DE102006041719A1

DE102006041719A1 - Kugelgewindemutter mit einem mindestens eine Gewindeöffnung aufweisenden Flansch und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102006041719A1
Application number: DE102006041719A
Authority: DE
Inventors: André Huk
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2026-09-07
Also published as: DE102006041719B4

Abstract

Auf eine Kugelgewindemutter (1) aus hartem Wälzlagerstahl ist ein Ring (9) aufgepresst. Der Ring (9) weist mindestens eine Gewindeöffnung (8) zum Anschluss eines Riemenrads (5) auf und ist aus einem weicheren Stahl hergestellt. Zudem kann die Kugelgewindemutter aus einem rohrförmigen Rohling hergestellt sein. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung einer Kugelgewindemutter mit einem mindestens eine Gewindeöffnung aufweisenden Flansch. Weiterhin wird ein geeignetes Herstellungsverfahren angegeben.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kugelgewindemutter mit einem mindestens eine Gewindeöffnung aufweisenden Flansch, wobei die Kugelgewindemutter aus einem Wälzlagerstahl hergestellt ist.
Derartige Kugelgewindemuttern werden beispielsweise in elektromechanischen Lenkungen eingesetzt, um das Antriebsmoment eines Motors unter Zwischenschaltung eines Getriebes in eine translatorische Zahnstangenbewegung umzusetzen.
Hierzu ist ein Getriebeausgangsglied in der Lenkung, beispielsweise eine Riemenscheibe, aus Platzgründen unmittelbar an einem an der Kugelgewindemutter ausgebildeten Flansch angeschraubt. Der Flansch muss folglich eine oder mehrere Gewindeöffnungen aufweisen.
Herkömmlicherweise wird die Kugelgewindemutter mit dem Flansch durch Gesenkschmieden aus einem Wälzlagerstahl, beispielsweise 100 Cr6, hergestellt und anschließend nachbearbeitet. Das Schneiden der Gewinde ist dabei schwierig. Zudem besteht die Gefahr, dass die Gewinde am Flansch aufgrund ihres harten Zustandes teilweise ausbrechen. Um dies zu vermeiden, wird daher ein Anlassen der Gewinde vorgesehen, wodurch sich die Härte und Festigkeit lokal mindern lassen.
Sowohl das Anlassen der Gewinde als auch die Herstellung derselben aus einem Schmiederohling ist sehr aufwändig und mit hohen Kosten verbunden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Herstellung einer Kugelgewindemutter mit einem mindestens eine Gewindeöffnung aufweisenden Flansch zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird durch eine Kugelgewindemutter gemäß Anspruch 1 gelöst, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass der Flansch ein Ring aus einem weicheren Stahl ist, der mit einem Hülsenabschnitt der Kugelgewindemutter pressverbunden ist.
Durch diese Verbundbauweise wird die Herstellung der Gewinde erheblich vereinfach, da diese nunmehr in duktileres Material geschnitten werden und nicht mehr angelassen werden müssen. Die Gewinde können sowohl vor als auch nach dem Fügevorgang in den Ring eingebracht werden.
Durch die Vermeidung komplexer Fertigungsvorgänge ergibt sich insgesamt eine kostengünstigere und weniger aufwendige Lösung.
Die einzelnen Funktionsbereiche sind hierbei optimal an ihre jeweilige Funktion angepasst. So wird im Bereich der Kugelgewindemutter weiterhin eine hohe Härte für eine hohe Lebensdauer bereitgestellt. Der Flansch hingegen, der lediglich eine Befestigungsfunktion für ein Riemenrad erfüllt, ist durch die Verwendung eines weicheren Stahls einfach herstellbar.
Weiterhin kann die Kugelgewindemutter aus einem Rohrabschnitt gefertigt werden, so dass die Herstellung aus einem Schmiederohling entfällt. Dies führt überdies zu einer Verringerung des. Einsatzgewichts und damit einer Materialeinsparung und geringerem Bearbeitungsaufwand.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren gemäß Anspruch 4 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen angegeben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels nach erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 ein Ausführungsbeispiel einer Kugelgewindemutter mit einem mindestens eine Gewindeöffnung aufweisenden Flansch nach der Erfindung in Einbaulage in einer elektromechanischen Lenkung,
2 eine räumliche Darstellung der Kugelgewindemutter aus 1.
Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Kugelgewindemutter 1, die in eine elektromechanische Lenkung eingebaut ist, um das rotatorische Antriebsmoment eines Elektromotors in eine translatorische Bewegungskomponente an einer Zahnstange 2 umzusetzen. Die Kugelgewindemutter 1 weist hierzu an ihrem Innenumfang Kugellaufbahnen 3 auf und ist aus Gründen des Verschleißes aus einem Wälzlagerstahl wie beispielsweise 100 Cr6 hergestellt.
Zwischen dem Elektromotor und der im Lenkungsgehäuse 4 drehbar gelagerten, jedoch ortsfest gehaltenen Kugelgewindemutter 1 ist ein Riementrieb angeordnet, von dem in 1 lediglich ein Riemenrad 5 dargestellt ist.
Dieses Riemenrad 5 ist an der Kugelgewindemutter 1 befestigt. Hierzu ist an der hülsenartigen Kugelgewindemutter 1 ein Flansch 6 mit mindestens einer, vorzugsweise jedoch mehreren Gewindeöffnungen 7 vorgesehen. Das Riemenrad 5 ist von außen an den Flansch 6 angesetzt und mit diesem über Schrauben 8 verschraubt.
Der Flansch 6 ist ein Ring 9 aus einem Stahl, der im Vergleich zu Wälzlagerstahl weniger hart ist, d. h. eine höhere Duktilität aufweist. Dieser Ring 9 ist mit der Kugelgewindemutter pressverbunden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Kugelgewindemutter 1 an einem Endabschnitt einen Absatz 10 auf, auf den der Flansch 7 aufgepresst ist.
Die Kugelgewindemutter 1 kann aus einem rohrförmigen Rohling hergestellt sein, so dass auf einen Schmiederohling verzichtet werden kann.
Bei der Fertigung werden der Ring 9 aus verhältnismäßig weichem Stahl und die rohrförmige, harte Kugelgewindemutter 1 zusammengefügt. In den Ring 9 können dann die Gewindeöffnungen 7 eingebracht werden. Gegebenenfalls kann auch noch eine gemeinsame Bearbeitung erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, die Gewindeöffnungen 7 vor dem Fügen in den Ring 9 einzubringen.
Die Kugellaufbahnen 3 werden vorzugsweise nach dem Aufpressen des Rings 9 gefertigt. Hierdurch werden Verformungen an den Kugellaufbahnen 3, die ansonsten durch das Aufpressen entstehen würden, vermieden.

