DE102008049116A1

DE102008049116A1 - Kugelgewindetrieb und elektromechanische Fahrzeuglenkung mit einem solchen

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Publication number: DE102008049116A1
Application number: DE102008049116A
Authority: DE
Inventors: André Huk; Ernst Wilske
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2010-04-01

Abstract

Ein Kugelgewindetrieb umfasst eine Spindel (2), die an ihrem Außenumfang eine gewindeförmige Kugellaufbahn (3) ausweist, eine Mutter (5), die an ihrem Innenumfang eine gewindeförmige Kugellaufbahn (6) sowie Laufbahnöffnungen (15, 16) aufweist, und eine Kugelrückführungseinrichtung (13), die ie Laufbahnöffnungen (15, 16) unter Ausbildung eines Endloskugelumlaufs verbindet. Die Mutter (5) bildet an einem Außenumfangsabschnitt eine längliche Nut (26) aus, die parallel zur Längsachse (A) der Mutter (5) verläuft. Die Kugelrückführungseinrichtung (13) wird durch ein längliches Gehäuseelement (25) gebildet, das in die längliche Nut (26) der Mutter (5) eingesetzt ist und durch das sich ein die Laufbahnöffnungen (15, 16) verbindender Kugelrückführungskanal (14) erstreckt. Der Kugelgewindetrieb zeichnet sich durch einen geringen Materialaufwand und ein geringes Bauteilgewicht aus. Durch die Integration der Kugelrückführung in ein separates Gehäuseelement (25) ergibt sich eine geringe Anzahl von Bauteilen sowie eine schnelle und einfache Montage. Die Längsausrichtung der Nut (26) ermöglicht die Verwendung des Gehäuseelements zur Befestigung eines Mschinenelements an der Mutter. Diese Funktionsintegration bietet gegenüber herkömmlichen Kugelgewindetrieben einen erheblichen Bauraumvorteil, der insbesondere in elektromechanischen Fahrzeuglenkungen eine kompakte Bauweise des Lenkgetriebegehäuses ermöglicht. Weiterhin wird eine elektromechanische Lenkung mit einem solchen ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kugelgewindetrieb, umfassend eine Spindel, die an ihrem Außenumfang eine gewindeförmige Kugellaufbahn aufweist, eine Mutter, die an ihrem Innenumfang eine gewindeförmige Kugellaufbahn sowie Laufbahnöffnungen aufweist, und eine Kugelrückführungseinrichtung, die die Laufbahnöffnungen unter Ausbildung eines Endloskugelumlaufs verbindet.
Bei derartigen Kugelgewindetrieben werden zur Gewährleistung eines Endloskugelumlaufs zwischen den Kugellaufbahnen der Spindel und der Mutter laufende Kugeln durch eine Laufbahnöffnung an der Mutter nach außen in eine Kugelrückführungseinrichtung geleitet und mittels dieser zu einer weiteren Laufbahnöffnung der Mutter geführt, wo die Kugeln wieder zwischen die Kugellaufbahnen zwischen der Spindel und der Mutter eingespeist werden. Im Bereich der Kugellaufbahnen dienen die Kugeln dazu, Kräfte zu übertragen, während sie im Bereich der Kugelrückführungseinrichtung im Wesentlichen kraftfrei zurückgeführt werden.
Derartige Kugelgewindetriebe sind beispielsweise aus der EP 1 350 988 A1 und der EP 1 357 012 A1 bekannt. Die Kugelrückführungseinrichtung weist hierbei einen Kugelrückführungskanal auf, der sich durch einen Wandabschnitt der Mutter erstreckt und parallel zur Längsachse der Mutter verläuft. Zur Überführung der Kugeln aus den Kugellaufbahnen in den Kugelrückführungskanal und zurück in die Kugellaufbahnen dienen Umlenkvorrichtungen, welche im Fall der EP 1 350 988 A1 in Stirnöffnungen der Mutter eingesetzt oder im Fall der EP 1 357 012 A1 an die Stirnenden der Mutter angeflanscht sind. Durch die Ausbildung von Abschnitten des Kugelrückführungskanals in der Mutter weist diese einen verhältnismäßig großen Außendurchmesser auf. Hieraus resultieren ein hoher Materialeinsatz sowie ein hohes Bauteilgewicht.
