DE102011017262A1

DE102011017262A1 - Ball screw used in electromechanical steering system for motor vehicle, has ball return unit which is provided to make end portions of ball track of ball screw nut interconnect with ball return path

Info

Publication number: DE102011017262A1
Application number: DE102011017262A
Authority: DE
Inventors: Christoph Losch; Ernst Wilske
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2012-10-18

Abstract

The ball screw (9) has a ball screw portion which is provided with a thread-like extending ball track in which balls are cooperating with ball screw nut (12). A base element is provided with thread-like extending ball track. A ball return unit is provided to make end portions of ball track of ball screw nut to interconnect with ball return path. A tubular ball return path portion made of elastomer is positioned outside base element.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelgewindetrieb umfassend eine Kugelgewindespindel mit einer gewindeartig verlaufenden Kugellaufbahn, eine mit dieser mittels Kugeln zusammen wirkende Kugelgewindemutter, die einen Grundkörper mit einer darin gewindeartig verlaufenden Kugellaufbahn aufweist, sowie eine Kugelrückführungseinrichtung zur Schaffung eines die Endbereiche der Kugellaufbahn der Kugelgewindemutter miteinander verbindenden Kugelrückführungspfades, der ein außerhalb des Grundkörpers angeordnetes rohrförmiges Kugelrückführungspfadteilstück aufweist.The invention relates to a ball screw drive comprising a ball screw spindle having a thread-like running ball track, a ball screw nut cooperating therewith by means of balls, which has a base body with a ball track extending therein in a thread-like manner, and a ball return device for providing a ball return path connecting the end areas of the ball track of the ball screw nut. having a disposed outside the body tubular Kugelrückführungspfadteilstück.

Aus der EP 1 350 988 B1 ist eine Kugelgewindemutter bekannt, die mit einer Kugelrückführungseinrichtung ausgestattet ist. Diese Kugelrückführungseinrichtung umfasst einen Kugelrückführungskanal, der sich in der Wandung eines die Kugelgewindemutter bildenden Buchsenkorpus parallel zu dessen Längsachse erstreckt. Zur Verlagerung der Kugeln zwischen der an der Innenseite des Buchsenkorpus verlaufenden Kugellaufbahn und dem Kugelrückführungskanal sind Umlenkvorrichtungen vorgesehen, die in stirnseitige Öffnungen des Buchsenkorpus eingesetzt sind. Zur Ausbildung von Abschnitten des Kugelrückführungskanals in dem Buchsenkorpus der Kugelgewindemutter bedarf es einer dickwandigen Gestaltung der Kugelgewindemutter. Hieraus resultieren ein großer Außendurchmesser der Kugelgewindemutter, ein hoher Materialeinsatz sowie ein hohes Bauteilgewicht.From the EP 1 350 988 B1 a ball screw nut is known, which is equipped with a ball return device. This ball return device comprises a ball return channel which extends in the wall of a female body forming the ball screw nut parallel to its longitudinal axis. For the displacement of the balls between the running on the inside of the socket body ball track and the ball return channel deflecting devices are provided, which are inserted into the frontal openings of the socket body. To form sections of the ball return channel in the socket body of the ball screw nut requires a thick-walled design of the ball screw nut. This results in a large outer diameter of the ball screw nut, a high material usage and a high component weight.

Die EP 0 636 816 A1 betrifft eine Kugelgewindemutter mit einer Kugelrückführungseinrichtung, 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 Bauformen zwar ein geringerer Materialeinsatz und ein geringeres Bauteilgewicht, jedoch ist die Montage der mehrteiligen Kugelrückführungseinrichtung mittels Halteklammern und Schrauben am Außenumfang der Mutter schwierig.The EP 0 636 816 A1 concerns a ball screw nut with a ball return device, which has a pipe piece fastened on the outside of the nut and two deflection elements. The deflecting elements are inserted into the raceway openings of the mother and connected to each other by the pipe section. This results in comparison to the aforementioned designs, although a lower material usage and a lower component weight, however, the assembly of the multipart ball return device by means of retaining clips and screws on the outer circumference of the mother is difficult.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kugelgewindetrieb zu schaffen, der unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten Vorteile gegenüber herkömmlichen Bauformen bietet. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein rohrförmiges Kugelrückführungspfadteilstück zu schaffen, das einfach und kostengünstig herstellbar und montierbar ist.The invention has for its object to provide a ball screw, which offers advantages in terms of manufacturing technology advantages over conventional designs. In addition, the invention has for its object to provide a tubular ball recirculation path section, which is simple and inexpensive to manufacture and assemble.

