  • • einfache Entformung bei der Herstellung als Gussteil,
  • • die Getriebeteile lassen sich bei der Montage aus einer Richtung aufstecken, wodurch eine kompakte Bauform möglich ist und
  • • die Lager des Schneckengetriebes können vormontiert werden und müssen nach der Montage nicht eingestellt werden.
In summary, the following advantages of a motor vehicle steering system according to the invention can be stated:
  • • The efficiency is increased and enables a large reduction in one gear stage,
  • • no contact noises with play-free storage of the gear parts,
  • • easy demoulding when producing as a cast part,
  • • the gear parts can be attached from one direction during assembly, which means that a compact design is possible and
  • • The worm gear bearings can be pre-assembled and do not need to be adjusted after assembly.

Die Zahndicke der Schneckenräder der wie vorstehend beschriebenen Zahnräder ist vorzugsweise konstant. Sie kann aber auch in Querrichtung des Schneckenrades variieren und insofern beliebig gestaltet sein. Vorzugsweise ist der Verlauf der Zahndicke so gewählt, dass das Schneckenrad oder ein mit einer Nabe zu verbindendes Ringelement mit Verzahnung des Schneckenrades einstückig aus Kunststoffspritzguss herstellbar ist.The tooth thickness of the worm wheels of the gears as described above is preferably constant. However, it can also vary in the transverse direction of the worm wheel and can therefore be of any design. Preferably, the course of the tooth thickness is selected such that the worm wheel or a ring element to be connected to a hub with toothing of the worm wheel can be produced in one piece from plastic injection molding.

Als Schnecke, welche auch als Schneckenwelle bezeichnet werden kann, sind alle bekannten Schneckengestaltungen geeignet. Diesbezüglich wird insbesondere auf Schnecken mit globoidischer oder zylindrischer Verzahnungsgeometrie verwiesen. Eine globoidisch verzahnte Schnecke weist in Querrichtung der Schnecke keinen gleichbleibenden Zahnkopfdurchmesser auf, sondern verjüngt sich zur Mitte der Schnecke hin und hat unterschiedliche Steigungen.All known worm configurations are suitable as a worm, which can also be referred to as a worm shaft. In this regard, reference is made in particular to worms with globoidal or cylindrical toothing geometry. A globoidally toothed worm does not have a constant tooth tip diameter in the transverse direction of the worm, but tapers towards the middle of the worm and has different pitches.

Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

  • 1 eine erste Ausführungsform eines Schneckengetriebes mit Schneckenrad und Schnecke in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben,
  • 2 das in 1 gezeigte Schneckengetriebe in einer Ansicht parallel zur Drehachse der Schnecke.
  • 3 den qualitativen Verlauf der Zahnhöhe des in den 1 und 2 gezeigten Schneckenrades in Querrichtung gemäß der Linie III in 2,
  • 4 den qualitativen Verlauf der Zahnhöhe in Querrichtung eines Schneckenrades einer zweiten Ausführungsform eines Schneckengetriebes,
  • 5 den qualitativen Verlauf der Zahnhöhe eines Schneckenrades einer dritten Ausführungsform eines Schneckengetriebes sowie
  • 6 den qualitativen Verlauf der Zahnhöhe eines Schneckenrades einer vierten Ausführungsform eines Schneckengetriebes.
Further practical embodiments and advantages of the invention are described below in connection with the drawings. Show it:
  • 1 a first embodiment of a worm gear with worm wheel and worm in a perspective view diagonally from above,
  • 2 this in 1 Worm gear shown in a view parallel to the axis of rotation of the worm.
  • 3 the qualitative progression of the tooth height in the 1 and 2 shown worm wheel in the transverse direction according to the line III in 2 ,
  • 4 the qualitative course of the tooth height in the transverse direction of a worm wheel of a second embodiment of a worm gear,
  • 5 the qualitative course of the tooth height of a worm wheel of a third embodiment of a worm gear and
  • 6 the qualitative course of the tooth height of a worm wheel of a fourth embodiment of a worm gear.