In der EP 1 357 012 A1 wird ferner die Möglichkeit offenbart, einen schräg zur Längsachse der Mutter verlaufenden Kugelrückführungskanal vorzusehen. Hierzu ist am Außenumfang der Mutter eine Nut schräge ausgebildet, in welche eine kompliziert geformte Umlenkeinrichtung eingesetzt ist. Diese Umlenkeinrichtung dient dazu, die Kugeln aus einer Laufbahn in die unmittelbar benachbarte Laufbahn zu überführen. Da die Umlenkeinrichtung in die Außenkontur integriert ist, ergibt sich auch hier ein hoher Materialeinsatz verbunden mit einem hohen Bauteilgewicht. Würde man die Umlenkeinrichtung, von denen in der EP 1 357 012 A1 vier an der Zahl vorgesehen sind, über die Außenkontur der Mutter vorstehen lassen, ergäbe sich eine ungleichmäßige Außenform, welche das Montieren eines Maschinenelements am Außenumfang der Mutter erheblich erschweren würde.
Die vorstehend erläuterten Kugelgewindetriebe weisen ferner den Nachteil einer umständlichen Montage der Kugeln auf.
Weiterhin ist aus der EP 0 636 816 A1 eine Kugelrückführungseinrichtung bekannt, die ein außenseitig an der Mutter befestigtes Rohrstück sowie zwei Umlenkelemente aufweist. Die Umlenkelemente sind in Laufbahnöffnungen der Mutter eingesteckt und durch das Rohrstück miteinander verbunden. Hierdurch ergeben sich im Vergleich zu den vorgenannten Kugelgewindetrieben zwar ein geringerer Materialeinsatz und ein geringeres Bauteilgewicht. Jedoch ist die Montage der Kugelrückführungseinrichtung aufwändig. Insbesondere ist es nicht möglich, die Kugeln nach einem Montieren der Mutter auf der Spindel über die Kugelrückführungseinrichtung einzufüllen. Auch das Montieren eines Maschinenelements am Außenumfang der Mutter ist nicht ohne weiteres möglich. Die aus der EP 0 636 816 A1 bekannte Kugelrückführungseinrichtung verursacht somit einen verhältnismäßig hohen Bauraumbedarf.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kugelgewindetrieb zu schaffen, der bei geringem Bauteilgewicht und geringem Bauraumbedarf eine geringe Anzahl von Bauteilen aufweist und eine schnelle und einfache Montage ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Kugelgewindetrieb gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Kugelgewindetrieb umfasst eine Spindel, die an ihrem Außenumfang eine gewindeförmige Kugellaufbahn aufweist, eine Mutter, die an ihrem Innenumfang eine gewindeförmige Kugellaufbahn sowie Laufbahnöffnungen aufweist, und eine Kugelrückführungseinrichtung, die die Laufbahnöffnungen unter Ausbildung eines Endloskugelumlaufs verbindet, und zeichnet sich dadurch aus, dass die Mutter an einem Außenumfangsabschnitt eine längliche Nut ausbildet, die parallel zur Längsachse der Mutter verläuft, und dass die Kugelrückführungseinrichtung durch ein längliches Gehäuseelement gebildet wird, das in die längliche Nut an dem Außenumfangsabschnitt der Mutter eingesetzt ist und durch das sich ein die Laufbahnöffnungen verbindender Kugelrückführungskanal erstreckt.