Diese Aufgabe wird durch eine Kugelgewindemutter gemäß Patentanspruch 1 bzw. durch ein Kugelrückführungspfadteilstück gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Ein aus einem Elastomer, also einem formfesten, aber elastisch verformbaren Kunststoff ausgebildetes rohrförmiges Kugelrückführungspfadteilstück ist einfach und kostengünstig auch in komplexer Geometrie beispielsweise durch Spritzgießen als sogenanntes werkzeugfallendes Bauteil herstellbar. Eine Nachbearbeitung des Kugelrückführungspfadteilstücks ist nicht erforderlich. Aufgrund seiner Flexibilität kann das elastomere Kugelrückführungspfadteilstück einfach und ohne zusätzliche Haltemittel an dem Außenumfang der Kugelgewindemutter montiert werden. Die Verformbarkeit des Kugelrückführungspfadteilstücks macht die Montage der Kugelrückführungseinrichtung auch bei schwierigen geometrischen Verhältnissen in einem einzigen Stück möglich. Nach erfolgter Montage verformt sich das elastomere Kugelrückführungspfadteilstück in seinen Ausgangszustand zurück.This object is achieved by a ball screw nut according to claim 1 or by a Kugelrückführungspfadteilstück according to claim 10. A formed from an elastomer, so a dimensionally stable, but elastically deformable plastic tubular Kugelrückführungspfadteilstück is simple and inexpensive to produce in complex geometry, for example by injection molding as a so-called tool falling component. Post-processing of the ball return path section is not required. Due to its flexibility, the elastomeric ball return path section can be easily mounted on the outer circumference of the ball screw nut without additional retaining means. The deformability of the ball return path section makes it possible to mount the ball return device even in difficult geometrical conditions in a single piece. After assembly, the elastomeric Kugelrückführungspfadteilstück deformed back into its initial state.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kugelgewindetriebs sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the ball screw according to the invention are specified in the subclaims.

Für eine zuverlässige Rückführung der Kugeln des Kugelgewindetriebs von einem Endbereich zum anderen Endbereich der Kugellaufbahn der Kugelgewindemutter ist es von Vorteil, wenn die Kugelrückführungseinrichtung mindestens einen Kugeltransferabschnitt aufweist, der in eine zugeordnete, in dem Grundkörper der Kugelgewindemutter ausgebildete Kugeldurchtrittsöffnung eingesetzt ist.For a reliable return of the balls of the ball screw from one end to the other end portion of the ball track of the ball screw nut, it is advantageous if the ball return device has at least one ball transfer section which is inserted into an associated, formed in the base body of the ball screw nut ball passage opening.

Indem an das elastomere Kugelrückführungspfadteilstück mindestens ein Kugeltransferabschnitt angeformt ist, wird eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung des gesamten Kugelrückführungspfades aus einem einzigen Bauteil z. B. durch Spritzgießen ermöglicht. Zudem werden mögliche Undichtigkeitsstellen im Kugelrückführurigspfad vermieden, durch die Schmiermittel des Kugelgewindetriebs austreten könnte. Dabei ist es von Vorteil, wenn an beiden Enden des Kugelrückführungspfadteilstücks jeweils ein Kugeltransferabschnitt angeformt ist.By at least one ball transfer portion is formed on the elastomeric Kugelrückführungspfadteilstück, a particularly simple and cost-effective production of the entire ball return path of a single component z. B. allows by injection molding. In addition, possible leaks in the Kugelrückführurigspfad be avoided, could leak through the lubricant of the ball screw. It is advantageous if in each case a ball transfer portion is formed at both ends of the ball return path section.

