DE102014211402A1

DE102014211402A1 - Motor vehicle actuator or wiper drive with a worm gear or Schneckenschraubradgetriebe

Info

Publication number: DE102014211402A1
Application number: DE102014211402.0A
Authority: DE
Inventors: Jochen Moench; Hans-Peter Dommsch; Mario Huesges; Holger Thoene
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2015-12-17

Abstract

Bei einem Kraftfahrzeugstell- oder -wischerantrieb (100) mit einem Schneckengetriebe (108) oder einem Schneckenschraubradgetriebe (110), das mindestens ein aus einem Kunststoffmaterial ausgebildetes und mit einer Schnecke (102) im Eingriff stehendes Zahnrad (106) aufweist, ist das zumindest eine Zahnrad (106) nach Art eines Globoidzahnrads (104) ausgebildet.In a Kraftfahrzeugstell- or wiper drive (100) with a worm gear (108) or a Schneckenschraubradgetriebe (110) having at least one formed of a plastic material and with a worm (102) in engagement gear (106), which is at least one Gear (106) formed in the manner of a globoidzahnrads (104).

Description

Stand der Technik State of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugstell- oder -wischerantrieb mit einem Schneckengetriebe oder einem Schneckenschraubradgetriebe, das zumindest ein aus einem Kunststoffmaterial ausgebildetes und mit einer Schnecke im Eingriff stehendes Zahnrad aufweist. The present invention relates to a Kraftfahrzeugstell- or wiper drive with a worm gear or Schneckenschraubradgetriebe having at least one formed of a plastic material and standing with a worm meshing gear.

Aus dem Stand der Technik sind elektrische Kraftfahrzeugstellantriebe bzw. Kraftfahrzeugwischerantriebe bekannt, die nachfolgend gemeinsam als „Kraftfahrzeugstell- oder -wischerantriebe“ bezeichnet werden und bei denen Untersetzungsgetriebe verwendet werden, um eine jeweilige Drehzahl und ein entsprechendes Drehmoment eines zugeordneten Elektromotors an eine jeweilige Aufgabenstellung anzupassen und zugleich ein möglichst kleines, leichtes und kostengünstiges Antriebssystem bereitzustellen. Zu diesem Zweck werden vor allem in einer ersten Stufe nach dem Elektromotor häufig Schraubradgetriebe eingesetzt. Diese umfassen gebräuchlicherweise eine auf einer Ankerwelle des Elektromotors befestigte Schnecke, die im Eingriff mit einem Schraubrad steht, wobei es sich bei dem Schraubrad um ein Stirnrad mit einer zylindrischen Hüllfläche handelt. Electrical motor vehicle actuators or motor vehicle wiper drives are known from the prior art, which are collectively referred to as "motor vehicle or wiper drives" and in which reduction gear are used to adapt a respective speed and a corresponding torque of an associated electric motor to a respective task and at the same time to provide a small, lightweight and inexpensive drive system. For this purpose, especially in a first stage after the electric motor helical gear often used. These usually comprise a worm mounted on an armature shaft of the electric motor and engaged with a helical gear, the helical gear being a helical gear with a cylindrical envelope surface.

Derartige Schraubradgetriebe sind günstig herstellbar, decken einen breiten Übersetzungsbereich ab, tragen zur Selbsthemmung des Antriebs maßgeblich bei, sind toleranzunempfindlich und zeichnen sich darüber hinaus durch eine geringe Neigung zur Schwingungsanregung aus. Während die Schnecke im Allgemeinen aus metallischen Werkstoffen gefertigt ist, wird das Schraubrad in der Regel mit einem vergleichsweise weichen Kunststoffmaterial hergestellt. Dadurch entstehen in den zunächst punktförmigen Kontaktpunkten zwischen den beiden konvexen Oberflächen von Schnecke und Rad unter Last Berührungsellipsen, die einen funktionierenden tribologischen Kontakt zwischen Schnecke und Rad ermöglichen. Such Schraubradgetriebe are inexpensive to produce cover a wide range of translations, contribute significantly to the self-locking of the drive, are tolerances insensitive and are also characterized by a low tendency to vibrational excitation. While the screw is generally made of metallic materials, the helical gear is usually made with a relatively soft plastic material. As a result, in the initially punctiform contact points between the two convex surfaces of the worm and the wheel under load, contact ellipses are created which allow a functioning tribological contact between the worm and the wheel.

Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass durch die punktförmigen Kontakte in den Getriebebauteilen hohe lokale mechanische Spannungen entstehen, insbesondere in den Kontaktpunkten und im Bereich eines jeweiligen Zahnfußes, die sich begrenzend auf die Festigkeit auswirken. Infolge der hohen Flächenpressung ist die lokale tribologische Belastung hoch und die im Getriebe auftretenden Reibverluste können stark schwanken. A disadvantage of this prior art is that high punctiform contacts in the transmission components cause high local mechanical stresses, in particular in the contact points and in the region of a respective tooth root, which have a limiting effect on the strength. Due to the high surface pressure, the local tribological load is high and the frictional losses occurring in the gearbox can fluctuate greatly.

Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik Schnecken- und Schneckenschraubradgetriebe bekannt, bei denen die das Getriebe bildenden Elemente jeweils aus Metall ausgebildet sind und zumindest eines der Elemente, also die Schnecke und/oder das Schraubrad, derart ausgebildet ist, dass abweichend von einem Punkt- oder Linienkontakt eine Berührungsfläche entsteht. Um dies zu ermöglichen, kann das Schraubrad z.B. als ein sogenanntes Globoidrad ausgebildet werden, bei dem eine entsprechende Zahnform durch einen Fräser oder eine Schleifscheibe erzeugt wird, der bzw. die die Form der Schnecke mit einer geringen Vergrößerung im Durchmesser aufweist. In addition, known from the prior art worm and Schneckenschraubradgetriebe in which the gear forming elements are each formed of metal and at least one of the elements, ie the worm and / or the helical gear, is designed such that different from a point - Or line contact creates a contact surface. To make this possible, the helical gear may e.g. are formed as a so-called globoid wheel, in which a corresponding tooth shape is produced by a milling cutter or a grinding wheel, which has the shape of the screw with a low magnification in diameter.

Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass derartige, aus einem Metall hergestellte Globoidräder aufwändig und umständlich herzustellen sind und somit für eine kostengünstige Massenfertigung und Verwendung in vergleichsweise preiswerten Kraftfahrzeugstell- oder -wischerantrieben nicht geeignet sind, insbesondere da nur eine vergleichsweise eingeschränkte mechanische Leistung durch diese Globoidräder im Betrieb übertragen werden kann. A disadvantage of this prior art is that such, made of a metal Globoidräder are complex and cumbersome to produce and thus for low-cost mass production and use in relatively inexpensive Kraftfahrzeugstell- or wiper drives are not suitable, especially since only a relatively limited mechanical performance These globoid wheels can be transmitted during operation.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen neuen Kraftfahrzeugstell- oder -wischerantrieb mit einer höheren mechanischen Belastbarkeit sowie verbesserten tribologischen Eigenschaften bereitzustellen, der einfach und kostengünstig herstellbar ist. An object of the invention is therefore to provide a new Kraftfahrzeugstell- or wiper drive with a higher mechanical strength and improved tribological properties, which is simple and inexpensive to produce.

Dieses Problem wird gelöst durch einen Kraftfahrzeugstell- oder -wischerantrieb mit einem Schneckengetriebe oder einem Schneckenschraubradgetriebe, das zumindest ein aus einem Kunststoffmaterial ausgebildetes und mit einer Schnecke im Eingriff stehendes Zahnrad aufweist, wobei das zumindest eine Zahnrad nach Art eines Globoidzahnrads ausgebildet ist. This problem is solved by a Kraftfahrzeugstell- or wiper drive with a worm gear or Schneckenschraubradgetriebe having at least one formed of a plastic material and standing with a worm meshing gear, wherein the at least one gear is formed in the manner of a globoidzahnrads.

Die Erfindung ermöglicht durch den Einsatz eines Kunststoff-Globoidzahnrads eine Erhöhung der vom Getriebe übertragbaren mechanischen Leistung sowie eine Verbesserung der tribologischen Eigenschaften des Getriebes, was zugleich zu einer signifikanten Steigerung der Lebensdauer und einer Reduzierung der Betriebsgeräusche führt. Ferner kann das Globoidzahnrad mit steiferen und höherfesten Werkstoffen hergestellt werden, da sich die Kontaktflächen zur Schnecke nicht erst durch Verformungen der Zahngeometrie ausbilden. The invention allows by using a plastic Globoidzahnrads an increase in the transferable mechanical power from the transmission and an improvement in the tribological properties of the transmission, which also leads to a significant increase in life and a reduction in operating noise. Furthermore, the globoid gear can be made with stiffer and higher-strength materials, since the contact surfaces to the screw do not form only by deformations of the tooth geometry.

Gemäß einer Ausführungsform weist das zumindest eine Zahnrad Zähne auf, die jeweils zwei gegenüberliegende Zahnflanken aufweisen, wobei zumindest annähernd im Bereich eines zugeordneten Zahnradmittenkreises mindestens eine konkave Vertiefung in mindestens einer der zwei gegenüberliegenden Zahnflanken ausgebildet ist. According to one embodiment, the at least one gear has teeth which each have two opposite tooth flanks, wherein at least approximately in the region of an associated gear center circle at least one concave depression is formed in at least one of the two opposite tooth flanks.

Hierdurch wird erfindungsgemäß die Eingriffsfläche zwischen dem Globoidzahnrad und der Schnecke vergrößert, da die Schnecke bzw. eine relative Wölbung der Schneckenzahnflanke mit der Vertiefung korrespondiert. As a result, the engagement surface between the globoid gear and the worm is increased according to the invention, since the worm or a relative curvature of the worm tooth flank corresponds to the depression.