Der erfindungsgemäße Kugelgewindetrieb ermöglicht die Verwendung einer Mutter mit unter Festigkeitsgesichtspunkten ausreichendem, jedoch minimalem Außendurchmesser. Hierdurch resultiert ein geringer Materialaufwand verbunden mit einem geringen Bauteilgewicht. Durch die Integration der Kugelrückführung in ein separates Gehäuseelement ergibt sich eine geringe Anzahl von Bauteilen sowie eine schnelle und einfache Montage.
Die Längsausrichtung der die Kugelrückführungseinrichtung aufnehmenden Nut zu der Längsachse der Mutter und die damit verbundene Längsausrichtung des Gehäuseelements ermöglicht es, das Gehäuseelement zur Befestigung eines auf die Mutter aufgesteckten Maschinenelements zu verwenden. Diese Funktionsintegration bietet gegenüber herkömmlichen Kugelgewindetrieben einen erheblichen Bauraumvorteil, der insbesondere in elektromechanischen Fahrzeuglenkungen eine besonders kompakte Bauweise des Lenkgetriebegehäuses ermöglicht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.
So kann an dem Gehäuseelement ein erster und zweiter Umlenkabschnitt ausgebildet sein, wobei sich jeder Umlenkabschnitt durch eine Laufbahnöffnung in den Bereich zwischen den gewindeförmigen Kugellaufbahnen erstreckt. Die Umlenkabschnitte sind durch einen Verbindungsabschnitt integral miteinander verbunden. Hierdurch wird vor allem eine schnelle und einfache Montage begünstigt.
Der Kugelrückführungskanal im Bereich des Verbindungsabschnitts kann dabei entweder durch einen Wandabschnitt des Gehäuseelements und einen Wandabschnitt der Mutter gebildet werden oder im Bereich des Verbindungsabschnitts rohrförmig in dem Gehäuseelement ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest der über den Umfang der Mutter hinausstehende Bereich des Gehäuseelements passfederförmig ausgebildet, so dass sich Maschinenelemente wie beispielsweise Zahnräder oder Riemenräder sehr einfach am Außenumfang der Mutter festlegen lassen. Vorzugsweise ist der über den Umfang der Mutter hinausstehende Bereich des Gehäuseelements in der Form einer Passfeder gemäß DIN 6885 ausgebildet.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuseelement einen Deckel zum Verschließen einer Öffnung des Gehäuseelements auf, durch die im montierten Zustand des Gehäuseelements an der Mutter Kugeln in den Kugelrückführungskanal einführbar sind. Hierdurch lässt sich der Kugelgewindetrieb sehr einfach nach einer Montage der Mutter auf der Spindel mit Kugeln befüllen. Dies ist insbesondere bei elektromechanischen Fahrzeuglenkungen von Vorteil, bei denen die Spindel einen Abschnitt einer Schubstange darstellt, welche zum Zweck der Einstellung eines Lenkwinkels mit lenkbaren Rädern eines Fahrzeugs gekoppelt ist.
Vorzugsweise bildet der Deckel einen Wandabschnitt des Kugelrückführungskanals im Bereich des Verbindungsabschnitts. Der Deckel kann sich jedoch auch bis in den Bereich der Umlenkabschnitte erstrecken oder beispielsweise auch lediglich einen Wandabschnitt des Kugelrückführungskanals im Bereich eines Umlenkabschnitts ausbilden, solange über die verbleibende Öffnung des Gehäuseelements ein Einführen der Kugeln möglich ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Deckel eine passfederförmige Außenkontur auf. Das Gehäuseelement besitzt eine entsprechende passfederförmige Öffnung, in die der Deckel passend einsteckbar ist.
Auch die an der Mutter vorgesehene Nut zur Aufnahme des Gehäuseelements kann passfederförmig ausbildet werden, so dass sich für das Gehäuseelement eine einfache Außenform ergibt. Vorzugsweise ist das Gehäuseelement mit einer Passung in der Nut der Mutter aufgenommen, wobei die Nutbreite mit P9, N9 oder JS9 nach DIN 7155 oderfeiner toleriert und das Gehäuseelement h-toleriert ist.