Es kann vorteilhaft sein, wenn mindestens ein Kugeltransferabschnitt mit dem elastomeren Kugelrückführungspfadteilstück verbunden ist. Eine solche Ausführung bietet sich insbesondere in solchen Fällen an, in denen die mechanischen Beanspruchungen der Kugeltransferabschnitte beim Umlenken der Kugeln aus der Kugellaufbahn heraus bzw. in diese herein vergleichsweise hoch sind und die Kugeltransferabschnitte aus Verschleißgründen aus einem anderen Werkstoff als das Kugelrückführungspfadteilstück ausgebildet sind.It may be advantageous if at least one ball transfer section is connected to the elastomeric ball return path section. Such an embodiment is particularly suitable in those cases in which the mechanical stresses of the ball transfer sections when deflecting the balls out of the ball track out or in this comparatively high and the ball transfer sections are formed for wear reasons of a different material than the ball return path section.

Für ein einfaches und dabei sicheres Umlenken der Kugeln aus der Kugellaufbahn der Kugelgewindemutter heraus bzw. in diese herein ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Kugeldurchtrittsöffnung des Grundkörpers derart ausgebildet ist, dass zusammen mit darin sitzenden Kugeltransferabschnitten ein im wesentlichen tangentialer Transfer der Kugeln in die bzw. aus der Kugellaufbahn erfolgt.For a simple and thereby safe deflection of the balls out of the ball track of the ball screw nut or in this in it is advantageous if the at least one Ball passage opening of the base body is designed such that, together with seated therein ball transfer sections, a substantially tangential transfer of the balls into and out of the ball raceway.

Aus dem gleichen Grund ist es ebenfalls von Vorteil, wenn die zumindest eine Kugeldurchtrittsöffnung als im Wesentlichen tangential auf die Kugellaufbahn zulaufender zylindrischer Kanal ausgebildet ist.For the same reason, it is also advantageous if the at least one ball passage opening is formed as a substantially tangential to the ball raceway tapering cylindrical channel.

Für eine einfach herstellbare und dabei sichere Verbindung des elastomeren Kugelrückführungspfadteilstücks mit dem wenigstens einen Kugeltransferabschnitt ist es von Vorteil, wenn der wenigstens eine Kugeltransferabschnitt mit dem elastomeren Kugelrückführungspfadteilstück verrastet oder in das elastomere Kugelrückführungspfadteilstück eingeknöpft ist, so dass ein fluchtender Kugelrückführungspfad für die Kugeln sichergestellt ist.For an easily manufactured and secure connection of the elastomeric ball return path section with the at least one ball transfer section, it is advantageous if the at least one ball transfer section is locked to the elastomeric ball return path section or buttoned into the elastomeric ball return path section, so that an aligned ball return path for the balls is ensured.

Ist koaxial um die Kugelgewindemutter des Kugelgewindetriebs herum beispielsweise ein Riemenrad oder ein Zahnrad angeordnet, mit dem die Kugelgewindemutter z. B. rotatorisch angetrieben wird, so ist es vorteilhaft, wenn an dem Kugelrückführungspfadteilstück mindestens ein Abstandshalter zu diesem Riemenrad oder Zahnrad hin angeformt ist.Coaxially around the ball screw nut of the ball screw, for example, a pulley or a gear is arranged with which the ball screw nut z. B. is rotationally driven, it is advantageous if at least one spacer to this pulley or gear is formed on the Kugelrückführungspfadteilstück.

Dabei ist es von Vorteil, wenn der Abstandshalter mehrere Distanzelemente beispielsweise in Form von Zähnen aufweist, so dass federnde Elemente ausgebildet sind.It is advantageous if the spacer has a plurality of spacer elements, for example in the form of teeth, so that resilient elements are formed.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:The invention will be explained in more detail with reference to two embodiments shown in the drawing. The drawing shows in:

1 eine schematische Darstellung einer elektromechanischen Fahrzeuglenkung mit einem Kugelgewindetrieb, 1 a schematic representation of an electromechanical vehicle steering system with a ball screw,

2 einen Längsschnitt durch den Kugelgewindetrieb nebst montiertem Riemenrad als Prinzipdarstellung, 2 a longitudinal section through the ball screw and assembled pulley as a schematic diagram,