Bevorzugt ist die mindestens eine konkave Vertiefung dazu ausgebildet, eine Ausbildung einer linienförmigen Kontaktfläche zwischen der mindestens einen der zwei gegenüberliegenden Zahnflanken und der Schnecke zu ermöglichen, wenn das Getriebe unter Last betrieben wird. Wenn keine Kraft in Form einer Last auf das Getriebe aufgebracht wird, bildet sich ein Linienkontakt aus. Preferably, the at least one concave depression is designed to allow a formation of a linear contact surface between the at least one of the two opposite tooth flanks and the worm when the transmission is operated under load. When no force is applied to the transmission in the form of a load, line contact is formed.

Hierdurch kann die Eingriffsfläche zwischen dem Globoidzahnrad und der Schnecke von eine punktförmigen Kontaktfläche in eine linienförmige Kontaktfläche umgewandelt werden. In this way, the engagement surface between the globoid gear and the worm can be converted from a point-shaped contact surface into a linear contact surface.

Gemäß einer Ausführungsform ist an jeder Zahnflanke zumindest annähernd im Bereich ihres Außenkreises mindestens eine konkave Vertiefung ausgebildet. According to one embodiment, at least one concave depression is formed on each tooth flank at least approximately in the region of its outer circle.

Hierdurch kann die Eingriffsfläche zwischen dem Globoidzahnrad und der Schnecke weiter vergrößert werden. As a result, the engagement surface between the globoid gear and the worm can be further increased.

Bei einer weiteren Ausgestaltung ist zumindest annähernd im Bereich jeder Zahnkopfmitte und/oder jeder Fußfläche zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung des zumindest einen Zahnrads jeweils benachbarten Zähnen mindestens eine konkave Vertiefung mit einem Kehlradius ausgebildet. In a further embodiment, at least approximately in the region of each tooth tip center and / or each foot surface between in each case two adjacent teeth in the circumferential direction of the at least one toothed wheel, at least one concave depression with a throat radius is formed.

Hierdurch kann erfindungsgemäß die Eingriffsfläche zwischen dem Globoidzahnrad und der Schnecke noch weiter vergrößert werden. Darüber hinaus kann die Festigkeit des Globoidzahnrads durch die gewählte Fußausformung verbessert werden. In this way, according to the invention, the engagement surface between the globoid gear and the worm can be further increased. In addition, the strength of the globoid gear can be improved by the selected Fußausformung.

Bevorzugt ist das zumindest eine Zahnrad im Spritzgussverfahren in einem Formwerkzeug herstellbar, wobei die ausgebildeten Vertiefungen nach Art von axial ausgerichteten Hinterschneidungen ausgebildet sind und jeweils eine Tiefe aufweisen, die ein Entformen, insbesondere ein radiales Entformen, des zumindest einen Zahnrads aus einem zu dessen Herstellung benutzbaren Formwerkzeug ermöglicht. Preferably, the at least one gear by injection molding in a mold produced, the recesses formed in the manner of axially aligned undercuts and each having a depth which demolding, in particular a radial demolding of the at least one gear from a usable for its production Mold allows.

Im Fall einer geringen Tiefe der Hinterschneidungen ist im Allgemeinen ein problemloses Entformen aus dem Formwerkzeug aufgrund der thermischen Schrumpfung des Kunststoffmaterials möglich. Sollte dies nicht ausreichen, kann das Entformen z.B. in hinterschnittfreien Richtungen durch radiale Schieber bzw. Kerne erfolgen. Alternativ kann die Herstellung des Globoidzahnrads spanend mittels eines Fräsers erfolgen, dessen Durchmesser im Vergleich zu einem Schneckendurchmesser vorzugsweise um 10 bis 40% und bevorzugt um 25 bis 60% größer ist (Übermaß). In the case of a shallow depth of the undercuts, it is generally possible to easily remove it from the mold due to the thermal shrinkage of the plastic material. If this is not sufficient, demoulding, e.g. take place in undercut-free directions by radial slide or cores. Alternatively, the manufacture of the globoid gear can be carried out by means of a milling cutter, the diameter of which is larger by comparison with a screw diameter, preferably by 10 to 40% and preferably by 25 to 60% (oversize).

Nach einer weiteren Ausführungsform weist das Kunststoffmaterial eine Faserarmierung auf. According to a further embodiment, the plastic material has a fiber reinforcement.

Hierdurch ergibt sich eine höhere Steifigkeit und Festigkeit des Globoidzahnrads. This results in a higher rigidity and strength of the globoidzahnrads.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Schnecke aus einem Metall oder einer Metalllegierung ausgebildet. According to a further embodiment, the worm is formed from a metal or a metal alloy.

Hierdurch ist ein verschleißarmer Betrieb des Getriebes möglich. As a result, a low-wear operation of the transmission is possible.

Gemäß einer Ausführungsform ist beidseits eines Globoidbereichs des zumindest einen Zahnrads jeweils ein eingriffsfreier Bereich ausgebildet, der keinerlei Kontakt mit Schneckenzähnen der Schnecke hat. According to one embodiment, on both sides of a globoid region of the at least one gear, an engagement-free region is formed which has no contact with worm teeth of the worm.