In Abwandlung der vorstehend erläuterten Ausgestaltung kann die Nut auch schräg zur Drehachse der Mutter verlaufen, wobei der Schrägungswinkel der Längsachse der Nut zu der in die Erstreckungsebene der Nut projizierten Drehachse der Mutter im Bereich von –30 Grad bis plus 30 Grad liegt. Die Befestigungsfunktion für ein Maschinenelement am Außenumfang der Mutter ist in diesem Fall zwar nicht mehr ohne weiteres gegeben. Jedoch ermöglicht ein derartiger Kugelgewindetrieb weiterhin das Einführen der Kugeln nach einer Montage der Mutter auf der Spindel bzw. auf einer Schubstange einer Lenkung.
Wie bereits oben angedeutet, eignet sich der vorstehend erläuterte Kugelgewindetrieb insbesondere zum Einbau in eine elektromechanische Fahrzeuglenkung gemäß Patentanspruch 14, wobei die Spindel einen Abschnitt einer mit lenkbaren Fahrzeugrädern gekoppelten Schubstange bildet. Der Kugelgewindetrieb kann in diesem Fall nach Montage der Mutter auf der Schubstange über die Kugelrückführungseinrichtung mit Kugeln befüllt werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung weist die Fahrzeuglenkung ein Riemenrad oder Zahnrad einer Getriebestufe der Lenkung auf, das mittels des Gehäuseelements der Kugelrückführungseinrichtung am Außenumfang der Mutter drehfest gesichert ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine schematische Längsschnittansicht einer elektromechanischen Fahrzeuglenkung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine schematische Längsschnittansicht einer elektromechanischen Fahrzeuglenkung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3 eine Längsschnittansicht eines Ausführungsbeispiels für einen Kugelgewindetrieb nach der Erfindung,
4 einen Schnitt durch den Kugelgewindetrieb nach 3 und ein an diesem montiertes Riemenrad, und in
5 eine Ansicht des Kugelgewindetriebs nach der Erfindung in Explosionsdarstellung.
Die in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen elektromechanische Lenkungen, die in Personenkraftfahrzeugen einsetzbar sind. Bei derartigen Lenkungen wird ein den Fahrer unterstützendes Hilfsmoment durch einen Elektromotor erzeugt, der achsparallel oder koaxial zu einer Schubstange der Lenkung angeordnet ist. Die Schubstange ist mit lenkbaren Fahrzeugrädern gekoppelt, um an den Fahrzeugrädern einen vom Fahrer über das Lenkrad vorgegebenen Lenkwinkel einzustellen.
Zur Umsetzung der Drehbewegung des Elektromotors in eine Axialbewegung der Schubstange weist die Lenkung einen entsprechend den 3 bis 5 ausgebildeten Kugelgewindetrieb mit einer drehfesten, jedoch axial bewegbaren Spindel und einer drehbaren, jedoch axial festgelegten Mutter auf.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Fahrzeuglenkung mit achsparallelem Motor ist ein Abschnitt der Schubstange 1 als Spindel 2 ausgeführt, die an ihrem Außenumfang eine gewindeförmige Kugellaufbahn 3 aufweist. Die Schubstange 1 ist an einer Drehbewegung um ihre Längsachse A gehindert, beispielsweise durch Eingriff mit einem Lenkungsritzel 4 einer mit einem Lenkrad gekoppelten Lenkwelle.
Um die Spindel 2 ist eine Mutter 5 angeordnet, die an ihrem Innenumfang ebenfalls eine gewindeförmige Kugellaufbahn 6 ausbildet. Zur Kraftübertragung sind zwischen den Kugellaufbahnen 3 und 6 Kugeln 7 angeordnet, so dass eine Drehung der antriebsseitig über eine Getriebestufe 9 mit dem Elektromotor 8 gekoppelten Mutter 5 zu einer Axialbewegung der Spindel 2 führt. Die Getriebestufe 9 umfasst ein auf einer Abtriebswelle des Elektromotors 8 angeordnetes erstes Riemenrad 10, das über einen Riemen 11 mit einem am Außenumfang der Mutter 5 festgelegten zweiten Riemenrad 12 gekoppelt ist. Die Drehachse B des Elektromotors 8 und des ersten Riemenrads 10 verläuft dabei parallel zur Drehachse A des zweiten Riemenrads 12 und der Mutter 5.