Die 1 und 2 zeigen ein Schneckengetriebe 10 mit einer Schnecke 12 und einem Schneckenrad 14 in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben (1) und in einer perspektivischen Ansicht gemäß dem Pfeil II in 1 (2), d.h. in Erstreckungsrichtung der Schnecke 12. Wie zu erkennen ist, ist die Schnecke 12 um eine Drehachse d1 drehbar gelagert. Das Schneckenrad 14 ist um eine Drehachse d2 drehbar gelagert. In der gezeigten Ausführungsform stehen die Drehachsen d1 und d2 senkrecht aufeinander. Dies ist jedoch zur Ausführung der Erfindung nicht zwingend erforderlich.the 1 and 2 show a worm gear 10 with a worm 12 and a worm wheel 14 in a perspective view obliquely from above ( 1 ) and in a perspective view according to the arrow II in 1 ( 2 ), ie in the direction in which the worm 12 extends. As can be seen, the worm 12 is mounted such that it can rotate about an axis of rotation d 1 . The worm wheel 14 is rotatably mounted about an axis of rotation d 2 . In the embodiment shown, the axes of rotation d 1 and d 2 are perpendicular to one another. However, this is not absolutely necessary for the implementation of the invention.

Wie insbesondere in 2 zu erkennen ist, weist die gezeigte Schnecke 12 eine zylindrische Außenkontur mit einer sich mehrfach schraubenförmig um die Achse d1 windenden Verzahnung 16 auf.As in particular in 2 As can be seen, the worm 12 shown has a cylindrical outer contour with a toothing 16 winding multiple times helically around the axis d 1 .

Das Schneckenrad 14 umfasst eine Vielzahl von über den Umfang des Schneckenrades 14 verteilten Zähnen 18. Die Zähne 18 sind so angeordnet, dass das Schneckenrad 14 durch die sich um die Achse d1 drehende Schnecke 12 angetrieben wird.The worm wheel 14 comprises a multiplicity of teeth 18 distributed over the circumference of the worm wheel 14. The teeth 18 are arranged in such a way that the worm wheel 14 is driven by the worm 12 rotating about the axis d 1 .

In 3 ist qualitativ das Höhenprofil der gezeigten Zähne 18 in Querrichtung des Schneckenrades 14 dargestellt, beispielsweise entlang der in 2 mit III gekennzeichneten, gestrichelten Linie. Dies ist auch in den 1 und 2 zu erkennen. Die Zahnhöhe ist beginnend von der linken Seite des Schneckenrades 14 zur Zahnmitte M konstant. Ab der Zahnmitte M bis zu einer mit x1 gekennzeichneten Position verläuft die Zahnhöhe zur rechten Außenseite hin ansteigend. Von der mit x1 gekennzeichneten Position bis zur rechten Seite des Schneckenrades 14 nimmt die Zahnhöhe wieder leicht ab. Die Zahnmitte M und die Position x1 sind in 2 zur Veranschaulichung ebenfalls gekennzeichnet. Wie in 2 gut erkennbar ist, entspricht die Stelle x1 derjenigen Stelle, an der die Schnecke 12 in Querrichtung außer Eingriff mit dem Schneckenrad 14 gelangt. Eine weitere Vergrößerung der Zahnhöhe zur Außenseite des Schneckenrades 14 hätte daher in der gezeigten Ausführungsform keine weitere Wirkungsgradverbesserung zur Folge.In 3 qualitatively shows the height profile of the teeth 18 shown in the transverse direction of the worm wheel 14, for example along the 2 dashed line marked III. This is also in the 1 and 2 to recognize. The tooth height is constant starting from the left side of the worm wheel 14 to the tooth center M. From the middle of the tooth M up to a position marked with x 1 , the tooth height increases towards the outside on the right. From the position marked x 1 to the right side of the worm wheel 14, the tooth height again decreases slightly. The tooth center M and the position x 1 are in 2 also marked for clarity. As in 2 is clearly recognizable, the point x 1 corresponds to that point at which the worm 12 disengages from the worm wheel 14 in the transverse direction. A further increase in the tooth height towards the outside of the worm wheel 14 would therefore not result in any further improvement in efficiency in the embodiment shown.

