DE10324464A1

DE10324464A1 - Verfahren zum Herstellen einer Spindelmutter

Info

Publication number: DE10324464A1
Application number: DE2003124464
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. Osterlänger (BA); Dieter Dipl.-Ing. Adler (FH); Manfred Dr.-Ing. Kraus
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-16

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Spindelmutter (2) eines Kugelgewindetriebes, deren Mutterkörper (3) mit ihrer umfangsseitig vorgesehenen Gewindenut (8) eine Gewindebahn (9) für Kugeln (10) begrenzt, wobei am Mutterkörper (3) wenigstens eine Aufnahme (5) vorgesehen ist, in der ein Umlenkstück (6) angeordnet ist, welches mit einem Umlenkkanal (11) für die Rückführung der Kugeln (10) jeweils von einem Auslaufende (13) hin zu einem Einlaufende (12) der Gewindebahn (9) versehen ist, nach den folgenden Schritten:
-Herstellen des Mutterkörpers (3) mit der Gewindenut (8) und der Aufnahme (5)
- Herstellen des Umlenkstückes (6) mit dem Umlenkkanal (11),
- Positionieren des Umlenkstückes (6) in der Aufnahme (5) derart, daß ein kantenfreier Übergang zwischen der Gewindenut (8) des Mutterkörpers (3) und dem Umlenkkanal (11) des Umlenkstückes (6) ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Spindelmutter eines Kugelgewindetriebes.

Aus DE 3100 349 C2 beispielsweise ist ein Kugelgewindetrieb bekannt geworden, mit einer Spindelmutter, deren Mutterkörper mit seiner umfangsseitig vorgesehenen Gewindenut eine Gewindebahn für Kugeln begrenzt, wobei am Mutterkörper wenigstens eine Aufnahme vorgesehen ist, in der ein Umlenkstück angeordnet ist, welches einen Umlenkkanal für die Rückführung der Kugeln jeweils von einem Auslaufende hin zu einem Einlaufende einer gemeinsamen Windung der Gewindebahn aufweist. Die Aufnahme ist nach dem Härten des Mutterkörpers durch Funkenerosion oder elektrolytisch hergestellt. Die Umlenkstücke oder Einsatzkörper weisen zu ihrer Festsetzung an dem Mutterkörper Befestigungszapfen auf, die in entsprechende Sackbohrungen des Mutterkörpers eingreifen. Ferner weisen die Umlenkstücke Stufenflächen auf, die in die der Spindel zugewandten Unterseite eines jeweiligen seitlichen Vorsprunges übergeht, um radial und axial in der Kugellaufbahn der Spindel ein entsprechended Spiel zu erhalten. Bei diesem Kugelgewindetrieb kann ein Verhakeln der Kugeln im Übergang von der Gewindebahn in den Umlenkkanal dadurch unerwünscht unterstützt werden, daß die Toleranzen der Befestigungszapfen und der zugehörigen Sackbohrungen nicht eindeutige Positionen des Umlenkstückes am Mutterkörper ermöglichen und somit Anlaufkanten entstehen. Außerdem begünstigt das vorgesehene Spiel die Bildung von Kanten. Kugeln, die gegen derartige Kanten anlaufen, verursachen unerwünschte Geräusche.

Aus DE 39 30 900 A1 ist ein Kugelgewindetrieb bekannt geworden, bei dem die Umlenkeinrichtung zum Umlenken der Kugeln durch einen oval profilierten und gekrümmt verlaufenden Umlenkteil gebildet ist, der integral in den Mutterkörper eingearbeitet ist. Auf diese Weise kann zwar auf ein separates Umlenkstück verzichtet und somit die Gefahr von unerwünschter Kantenbildung im Übergang auf das Umlenkstück ausgeschlossen werden. Allerdings ist das Verfahren zur Herstellung dieses Kugelgewindetriebes sehr aufwändig.