Der durch die Spindel 2, die Mutter 5 und die Kugeln 7 gebildete Kugelgewindetrieb umfasst weiterhin eine in den 3 bis 5 näher dargestellte Kugelrückführungseinrichtung 13, mit der die Kugeln 7 aus den gewindeförmigen Kugellaufbahnen 3 und 6 gehoben und über einen Kugelrückführungskanal 14 zurückgeführt werden. Hierzu weist die Kugellaufbahn 6 der Mutter 5 Laufbahnöffnungen 15 und 16 auf, durch welche die Kugeln 7 in die Kugelrückführungseinrichtung 13 geführt bzw. aus dieser wieder in die Paarung der Kugellaufbahnen 3 und 6 der Spindel 2 und Mutter 5 eingespeist werden.
Ein solcher Kugelgewindetrieb kann nicht nur bei einer elektromechanischen Lenkung mit achsparallelem Motor sondern auch an einer elektromechanischen Lenkung mit koaxialem Motor eingesetzt werden. 2 zeigt ein entsprechendes Lenkgetriebe 17 einer solchen Lenkung für ein Kraftfahrzeug. Das Lenkgetriebe 17 weist eine Schubstange 18 auf, die in einem Lenkgetriebegehäuse 19 axial bewegbar gelagert ist. An der Schubstange 18 greift ein Ritzel 20 einer Lenkwelle 21 an, über die ein vom Fahrer aufgebrachtes Lenkmoment in das Lenkgetriebe 17 eingeleitet wird. Ferner ist die Schubstange 18 ist an ihren Enden mit nicht näher dargestellten Spurstangen gelenkig gekoppelt, die zu den Vorderrädern des Fahrzeugs führen. In dem Lenkgetriebegehäuse 19 ist ein Elektromotor 22 angeordnet, dessen Antriebsmoment zur Unterstützung des Fahrers über eine Getriebestufe 23, die den Kugelgewindetrieb einschließt, an der Schubstange 18 als Axialkraft zur Wirkung gebracht wird. Die Drehachse des Elektromotors 22 verläuft bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel koaxial zu der Schubstange 18. Prinzipiell kann die Getriebestufe über Zahnräder realisiert werden. Vorzugsweise kommt jedoch ein Riementrieb zwischen einem mit dem Elektromotor 22 gekoppelten Antriebsrad und einem Abtriebsrad an der Mutter 5' des Kugelgewindetriebs zum Einsatz. Der zugehörige Riemen ist mit 24 bezeichnet.
Im Folgenden soll anhand der 3 bis 5 der erfindungsgemäße Kugelgewindetrieb näher erläutert werden. Die 1 und 2 zeigen diesen in einer elektromechanischen Lenkung. Jedoch kann ein solcher Kugelgewindetrieb auch für andere Einsatzzwecke genutzt werden.
Der erfindungsgemäße Kugelgewindetrieb umfasst eine Spindel 2, die an ihrem Außenumfang eine gewindeförmige Kugellaufbahn 3 aufweist. An der Spindel 2 ist eine Mutter 5 montiert, die an ihrem Innenumfang eine gewindeförmige Kugellaufbahn 6 aufweist. Im Bereich der Kugellaufbahn 6 der Mutter 5 befinden sich mehrere im Wesentlichen radiale Laufbahnöffnungen 15 und 16, welche durch eine Kugelrückführungseinrichtung 13 verbunden sind. Über die Kugellaufbahnen 3 und 6 und die Kugelrückführungseinrichtung 13 wird ein Endloskugelumlauf für die Kugeln 7 bereitgestellt.