Die 4 bis 6 zeigen den qualitativen Verlauf der Zahnhöhe in Querrichtung von Schneckenrädern weiterer Ausführungsformen erfindungsgemäßer Schneckengetriebe.the 4 until 6 show the qualitative course of the tooth height in the transverse direction of worm gears of other embodiments of worm gears according to the invention.

Bei der in 4 gezeigten zweiten Ausführungsform ist die Zahnhöhe von der linken Seite des Schneckenrades bis zur Zahnmitte M konstant und ist bis zur rechten Seite des Schneckenrades vollständig globoidisch ansteigend ausgebildet.At the in 4 second embodiment shown is the tooth height from the left side of the worm wheel is constant up to the middle of the tooth M and rises completely globoidally up to the right side of the worm wheel.

Bei der in 5 gezeigten dritten Ausführungsform ist die Zahnhöhe von der linken Seite des Schneckenrades bis zur Zahnmitte M konstant und ist bis zur rechten Seite des Schneckenrades linear ansteigend ausgebildet.At the in 5 In the third embodiment shown, the tooth height is constant from the left side of the worm wheel to the middle of the tooth M and is designed to increase linearly up to the right side of the worm wheel.

Bei der in 6 gezeigten vierten Ausführungsform ist das Schneckenrad aus einem ersten Teilrad 20 und einem zweiten Teilrad 22 gebildet. Das erste Teilrad 20, welches links angeordnet ist, ist von der an die Mitte M angrenzenden Innenseite des Schneckenrades zur Außenseite (hier: zur linken Außenseite) vollständig globoidisch ansteigend ausgebildet. Das zweite Teilrad 22, welches rechts angeordnet ist, ist ebenfalls von der an die Mitte M angrenzenden Innenseite des Schneckenrades bis zur Außenseite (hier: zur rechten Außenseite) vollständig globoidisch ansteigend ausgebildet.At the in 6 Fourth embodiment shown, the worm wheel is formed from a first partial wheel 20 and a second partial wheel 22 . The first sub-wheel 20, which is arranged on the left, is designed to rise completely globoidally from the inside of the worm wheel adjoining the center M to the outside (here: to the left outside). The second partial wheel 22, which is arranged on the right, is also designed to rise completely globoidally from the inside of the worm wheel adjoining the center M to the outside (here: to the right outside).

Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden. Zu diesen Variationen zählt insbesondere die Kombination der gezeigten Zahnhöhenverläufe miteinander, beispielsweise die Gestaltung eines Schneckenrades mit zwei Teilrädern, die beide den in einer der Figuren gezeigten Höhenverlauf aufweisen. Insbesondere wird auf die Verwendung von zwei Teilrädern mit dem Höhenverlauf zwischen der Mitte M und der rechten Außenseite des in 3 gezeigten Schneckenrad-Höhenprofils verwiesen.The features of the invention disclosed in the present description, in the drawings and in the claims can be essential both individually and in any combination for the realization of the invention in its various embodiments. The invention is not limited to the embodiments described. It can be varied within the scope of the claims and taking into account the knowledge of the person skilled in the art. These variations include, in particular, the combination of the tooth height profiles shown with one another, for example the design of a worm wheel with two partial wheels, both of which have the height profile shown in one of the figures. In particular, the use of two partial wheels with the height profile between the center M and the right outside of the in 3 worm gear height profile shown.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Schneckengetriebeworm gear
1212
SchneckeSnail
1414
Schneckenradworm wheel
1616
Verzahnunggearing
1818
ZahnTooth
2020
erstes Teilradfirst partial wheel
2222
zweites Teilradsecond partial wheel

Claims (8)