Im Bereich der Zone kann z.B. ein Fettreservoir zur Lebensdauerschmierung angelegt sein. Darüber hinaus kann durch diese Zone die mechanische Belastbarkeit des Globoidzahnrads optimiert werden. Dieser eingriffsfreie Bereich kann z.B. auf den Kopf- und Fußkreisen und mit der Zahnform am Rand des Globoidbereichs mit einem vorgegebenen Schrägungswinkel weiter nach außen laufen. Der vorgegebene Schrägungswinkel ist hierbei durch die Schrägstellung der Zähne des Globoidzahnrads in Bezug zu seiner Längsmittelachse bzw. Drehachse definiert und bezieht sich bevorzugt auf den Teilkreis nach Maßgabe von DIN 3960 für Stirnzahnräder. In the area of the zone, for example, a grease reservoir for lifetime lubrication can be created. In addition, the mechanical load capacity of the globoid gear can be optimized by this zone. This non-invasive area can, for example, on the head and foot circles and with the tooth shape at the edge of the globoid area with a predetermined helix angle continue to run outward. The predetermined helix angle is in this case defined by the inclination of the teeth of the globoide gear with respect to its longitudinal central axis or axis of rotation and preferably refers to the pitch circle in accordance with DIN 3960 for spur gears.

Nach Maßgabe einer weiteren Ausgestaltung sind die Schnecke und/oder das zumindest eine Zahnrad beidseitig radial gelagert. In accordance with a further embodiment, the worm and / or the at least one gear are radially mounted on both sides.

Hierdurch ist eine engtolerierte und lastabhängige Lagerung der Schnecke in Relation zu dem Globoidzahnrad gegeben. As a result, a close tolerance and load-dependent storage of the screw is given in relation to the globoidzahnrad.

Bevorzugt weist das zumindest eine Zahnrad eine axiale Verstärkung auf. Preferably, the at least one gear on an axial reinforcement.

Hierdurch ist eine zuverlässige Lagesicherung des Globoidzahnrads gegeben. Die axiale Versteifung des Globoidzahnrads kann z.B. durch eine seitliche Abstützung des Globoidzahnrads an einer Innenseite eines Gehäuses des Getriebes realisiert sein. As a result, a reliable position assurance of Globoidzahnrads is given. The axial stiffening of the globoidal gear may e.g. be realized by a lateral support of the globoidzahnrads on an inner side of a housing of the transmission.

Das Kraftfahrzeugstell- oder -wischerantrieb ist vorteilhaft, wenn die konkave Vertiefung entlang der Axialrichtung ausgerichtet ist, sodass die Vertiefung in den Bereichen an den axialen Enden der Zahnflanken geringer ist als zwischen den axialen Enden der Zahnflanken. Dies gewährleistet eine große Kontaktfläche gegenüber herkömmlichen Zahnflanken ohne Vertiefung. The motor vehicle actuator or wiper drive is advantageous when the concave recess is aligned along the axial direction, so that the recess in the areas at the axial ends of Tooth flanks is less than between the axial ends of the tooth flanks. This ensures a large contact surface over conventional tooth flanks without recess.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail in the following description with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawings. Show it:

1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugstell- oder -wischerantriebs mit einer mit einem Globoidzahnrad im Eingriff stehenden Schnecke gemäß einer Ausführungsform, 1 3 is a schematic view of a motor vehicle actuator or wiper drive according to the invention with a worm engaging with a globoid gear in accordance with an embodiment,

2 eine Schnittansicht des Globoidzahnrads von 1, gesehen entlang der Schnittlinie II-II von 1, mit zugeordneten Kehlradien, und 2 a sectional view of the globoidzahnrads of 1 as seen along section line II-II of 1 , with associated throat radii, and

3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Verzahnung des Globoidzahnrads von 1 und 2. 3 an enlarged perspective view of the toothing of the globoidzahnrads of 1 and 2 ,

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the embodiments

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugstell- oder -wischerantrieb 100, der gemäß einer Ausführungsform eine von einer Ankerwelle eines nicht dargestellten Elektromotors angetriebene Schnecke 102 aufweist, die mit einem nach Art eines Globoidzahnrads 104 ausgebildeten Zahnrad 106 im Eingriff steht. Die mechanisch miteinander in Eingriff stehende Schnecke 102 und das Globoidzahnrad 104 bilden bevorzugt ein Schneckengetriebe 108 oder ein Schneckenschraubradgetriebe 110. Der mechanische Eingriff zwischen der Schnecke 102 und dem Globoidzahnrad 104 besteht zwischen den Schneckenzähnen der Schnecke 102 – von denen lediglich ein Schneckenzahn 116 gekennzeichnet ist – und den Zähnen des Globoidzahnrads 104, von denen nur die vier dargestellten und im Eingriff befindlichen Zähne 118 bis 124 stellvertretend für die restlichen, über den Umfang des Globoidzahnrads 104 hinweg gleichmäßig verteilten Zähne gekennzeichnet sind. 1 shows a Kraftfahrzeugstell- or wiper drive according to the invention 100 according to one embodiment, a driven by an armature shaft of an electric motor not shown screw 102 having, in the manner of a globoidzahnrads 104 trained gear 106 is engaged. The mechanically intermeshing screw 102 and the globoid gear 104 preferably form a worm gear 108 or a Schneckenschraubradgetriebe 110 , The mechanical engagement between the screw 102 and the globoid gear 104 exists between the worm teeth of the snail 102 - of which only a worm tooth 116 is marked - and the teeth of the globoidzahnrads 104 of which only the four teeth shown and engaged 118 to 124 representative of the rest, over the circumference of the globoidzahnrads 104 uniformly distributed teeth are characterized.