Die Kugelrückführungseinrichtung 13 umfasst ein längliches Gehäuseelement 25, das in eine an einem Außenumfangsabschnitt der Mutter 5 ausgebildete längliche Nut 26 eingesetzt ist. Die Nut 26 erstreckt sich parallel zur Drehachse bzw. Längsachse A der Mutter 5. In die längliche Nut 26 münden ferner zwei Laufbahnöffnungen 15 und 16.
Das Gehäuseelement 25 begrenzt einen Kugelrückführungskanal 14, der die beiden Laufbahnöffnungen 15 und 16 verbindet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft der Kugelrückführungskanal 14 rohrförmig durch das Gehäuseelement 25. Es ist jedoch auch möglich, dass letzteres lediglich außenliegende Wandabschnitte eines solchen Kugelrückführungskanals 14 ausbildet, während innenliegende Wandabschnitte des Kugelrückführungskanals 14 durch die Mutter 5 gebildet werden.
Wie insbesondere 5 entnommen werden kann, weist das Gehäuseelement 25 einen ersten Umlenkabschnitt 27 und einen zweiten Umlenkabschnitt 28 auf, die sich jeweils durch eine Laufbahnöffnung 15 bzw. 16 in den Bereich zwischen den gewindeförmigen Kugellaufbahnen 3 und 6 erstrecken. Die beiden Umlenkabschnitte 27 und 28 sind durch einen Verbindungsabschnitt 29 integral verbunden. Der Kugelrückführungskanal 14 erstreckt sich dabei durch die Umlenkabschnitte 27 und 28 sowie durch den Verbindungsabschnitt 29.
Das Gehäuseelement 25 dient nicht nur zur Rückführung der Kugeln 7, sondern auch zur Festlegung des Riemenrads 12 am Außenumfang der Mutter 5. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zumindest der über den Außenumfang der Mutter 5 radial hinausstehende Bereich des Gehäuseelements 25 in der Form einer Passfeder gemäß DIN 6885 ausgebildet. Die entsprechende Nut 30 am Riemenrad 12 kann somit mit herkömmlichen Fertigungsmitteln einfach hergestellt werden. Vorzugsweise ist das Gehäuseelement 25 mit einer Passung in der Nut 26 der Mutter 5 aufgenommen, wobei die Nutbreite mit P9, N9 oder JS9 nach DIN 7155 oder feiner toleriert ist und das Gehäuseelement 25 h-toleriert ist.
Wie insbesondere 5 zeigt, umfasst das Gehäuseelement 25 einen passfederförmigen Grundkörper 31 sowie einen länglichen Deckel 32 zum Verschließen einer Öffnung 33 des Grundkörpers 31. Die Öffnung 33 befindet sich vorzugsweise an der radial am weitesten außenliegenden Scheitelfläche des Grundkörpers 31. Sie ist in jedem Fall derart konfiguriert, dass durch diese im montierten Zustand des Grundkörpers 31 an der Mutter 5 Kugeln 7 in den Kugelrückführungskanal 14 und damit zwischen die Kugellaufbahnen 3 und 6 einführbar sind. Der Deckel 32 kann nach Einfüllen der Kugeln 7 aufgesteckt werden. Bei einer elektromechanischen Lenkung können somit die Kugeln 7 nach einer Montage der Mutter 5 an der Schubstange 1 bzw. 18 eingefüllt werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet der Deckel 32 einen Wandabschnitt des Kugelrückführungskanals 14 im Bereich des Verbindungsabschnitts 29 sowie der Umlenkabschnitte 27 und 28 aus, während weitere Wandabschnitte des Kugelrückführungskanals 14 im Grundkörper 31 ausgebildet sind. Es ist jedoch auch möglich, den Deckel 32 und die entsprechende Öffnung 33 auf den Verbindungsabschnitt 29 und/oder einen Umlenkabschnitt 27 bzw. 28 zu begrenzen, solange nach einem Einsetzen des Grundkörpers 21 in die Nut 26 und vor einem Verschließen der Öffnung 33 mit dem Deckel 32 ein Einführen der Kugeln 7 gewährleistet ist.