Kraftfahrzeuglenkung umfassend ein Schneckengetriebe (10) mit Schnecke (12) und Schneckenrad (14), wobei das Schneckenrad (14) eine Vielzahl von über den Umfang verteilten Zähnen (18) aufweist, wobei das Schneckenrad (14) Zähne (18) umfasst, die in Querrichtung des Schneckenrades (14) in nur einer Richtung eine zu einer Außenseite des Schneckenrades (14) ansteigende Zahnhöhe aufweisen, wobei das Schneckenrad (14) zweiteilig ausgebildet ist und mindestens ein erstes Teilrad (20) und ein zweites Teilrad (22) umfasst, welche Zähne (18) aufweisen, die in Querrichtung des Schneckenrades (14) in nur einer Richtung zu einer Außenseite des Schneckenrades (14) eine ansteigende Zahnhöhe aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnhöhe der Zähne (18) maximal über 70 Prozent der Zahnbreite zu einer Außenseite ansteigend ausgebildet sind.Motor vehicle steering system comprising a worm gear (10) with a worm (12) and a worm wheel (14), the worm wheel (14) having a plurality of teeth (18) distributed over the circumference, the worm wheel (14) comprising teeth (18) which in the transverse direction of the worm wheel (14) in only one direction have a tooth height that increases towards an outside of the worm wheel (14), the worm wheel (14) being designed in two parts and comprising at least a first partial wheel (20) and a second partial wheel (22), which have teeth (18) which have an increasing tooth height in the transverse direction of the worm wheel (14) in only one direction towards an outside of the worm wheel (14), characterized in that the tooth height of the teeth (18) is at most more than 70 percent of the tooth width an outer side are formed increasing. Kraftfahrzeuglenkung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (18) mit ansteigender Zahnhöhe globoidisch ausgebildet sind.Motor vehicle steering system according to the preceding claim, characterized in that the teeth (18) are of globoidal design with increasing tooth height. Kraftfahrzeuglenkung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (18) mit ansteigender Zahnhöhe linear ansteigend ausgebildet sind.Motor vehicle steering system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the teeth (18) are designed to rise linearly with increasing tooth height. Kraftfahrzeuglenkung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (18) der mindestens zwei Teilräder (20, 22) eine in Querrichtung des Schneckenrades (14) in nur einer Richtung zu einer Außenseite globoidische oder linear ansteigende Zahngeometrie aufweisen.Motor vehicle steering system according to one of the preceding claims, characterized in that the teeth (18) of the at least two partial wheels (20, 22) have a globoidal or linearly increasing tooth geometry in the transverse direction of the worm wheel (14) in only one direction to an outside. Kraftfahrzeuglenkung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (14) und/oder die Teilräder (20, 22) des Schneckenrades (14) aus Kunststoffspritzguss hergestellt sind.Motor vehicle steering system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the worm wheel (14) and/or the component wheels (20, 22) of the worm wheel (14) are made of plastic injection molding. Kraftfahrzeuglenkung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (14) aus einer Nabe und einem oder mehreren, mit der Nabe verbindbaren Zahnkränzen besteht.Motor vehicle steering system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the worm wheel (14) consists of a hub and one or more toothed rims which can be connected to the hub. Kraftfahrzeuglenkung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (14) mit Hilfe eines elastischen Elements in Richtung Schnecke (12) vorgespannt ist und/oder die Schnecke (12) mit Hilfe eines elastischen Elements in Richtung Schneckenrad (14) vorgespannt ist.Motor vehicle steering system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the worm wheel (14) is prestressed in the direction of the worm (12) with the aid of an elastic element and/or the worm (12) is biased in the direction of the worm wheel (14) with the aid of an elastic element. is biased. Kraftfahrzeuglenkung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen auf die Lenksäule wirkenden Lenkhilfemotor aufweist, dessen Motormoment in die Schnecke (12) des Schneckengetriebes (10) eingeleitet wird.Motor vehicle steering according to one of the preceding claims, characterized in that it has a power steering motor acting on the steering column, the motor torque in the Worm (12) of the worm gear (10) is initiated.
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