1: Kugelgewindemutter
2: Zahnstange
3: Kugellaufbahn
4: Lenkungsgehäuse
5: Riemenrad
6: Flansch
7: Gewindeöffnung
8: Schraube
9: Ring
10: Absatz

Claims

Kugelgewindemutter (1) mit einem mindestens eine Gewindeöffnung (7) aufweisenden Flansch (6), über den vorzugsweise ein Riemenrad (5) anschließbar ist, wobei die Kugelgewindemutter (1) aus einem Wälzlagerstahl hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (6) ein Ring (9) aus einem weicheren Stahl ist, der mit einem Hülsenabschnitt der Kugelgewindemutter (1) pressverbunden ist.
Kugelgewindemutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelgewindemutter (1) aus einem rohrförmigen Rohling hergestellt ist.
Kugelgewindemutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (6) auf einen abgesetzten Endabschnitt der Kugelgewindemutter (1) aufgepresst ist.
Verfahren zur Herstellung einer Kugelgewindemutter (1) mit einem mindestens eine Gewindeöffnung (7) aufweisenden Flansch (6), bei dem die Kugelgewindemutter (1) aus einem Wälzlagerstahl hergestellt wird, für den Flansch (6) ein Ring (9) aus weicherem Stahl hergestellt wird, und der Ring (9) mit der Kugelgewindemutter (1) pressverbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelgewindemutter (1) aus einem rohrförmigen Rohling hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelgewindemutter (1) Kugellaufbahnen (3) aufweist, die nach dem Aufpressen des Rings (9) gefertigt werden.