Aus DE 101 40 884 A1 ist ein Kugelgewindetrieb bekannt geworden, bei dem in einer Aufnahme des Mutterkörpers ein Umlenkstück eingesetzt ist. Im Übergangsbereich vom Mutterkörper auf das Umlenkstück ist ein Eckbereich durch Schleifen bearbeitet. Zwar ist auch hier ein kantenfreier Übergang möglich, allerdings ist ein Schleifvorgang als zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich.

Kugelgewindetriebe müssen, wenn sie beispielsweise in Lenkvorrichtungen von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, möglichst geräuscharm arbeiten. Die Hersteller von Kraftfahrzeugen fordern die Entwicklung möglichst geräuscharm arbeitender Kugelgewindetriebe. Die Nutzer von Kraftfahrzeugen akzeptieren Lenkgeräusche nicht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung eines Kugelgewindetriebes anzugeben, dessen Kugeln geräuscharm und hakelfrei insbesondere im Umlenkbereich abwälzen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die folgenden Verfahrenschritte zur Herstellung des Kugelgewindetriebes gelöst: Herstellen des Mutterkörpers mit der Gewindenut und der Aufnahme, Herstellen des Umlenkstückes mit der Umlenkbahn, Positionieren des Umlenkstückes in der Aufnahme derart, daß ein kantenfreier Übergang zwischen der von der Gewindenut des Mutterkörpers begrenzten Gewindebahn und der Umlenkbahn des Umlenkstückes ausgebildet ist. Das bedeutet, nach dem exakten Einsetzen des Umlenkteilstücks ist der Kugelkanal ohne weitere Bearbeitungsschritte hinsichtlich der Beseitigung von Kanten fertiggestellt.

Ein kantenfreier Übergang bedeutet in diesem Zusammenhang zunächst, dass in der Ebene der Kugelbahn keine Stufe gebildet ist, an der die Kugel hörbar ankanten könnte. Ferner bedeutet der kantenfreie Übergang, dass ein Spalt zwischen der die Aufnahme begrenzenden Wandung und der Wandung des Umlenkstückes im Bereich der Kugelbahn entweder nicht ausgebildet oder zumindest so eng ausgebildet ist, dass ein hörbares Ankanten der Kugel ausgeschlossen ist.