Die Schnecke 102 verfügt illustrativ über einen Mittenkreisdurchmesser d_m1. Um einen mechanisch besonders robusten Aufbau zu erzielen, ist die Schnecke 102 vorzugsweise beidseitig radial gelagert. Eine Längsmittelachse bzw. Drehachse 112 der Schnecke 102 und eine Längsmittelachse bzw. Drehachse 114 des Globoidzahnrads 104 verlaufen senkrecht sowie parallel beabstandet zueinander. The snail 102 illustratively has a center circle diameter d _m1 . In order to achieve a mechanically particularly robust construction, the screw is 102 preferably radially mounted on both sides. A longitudinal central axis or axis of rotation 112 the snail 102 and a longitudinal center axis or rotation axis 114 of the globoid gear 104 are perpendicular and spaced parallel to each other.

Das Globoidzahnrad 104 ist bevorzugt mit einem gegebenenfalls faserarmierten thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffmaterial gebildet, während die Schnecke 102 aus einem Metall oder einer Metalllegierung gefertigt ist. Die Herstellung des Globoidzahnrads 104 erfolgt bevorzugt im Spritzgussverfahren unter Verwendung eines geeigneten Formwerkzeugs sowie eines faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffmaterials. Um das Entformen der komplex hinterschnittenen Globoidgeometrie zu ermöglichen, kann es erforderlich sein, ein Formwerkzeug mit Schiebern bzw. verfahrbaren Kernen zu verwenden. The globoid gear 104 is preferably formed with an optionally fiber-reinforced thermoplastic or thermosetting plastic material, while the screw 102 is made of a metal or a metal alloy. The manufacture of the globoid gear 104 is preferably carried out by injection molding using a suitable mold and a fiber-reinforced thermoplastic material. In order to enable the demolding of the complex undercut globoidgeometry, it may be necessary to use a mold with slidable or movable cores.

2 zeigt das Globoidzahnrad 104 von 1 des Kraftfahrzeugstell- oder -wischerantriebs 100 von 1 mit zugeordneten Kehlradien r_K1 sowie r_K2. Der Kehlradius r_K1 ist einer konkaven Vertiefung 130 im Bereich einer Zahnkopfmitte 132 des Zahns 120 des Globoidzahnrads 104 zugeordnet, während im Bereich einer Fußfläche 134 eine weitere konkave Vertiefung 136 mit dem Kehlradius r_K2 besteht. Die Längsmittelachsen 112 und 114 der Schnecke 102 und des Globoidzahnrads 104 des Kraftfahrzeugstell- oder -wischerantriebs 100 kreuzen sich bevorzugt rechtwinklig und sind parallel beabstandet zueinander angeordnet. 2 shows the globoid gear 104 from 1 the motor vehicle actuator or wiper drive 100 from 1 with associated throat radii r _K1 and r _K2 . The throat radius r _K1 is a concave depression 130 in the area of a tooth center 132 of the tooth 120 of the globoid gear 104 assigned while in the area of a foot area 134 another concave depression 136 with the throat radius r _K2 . The longitudinal central axes 112 and 114 the snail 102 and the globoid gear 104 the motor vehicle actuator or wiper drive 100 preferably intersect at right angles and are spaced parallel to each other.

Illustrativ weist das Globoidzahnrad 104 im Bereich seiner Zähne 118 bis 124 von 1 jeweils zugeordnete Globoidbereiche auf, von denen in 2 ein Globoidbereich 138 des Zahns 120 stellvertretend gezeigt ist. Beidseitig dieses Globoidbereichs 138 ist jeweils ein eingriffsfreier Bereich 140, 142 ausgebildet, in dem keinerlei Kontakt zwischen dem Zahn 120 und den Schneckenzähnen 116 der Schnecke 102 von 1 im Betrieb besteht. In diesen Bereichen 140, 142 kann auch ein Schmiermittelreservoir, wie z.B. ein Fettdepot, zur im Idealfall lebensdauerlangen Selbstschmierung der Schnecke 102 und des Globoidzahnrads 104, angelegt sein. Illustrative points the Globoidzahnrad 104 in the area of his teeth 118 to 124 from 1 each associated globoid areas, of which in 2 a globoid area 138 of the tooth 120 is shown as representative. On both sides of this globoid area 138 is each a non-invasive area 140 . 142 formed in which no contact between the tooth 120 and the snail teeth 116 the snail 102 from 1 in operation. in these areas 140 . 142 Also, a lubricant reservoir, such as a grease depot, for ideally life-long self-lubrication of the screw 102 and the globoid gear 104 , be created.