3 eine räumliche Darstellung des Kugelgewindetriebs, 3 a spatial representation of the ball screw,

4 eine erste Darstellung der Kugelrückführungseinrichtung an der Kugelgewindemutter, 4 a first representation of the ball return device on the ball screw nut,

5 eine zweite räumliche Darstellung von Kugelrückführungseinrichtung und Kugelgewindemutter in Explosionsansicht, 5 a second spatial representation of ball return device and ball screw nut in exploded view,

6 eine dritte räumliche Darstellung von Kugelrückführungseinrichtung und Kugelgewindemutter in montiertem Zustand, 6 a third spatial representation of ball return device and ball screw nut in the assembled state,

7 eine Darstellung der Kugelrückführungseinrichtung, 7 a representation of the ball return device,

8 eine weitere Ansicht der Kugelrückführungseinrichtung, 8th another view of the ball return device,

9 einen Schnitt durch einen Abschnitt der Kugelrückführungseinrichtung, sowie in 9 a section through a portion of the ball return device, as well as in

10 einen Schnitt durch einen Abschnitt der Kugelrückführungseinrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels. 10 a section through a portion of the ball return device according to another embodiment.

Die vorliegende Erfindung ist besonders für die Verwendung in einer in 1 schematisch dargestellten elektromechanischen Lenkung 1 für ein Kraftfahrzeug geeignet. Die Lenkung 1 weist ein Lenkgetriebegehäuse 2 auf, durch das sich eine Lenkstange 3 erstreckt. Die Lenkstange 3 kann auch als Zahnstange bezeichnet werden. An der Lenkstange 3 greift ein Lenkungsritzel 4 an, um einen vom Fahrer an einem Lenkrad 5 aufgebrachten Lenkbefehl über eine Lenksäule 15 an die Fahrzeugräder 6 zu übertragen. Weiterhin weist die Lenkung 1, einen Elektromotor 7 zur Erzeugung eines Unterstützungsmoments auf. Der Elektromotor 7 kann, wie dargestellt, achsparallel zu der Lenkstange 3 angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, den Elektromotor 7 mit seiner Abtriebswelle koaxial zur Lenkstange 3 oder an anderer Stelle, beispielsweise an der Lenksäule 15, anzuordnen.The present invention is particularly suitable for use in a 1 schematically illustrated electromechanical steering 1 suitable for a motor vehicle. The steering 1 has a steering gear housing 2 on, through which a handlebar 3 extends. The handlebar 3 can also be referred to as a rack. At the handlebar 3 engages a steering pinion 4 to get one from the driver on a steering wheel 5 applied steering command via a steering column 15 to the vehicle wheels 6 transferred to. Furthermore, the steering 1 , an electric motor 7 for generating an assist torque. The electric motor 7 can, as shown, axially parallel to the handlebar 3 be arranged. However, it is also possible to use the electric motor 7 with its output shaft coaxial with the handlebar 3 or elsewhere, for example on the steering column 15 to arrange.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird des Antriebsmoment des Elektromotors 7 über eine Getriebestufe 8 und einen Kugelgewindetrieb 9 als die Lenkbewegung des Fahrers unterstützende Axialkraft auf die Lenkstange 3 übertragen. Die Getriebestufe 8 kann beispielsweise als Zahnriementrieb ausgebildet sein, wobei ein erstes Riemenrad 10 an einer Abtriebswelle des Elektromotors 7 und ein zweites Riemenrad 11 an einer Kugelgewindemutter 12 des Kugelgewindetriebs 9 angeordnet ist. Über den Kugelgewindetrieb 9 wird das Antriebsmoment des Elektromotors 7 in eine translatorische Bewegungskomponente an der Lenkstange 3 übersetzt. Zur Ansteuerung des Elektromotors 7 dient ein Lenkungssteuergerät 13, das ein Stellsignal für den Elektromotor 7 generiert und dazu unter anderem das vom Fahrer aufgebrachte Lenkmoment berücksichtigt. Dieses Lenkmoment kann beispielsweise mit einer Drehmomentmesseinheit 14 an der Lenksäule 15 ermittelt werden.In the illustrated embodiment, the drive torque of the electric motor 7 via a gear stage 8th and a ball screw 9 as the steering movement of the driver supporting axial force on the handlebar 3 transfer. The gear stage 8th may be formed for example as a toothed belt drive, wherein a first pulley 10 on an output shaft of the electric motor 7 and a second pulley 11 on a ball screw nut 12 of the ball screw 9 is arranged. About the ball screw 9 becomes the drive torque of the electric motor 7 in a translational movement component on the handlebar 3 translated. For controlling the electric motor 7 serves a steering controller 13 , which is a control signal for the electric motor 7 generated and, among other things, taken into account by the driver applied steering torque. This steering torque, for example, with a torque measuring unit 14 on the steering column 15 be determined.