Die einwandfreie Anpassung des Umlenkstückes an die Aufnahme oder umgekehrt und insbesondere die Anpassung der Umfangsflächen des Umlenkstückes und der Aufnahme an der Einlauf- und der Auslaufseite der Kugeln aneinander, zusammen mit einer einwandfreien Positionierung des Umlenkstückes ermöglichen kantenfreie Übergänge zwischen dem Mutterkörper und dem Umlenkstück ohne weitere Bearbeitungsschritte, so daß die Kugeln hakelfrei und geräuscharm in das Umlenkstück ein- und aus dem Umlenkstück auslaufen. Beispielsweise kann das Umlenkstück gesteuert eingepreßt und während des Einpressvorgangs in Pressrichtung positioniert werden. Gegebenenfalls kann es erforderlich sein, das Umlenkstück mit anderen Mitteln zu befestigen, beispielsweise mit Klebstoff. Jedenfalls kann auf den kostenintesnsiven Schleifvorgang verzichtet werden, der bei bekannten Kugelgewindetrieben zur Bereitstellung kantenfreier Übergänge erforderlich ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in zwei Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kugelgewindetrieb und
2 den Kugelgewindetrieb aus 1 im Teillängsschnitt.
Der in den 1 und 2 abgebildete, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Kugelgewindetrieb weist eine Spindel 1 auf, auf der eine Spindelmutter 2 angeordnet ist. Die Spindelmutter 2 umfaßt einen rohrförmigen Mutterkörper 3, der mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Öffnungen 4 aufweist, die Aufnahmen 5 für Umlenkstücke 6 bilden. In den Figuren ist lediglich eine Aufnahme 5 und ein Umlenkstück 6 gezeigt.
Die Spindel 1 ist mit einer Gewindenut 7 und die Spindelmutter 2 ist mit einer Gewindenut 8 versehen, die beide eine Gewindebahn 9 für Kugeln 10 begrenzen. Die Kugeln 9 wälzen an den Gewindenuten 7, 8 ab. Das Umlenkstück 6 ist mit einem Umlenkkanal 11 versehen, in dem die Kugeln 10 von einem Einlaufende 12 in ein Auslaufende 13 einer gemeinsamen Windung der Gewindebahn 9 geführt werden. Auf diese Weise laufen die Kugeln 10 in bekannter Weise endlos um.
2 zeigt deutlich den Übergang von dem Mutterkörper 3 auf das Umlenkstück 6. Diese Übergänge sind insbesondere im Bereich des Übergangs von der Gewindenut 7 des Mutterkörpers 3 auf den Umlenkkanal 11 des Umlenkstücks 6 kantenfrei ausgeführt. Auf diese Weise ist ein einwandfreies Umlaufen der Kugeln ohne Hakeln oder erhöhte Geräuschbildung gewährleistet.
Die beschriebene Spindelmutter 2 wird nach dem folgenden erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Der Mutterkörper 3 mit den Öffnungen 4 und der Gewindenut 8 wird hergestellt. Das Umlenkstück 6 kann beispielsweise gesintert oder im Spritzverfahren aus Kunststoff hergestellt werden. Das Umlenkstück 6 und die Öffnung 4 sind an ihren Umfangsflächen exakt aufeinander abgestimmt, insbesondere im Bereich des Übergangs von der Gewindebahn 9 zu dem Umlenkkanal 11. Das Umlenkstück 6 wird nun radial in die Öffnung 4 eingeführt und darin positioniert. Die vorgesehene Position ist erreicht, wenn ein kantenfreier Übergang im Bereich des Übergangs von der Gewindebahn 8 zu dem Umlenkkanal 11 eingestellt ist, also ein kantetnfreier Übergang von der Gewindenut 8 der Spindelmutter 2 auf den Umlenkkanal 11 des Umlenkstücks 6.
Wenn das Einführen des Umlenkstücks in einem Preßvorgang erfolgt, kann nach Erreichen der vorgesehenen Position die Preßkraft entfernt werden. Nach Einführen der Kugeln 10 ist der Kugelgewindetrieb betriebsbereit. Es kann alternativ oder zusätzlich erforderlich werden, daß Umlenkstück 6 mit besonderen Mitteln festzusetzen, beispielsweise durch Einkleben. Jedenfalls entfallen bei dem erfindungsgemäßen Kugelgewindetrieb weitere Bearbeitungsschritte an der Gewindebahn 9 und an dem Umlenkkanal 11. Insbesondere entfallen Schleifvorgänge im Übergangsbereich von dem Mutterkörper 3 auf das Umlenkstück 6.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Spindelmutter (2) eines Kugelgewindetriebes, deren Mutterkörper (3) mit ihrer umfangsseitig vorgesehenen Gewindenut (8) eine Gewindebahn (9) für Kugeln (10) begrenzt, wobei am Mutterkörper (3) wenigstens eine Aufnahme (5) vorgesehen ist, in der ein Umlenkstück (6) angeordnet ist, welches mit einem Umlenkkanal (11) für die Rückführung der Kugeln (10) jeweils von einem Auslaufende (13) hin zu einem Einlaufende (12) der Gewindebahn (9) versehen ist, nach den folgenden Schritten: – Herstellen des Mutterkörpers (3) mit der Gewindenut (8) und der Aufnahme (5) – Herstellen des Umlenkstückes (6) mit dem Umlenkkanal (11), – Positionieren des Umlenkstückes (6) in der Aufnahme (5) derart, daß ein kantenfreier Übergang zwischen der von der Gewindenut (8) begrenzten Gewindebahn (9) und dem Umlenkkanal (11) des Umlenkstückes (6) ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Umlenkstück (6) im Anschluß an dessen Positionierung in der Aufnahme (5) des Mutterkörpers (3) festgesetzt wird.