Das mit einem ggfls. faserverstärkten Kunststoffmaterial gebildete Globoidzahnrad 104 kann mit einer bevorzugt scheibenförmigen axialen Verstärkung 144 ausgerüstet sein, die parallel beabstandet zu einer Axialschnittebene 146 verläuft, die mit dem Globoidzahnrad 104 z.B. durch Verkleben oder Verschweißen verbunden ist. Alternativ zur axialen zylinderförmigen Verstärkung 144 kann im Bereich des Zahnkontakts bzw. des Eingriffs zwischen dem Globoidzahnrad 104 und der Schnecke 102 auch eine axiale Führung vorgesehen sein. The with a if necessary. fiber reinforced plastic material formed globoidzahnrad 104 can with a preferably disk-shaped axial reinforcement 144 be equipped, which is parallel spaced to an axial section plane 146 runs, with the globoidzahnrad 104 eg connected by gluing or welding. Alternative to the axial cylindrical reinforcement 144 can in the area of the tooth contact or the engagement between the globoidzahnrad 104 and the snail 102 also be provided an axial guide.

3 zeigt das Globoidzahnrad 104 von 1 und 2 zur Verdeutlichung einer beispielhaft ausgebildeten Verzahnung. Gemäß einer Ausführungsform verfügt das Globoidzahnrad 104 über eine Vielzahl von bevorzugt gleichartig ausgebildeten Zähnen, wobei die vier Zähne 118 bis 124 von 1 hier exemplarisch zur Veranschaulichung der räumlich komplexen, dreidimensionalen Globoidgeometrie dienen. 3 shows the globoid gear 104 from 1 and 2 to illustrate an exemplary trained teeth. According to one embodiment, the globoid gear has 104 over a plurality of preferably identically formed teeth, wherein the four teeth 118 to 124 from 1 serve here exemplarily for the illustration of the spatially complex, three-dimensional globoidgeometry.

Lediglich der besseren zeichnerischen Übersicht halber ist nur an den Zähnen 118 bis 124 jeweils eine entsprechende Positionierung einer einzelnen zugeordneten konkaven Vertiefung demonstriert, obwohl jeder der Zähne 118 bis 124 sowie alle übrigen Zähne bevorzugt jeweils vier konkave Vertiefungen zur Ausbildung der Globoidform des Globoidzahnrads 104 aufweisen. Die konkaven Vertiefungen sind bevorzugt jeweils nach Art einer axial ausgerichteten Hinterschneidung ausgeführt. Only the better graphical overview is only on the teeth 118 to 124 each demonstrates a corresponding positioning of a single associated concave depression, although each of the teeth 118 to 124 as well as all other teeth, four concave depressions are preferred for forming the globoid shape of the globoid gear 104 exhibit. The concave depressions are preferably designed in each case in the manner of an axially aligned undercut.

Jeder Zahn des Globoidzahnrads 104 verfügt über zwei gegenüberliegende sowie entgegengesetzt zueinander geneigte, zumindest bereichsweise leicht ballige Zahnflanken, wobei zwecks Einfachheit und Klarheit der Zeichnungen jedoch insgesamt nur drei Zahnflanken gekennzeichnet sind. Dementsprechend weist der Zahn 120 eine dem Zahn 122 zugewandte Zahnflanke 160 auf und der Zahn 122 weist eine dem Zahn 120 zugewandte Zahnflanke 165 sowie eine von diesem abgewandte Zahnflanke 166 auf. Every tooth of the globoid gear 104 has two opposite and opposite each other inclined, at least partially slightly convex tooth flanks, for the sake of simplicity and clarity of the drawings, however, a total of only three tooth flanks are marked. Accordingly, the tooth points 120 a tooth 122 facing tooth flank 160 on and the tooth 122 has a tooth 120 facing tooth flank 165 and a tooth flank facing away from this 166 on.

Die Zahnflanke 160 weist bevorzugt im Bereich eines (Zahnrad-)Mittenkreises 200 eine konkave Vertiefung 162 mit einer Tiefe 164 auf. Die Zahnflanke 165 kann eine gleichartige, hier jedoch verdeckte Vertiefung aufweisen. In der Zahnflanke 166 ist im Bereich eines (Zahnrad-)Kopfkreises 202 eine weitere konkave Vertiefung 168 mit einer Tiefe 170 ausgeformt. The tooth flank 160 preferably in the range of a (gear) center circle 200 a concave depression 162 with a depth 164 on. The tooth flank 165 may have a similar, but here hidden depression. In the tooth flank 166 is in the range of a (gear) tip circle 202 another concave depression 168 with a depth 170 formed.