Der Deckel 32 kann ebenfalls eine passfederförmige Außenkontur aufweisen und in die Öffnung 33 eingesteckt werden, so dass die Oberkante des Gehäuseelements 25 durch die den Deckel 32 umschließenden Außenwände des Grundkörpers 31 gebildet wird. Dies ist im Hinblick auf die Funktion der Kraftübertragung des Gehäuseelements 25 von dem Antriebsrad 12 auf die Mutter 5 von Vorteil.
Wie insbesondere 3 weiter zeigt, kann in die Mutter 5 ein Lagerinnenring 34 eines diese an einem Lenkgetriebegehäuse abstützenden Wälzlagers 35 integriert sein.
In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann die Nut 26 zur Aufnahme des Gehäuseelement 25 auch schräg zur Drehachse A der Mutter 5 angeordnet werden, wobei der Schrägungswinkel der Längsachse der Nut zu der in die Erstreckungsebene der Nut projizierten Drehachse der Mutter im Bereich von –30 Grad bis plus 30 Grad liegt. Das Gehäuseelement weist auch in diesem Fall einen in die Nut 26 einsteckbaren Grundkörper 31 sowie einen Deckel 32 auf, der einen Zugang zu dem in dem Gehäuseelement 25 ausgebildeten Kugelrückführungskanal 14 verschließt. Eine derartige Anordnung ist überein dort von Vorteil, wo ein an der Mutter 5 anzuschließendes Maschinenelement nicht notwendigerweise auf deren Außenumfang befestigt werden muss oder es auf die räumlichen Abmessungen nicht ankommt, jedoch ein Befüllen eines leichtgewichtigen Kugelgewindetriebs mit Kugeln 7 nach einer Montage der Mutter 5 auf der Spindel 2 wünschenswert ist. Durch das Gehäuseelement 25 wird auch hier eine schnelle und einfache Montage des Kugelgewindetriebs ermöglicht.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und weiterer Abwandlungen näher erläutert. Sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.

1: Schubstange
2: Spindel
3: Kugellaufbahn
4: Lenkungsritzel
5: Mutter
6: Kugellaufbahn
7: Kugel
8: Elektromotor
9: Getriebestufe
10: erstes Riemenrad
11: Riemen
12: zweites Riemenrad
13: Kugelrückführungseinrichtung
14: Kugelrückführungskanal
15: Laufbahnöffnung
16: Laufbahnöffnung
17: Lenkgetriebe
18: Schubstange
19: Lenkgetriebegehäuse
20: Lenkungsritzel
21: Lenkwelle
22: Elektromotor
23: Getriebestufe
24: Riemen
25: Gehäuseelement
26: längliche Nut der Mutter 5
27: Umlenkabschnitt des Kugelrückführungskanals
28: Umlenkabschnitt des Kugelrückführungskanals
29: Verbindungsabschnitt des Kugelrückführungskanals
30: Nut des Riemenrads
31: Grundkörper des Gehäuseelements
32: Deckel des Gehäuseelements
33: Öffnung des Gehäuseelements
34: Lagerinnenring
35: Wälzlager
A: Drehachse der Mutter 5
B: Drehachse des Elektromotors 8 und des Riemenrads 10

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1350988 A1 [0003, 0003]
- EP 1357012 A1 [0003, 0003, 0004, 0004]
- EP 0636816 A1 [0006, 0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- DIN 6885 [0014]
- DIN 7155 [0018]
- DIN 6885 [0039]
- DIN 7155 [0039]

Claims

Kugelgewindetrieb, umfassend: – eine Spindel (2), die an ihrem Außenumfang eine gewindeförmige Kugellaufbahn (3) aufweist, – eine Mutter (5), die an ihrem Innenumfang eine gewindeförmige Kugellaufbahn (6) sowie Laufbahnöffnungen (15, 16) aufweist, und – eine Kugelrückführungseinrichtung (13), welche die Laufbahnöffnungen (15, 16) unter Ausbildung eines Endloskugelumlaufs verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Mutter (5) an einem Außenumfangsabschnitt eine längliche Nut (26) ausbildet, die parallel zur Längsachse der Mutter (5) verläuft, und dass die Kugelrückführungseinrichtung (13) durch ein längliches Gehäuseelement (25) gebildet wird, das in die längliche Nut (26) an dem Außenumfangsabschnitt der Mutter (5) eingesetzt ist und durch das sich ein die Laufbahnöffnungen (15, 16) verbindender Kugelrückführungskanal (14) erstreckt.
Kugelgewindetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseelement (25) einen ersten Umlenkabschnitt (27) und einen zweiten Umlenkabschnitt (28) aufweist, die sich jeweils durch eine Laufbahnöffnung (15, 16) in den Bereich zwischen den gewindeförmigen Kugellaufbahnen (3, 6) erstrecken, sowie weiterhin einen Verbindungsabschnitt (29), der die Umlenkabschnitte (27, 28) integral miteinander verbindet.
Kugelgewindetrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelrückführungskanal (14) im Bereich des Verbindungsabschnitts (29) durch einen Wandabschnitt des Gehäuseelements (25) und einen Wandabschnitt der Mutter (5) gebildet wird.
Kugelgewindetrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelrückführungskanal (14) im Bereich des Verbindungsabschnitts (29) rohrförmig in dem Gehäuseelement (25) ausgebildet ist.
Kugelgewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der über den Umfang der Mutter (5) hinausstehende Bereich des Gehäuseelements (25) passfederförmig ausgebildet ist.
Kugelgewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der über den Umfang der Mutter (5) hinausstehende Bereich des Gehäuseelements (25) in der Form einer Passfeder gemäß DIN 6885 ausgebildet ist.
Kugelgewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseelement (25) einen Deckel (32) zum Verschließen einer Öffnung (33) des Gehäuseelements (25) aufweist, durch die im montierten Zustand des Gehäuseelements (25) an der Mutter (5) Kugeln (7) in den Kugelrückführungskanal (14) einführbar sind.
Kugelgewindetrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (32) einen Wandabschnitt des Kugelrückführungskanals (14) im Bereich des Verbindungsabschnitts (29) ausbildet.
Kugelgewindetrieb nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (32) einen Wandabschnitt des Kugelrückführungskanals (14) im Bereich eines oder beider Umlenkabschnitte (27, 28) ausbildet.
Kugelgewindetrieb nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (32) eine passfederförmige Außenkontur aufweist und in eine passfederförmige Öffnung (33) des Gehäuseelements (25) passend einsteckbar ist.
Kugelgewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutter (5) eine passfederförmige Nut (26) zur Aufnahme des Gehäuseelements (25) ausbildet.
Kugelgewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseelement (25) mit einer Passung in der Nut (26) der Mutter aufgenommen, wobei die Nutbreite mit P9, N9 oder JS9 nach DIN 7155 oder feiner toleriert und das Gehäuseelement (25) h-toleriert ist.
Kugelgewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (26) nicht parallel sondern schräg zur Drehachse (A) der Mutter (5) verläuft, wobei der Schrägungswinkel der Längsachse der Nut (26) zu der in die Erstreckungsebene der Nut projizierten Drehachse (A) der Mutter (5) im Bereich von –30 Grad bis plus 30 Grad liegt.
Elektromechanische Fahrzeuglenkung, umfassend einen Kugelgewindetrieb nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Spindel (2) einen Abschnitt einer mit lenkbaren Fahrzeugrädern gekoppelten Schubstange (1, 18) bildet.
Elektromechanische Fahrzeuglenkung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseelement (25) ein Riemenrad (12) oder Zahnrad einer Getriebestufe (9, 23) der Lenkung am Außenumfang der Mutter (5) drehfest sichert.