Darüber hinaus ist zwischen mindestens zwei in der Umfangsrichtung des Globoidzahnrads 104 benachbarten Zähnen 122, 124 im Bereich eines (Zahnrad-)Teilkreises 204 bzw. innerhalb einer Fußfläche 172 eine weitere konkave Vertiefung 174 mit einer Tiefe 176 und einem Kehlradius r_K1 eingelassen. Die Tiefe 176 ist hierbei so bemessen, dass die konkave Vertiefung 174 bis maximal an einen (Zahnrad-)Fußkreis 206 des Globoidzahnrads 104 heranreicht. In addition, between at least two in the circumferential direction of the globoidzahnrads 104 neighboring teeth 122 . 124 in the area of a (gear) pitch circle 204 or within a foot area 172 another concave depression 174 with a depth 176 and a throat radius r _K1 . The depth 176 is dimensioned so that the concave depression 174 up to a maximum of one (gear) root circle 206 of the globoid gear 104 zoom ranges.

Darüber hinaus weist der Zahn 118 im Bereich einer Zahnkopfmitte 178 im Bereich eines (Zahnrad-)Außenkreises 208 des Globoidzahnrads 104 eine weitere konkave Vertiefung 180 mit einer Tiefe 182 sowie einem Kehlradius r_K2 auf. Diese Vertiefung 180 erstreckt sich in radialer Richtung des Globoidzahnrads 104 zumindest annähernd zwischen dem Außenkreis 208 und dem Kopfkreis 202. In addition, the tooth points 118 in the area of a tooth center 178 in the area of a (gear) outer circle 208 of the globoid gear 104 another concave depression 180 with a depth 182 and a throat radius r _K2 . This depression 180 extends in the radial direction of the globoidzahnrads 104 at least approximately between the outer circle 208 and the head circle 202 ,

Die Zahnkopfmitte 178 ist bevorzugt durch einen taillierten, illustrativ rechteckförmigen Bereich 184 definiert bzw. umgrenzt. Dieser verläuft bevorzugt allseitig symmetrisch zu einem Schnittpunkt 186 zwischen der Axialschnittebene (vgl. 2) des Globoidzahnrads 104 sowie einer parallel zu seiner Längsmittelachse 114 verlaufenden Mittenachse 188 einer Zahnkopffläche 190 des Zahns 118. The tooth center 178 is preferred by a waisted, illustratively rectangular area 184 defined or limited. This preferably runs symmetrically on all sides to an intersection 186 between the axial section plane (cf. 2 ) of the globoide gear 104 and one parallel to its longitudinal central axis 114 extending center axis 188 a tooth head surface 190 of the tooth 118 ,

Die Tiefen 164, 170, 176, 182 der bevorzugt als axiale Hinterschneidungen ausgebildeten konkaven Vertiefungen 162, 168, 174, 180 sind bevorzugt jeweils so klein dimensioniert, dass sich das Globoidzahnrad 104 in seiner radialen Richtung infolge der abkühlungsbedingten Schrumpfung gerade noch problemlos aus dem nicht dargestellten (Spritzguss-)Formwerkzeug entformen lässt. Überschreiten die Tiefen 164, 170, 176, 182 der konkaven Vertiefungen 162, 168, 174, 180 ein kritisches Maß, so dass die thermische Schrumpfung des vorzugsweise im Spritzgussverfahren gefertigten Globoidzahnrads 104 zu dessen Entformung nicht mehr ausreicht, so muss ein Formwerkzeug mit beweglichen Schiebern bzw. mit Kernen eingesetzt werden. The deeps 164 . 170 . 176 . 182 preferably designed as axial undercuts concave depressions 162 . 168 . 174 . 180 are preferably each dimensioned so small that the globoidzahnrad 104 in its radial direction as a result of the cooling-related shrinkage can be removed from the mold (not shown) (injection molding) just without problems. Pass the depths 164 . 170 . 176 . 182 the concave depressions 162 . 168 . 174 . 180 a critical dimension, so that the thermal shrinkage of the preferably produced by injection molding globoidzahnrads 104 is no longer sufficient for demolding, so a mold with movable slides or with cores must be used.

Es sei noch einmal darauf hingewiesen, dass die Vertiefungen 162, 168, 174, 180 an den Zähnen 118 bis 124 lediglich beispielhaft beschrieben sind und nicht als Einschränkung der Erfindung. Vielmehr sind erfindungsgemäß bevorzugt an allen Zähnen des Globoidzahnrads 104 derartige Vertiefungen ausgebildet. It should be noted once again that the wells 162 . 168 . 174 . 180 on the teeth 118 to 124 are described by way of example only and not as a limitation of the invention. Rather, according to the invention are preferred on all teeth of the globoidzahnrads 104 Such recesses formed.

Erfindungsgemäß ist die Verwendung eines steiferen und höherfesten, ggfls. faserarmierten bevorzugt thermoplastischen Kunststoffmaterials zur Herstellung des Globoidzahnrads 104 möglich, da sich die zum reibungsarmen Betrieb notwendigen Kontaktflächen nicht erst durch eine von der Schnecke induzierte, elastische und/oder plastische Deformation des Globoidzahnrads 104 ausbilden. Bereits beim Einsatz eines unverstärkten bzw. verstärkungsfaserfreien Kunststoffmaterials ergibt sich jedoch durch eine bessere Verteilung der Biege- und Schublasten sowohl in einer jeweiligen Kontaktfläche zwischen der Schnecke 102 von 1 und 2 und dem Globoidzahnrad 104, als auch im Bereich eines jeweiligen Zahnfußes bzw. des Fußkreises 206 des Globoidzahnrads 104 eine deutlich höhere mechanische Belastbarkeit des Kraftfahrzeugstell- oder -wischerantriebs 100 von 1 und 2 bei einer zugleich verringerten Energieaufnahme. According to the invention, the use of a stiffer and higher strength, if necessary. fiber-reinforced preferably thermoplastic plastic material for producing the globoidzahnrads 104 possible because the necessary contact surfaces for low-friction operation not only by an induced by the screw, elastic and / or plastic deformation of the globoidzahnrads 104 form. Already when using an unreinforced or reinforcing fiber-free plastic material, however, results from a better distribution of the bending and thrust loads both in a respective contact surface between the screw 102 from 1 and 2 and the globoid gear 104 , as well as in the area of a respective tooth root or the Fußkreises 206 of the globoid gear 104 a significantly higher mechanical load capacity of Kraftfahrzeugstell- or wiper drive 100 from 1 and 2 with a simultaneously reduced energy intake.

Infolge der sich erfindungsgemäß ergebenden, größeren sowie bereichsweise konvex-konkav geformten Kontaktflächen zwischen der Schnecke 102 von 1 und 2 und dem Globoidzahnrad 104 wird ferner der tribologische Kontakt verbessert, was zu weitgehend gleich bleibenden Reibungsverhältnissen innerhalb des mit der Schnecke 102 und dem Globoidzahnrad 104 gebildeten Schneckengetriebes 108 von 1 oder Schneckenschraubradgetriebes 110 von 1 führt. As a result of the present invention, larger and partially convex-concave shaped contact surfaces between the screw 102 from 1 and 2 and the globoid gear 104 Furthermore, the tribological contact is improved, resulting in largely constant friction conditions within the with the screw 102 and the globoid gear 104 formed worm gear 108 from 1 or Schneckenschraubradgetriebes 110 from 1 leads.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

DIN 3960 [0025]

Claims

Motor vehicle actuator or wiper drive ( 100 ) with a worm gear ( 108 ) or a Schneckenschraubradgetriebe ( 110 ), which is formed at least one of a plastic material and with a screw ( 102 ) meshing gear ( 106 ), characterized in that the at least one gear ( 106 ) in the manner of a globoid gear ( 104 ) is trained.

Kraftfahrzeugstell- or wiper drive according to claim 1, characterized in that the at least one gear ( 106 ) Teeth ( 118 . 120 . 122 . 124 ), each having two opposite tooth flanks ( 160 . 165 . 166 ), wherein at least approximately in the region of an associated gear center circle ( 200 ) at least one concave depression ( 162 ) in at least one of the two opposite tooth flanks ( 160 . 165 ) is trained.

Motor vehicle actuator or wiper drive according to claim 2, characterized in that the at least one concave depression ( 168 ) is adapted to form a linear contact surface between the at least one of the two opposing tooth flanks ( 160 . 165 ) and the snail ( 102 ).

Kraftfahrzeugstell- or wiper drive according to claim 2 or 3, characterized in that on each tooth flank ( 160 . 165 . 166 ) at least approximately in the region of its outer circle ( 208 ) at least one concave depression ( 168 ) is trained.

Motor vehicle adjusting or wiper drive according to one of claims 2 to 4, characterized in that at least approximately in the region of each tooth center ( 132 . 178 ) and / or each foot surface ( 134 . 172 ) between each two in the circumferential direction of the at least one gear ( 106 ) each adjacent teeth ( 120 . 122 . 124 ) at least one concave depression ( 174 . 180 ) is formed with a fillet radius (r _K1 , r _K2 ).

Kraftfahrzeugstell- or wiper drive according to one of claims 2 to 5, characterized in that the at least one gear ( 106 ) is produced by injection molding in a mold, wherein the formed depressions ( 162 . 168 . 174 . 180 ) are formed in the manner of axially aligned undercuts and each have a depth ( 164 . 170 . 176 . 182 ), a demolding, in particular a radial demolding of the at least one gear ( 106 ) made possible from the mold used for its production.

Motor vehicle actuator or wiper drive according to one of the preceding claims, characterized in that the plastic material has a fiber reinforcement.

Motor vehicle actuator or wiper drive according to claim 7, characterized in that the worm ( 102 ) is formed of a metal or a metal alloy.

Motor vehicle actuator or wiper drive according to claim 8, characterized in that on both sides of a globoid area ( 138 ) of the at least one gear each have an engagement-free area ( 140 . 142 ) which is not in contact with snail teeth ( 116 ) of the snail ( 102 ) Has.

Motor vehicle adjusting or wiper drive according to one of the preceding claims, characterized in that the worm ( 102 ) and / or the at least one gear ( 106 ) are mounted radially on both sides.

Kraftfahrzeugstell- or wiper drive according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one gear ( 106 ) an axial reinforcement ( 144 ) having.

Motor vehicle actuator or wiper drive according to one of the preceding claims, characterized in that the concave depression ( 168 ) is aligned with respect to the axial direction.