Der in den 2 bis 4 dargestellte Kugelgewindetrieb 9 umfasst die bereits genannte Kugelgewindemutter 12 sowie eine Kugelgewindespindel 17, die im vorliegenden Fall durch einen Abschnitt der Lenkstange 3 gebildet ist. Kugelgewindemutter 12 und Kugelgewindespindel 17 stehen, wie in 2 dargestellt ist, über Kugeln 16 in Gewindeeingriff, um bei Rotieren der Kugelgewindemutter 12 eine Axialkraft in die Kugelgewindespindel 17 bzw. in die Lenkstange 3 zu übertragen. An der Kugelgewindemutter 12 sowie an der Kugelgewindespindel 17 sind hierzu entsprechende gewindeförmige Kugellaufbahnen 18 bzw. 19 ausgebildet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Kugelgewindetrieb 9 ein eingängiges Gewinde auf, wobei sich der Kugeleingriff beispielsweise in etwa über zweieinhalb bis drei Gewindewindungen, insbesondere 900° bis 960° erstreckt und lediglich eine Kugelrückführungseinrichtung 20 vorgesehen ist. Diese Kugelrückführungseinrichtung 20 dient zum Zurückführen der Kugeln 16 von einem Ende der Kugellaufbahn 18 zum anderen Ende der Kugellaufbahn 18, um auf diese Weise eine Endloskette von Kugeln zu bilden.The in the 2 to 4 shown ball screw 9 includes the already mentioned ball screw nut 12 and a ball screw 17 , in the present case by a section of the handlebar 3 is formed. Ball screw nut 12 and ball screw 17 stand, as in 2 is shown about bullets 16 in threaded engagement to when rotating the ball screw nut 12 an axial force in the ball screw 17 or in the handlebar 3 transferred to. At the ball screw nut 12 as well as on the ball screw spindle 17 are corresponding thread-shaped ball raceways 18 respectively. 19 educated. In the illustrated embodiment, the ball screw 9 a catchy thread, wherein the ball engagement extends, for example, about two and a half to three thread turns, in particular 900 ° to 960 ° and only a ball return device 20 is provided. This ball return device 20 serves to return the balls 16 from one end of the ball track 18 to the other end of the ball track 18 to form an endless chain of balls in this way.

In einer weiteren Abwandlung des Ausführungsbeispiels kann das Gewinde auch mehrgängig ausgeführt werden, beispielsweise je nach Steigung 2, 3 oder 4 Gänge aufweisen, wobei dann für jeden Gang des Kugelgewindetriebs eine eigene Kugelrückführungseinrichtung 20 vorgesehen wird. Ferner ist es möglich, mehrere Kugelumlenkungen in Axialrichtung hintereinander anzuordnen, welche dieselben Kugellaufbahnen an Mutter und Spindel nutzen.In a further modification of the embodiment, the thread can also be performed more smoothly, for example, depending on the slope 2 . 3 or 4 Having gears, in which case for each gear of the ball screw own ball recirculation device 20 is provided. Further, it is possible to arrange a plurality of ball deflectors in the axial direction one behind the other, which use the same ball raceways on the nut and spindle.

Zur Kugelumlenkung dient die bereits erwähnte, einen Kugeldurchtrittskanal für den Rücklauf der Kugeln 16 aufweisende, im Wesentlichen rohrförmige Kugelrückführungseinrichtung 20, welche in einen buchsenartigen Grundkörper 21 der Kugelgewindemutter 12 von außen eingesteckt ist. Wie insbesondere in den 2 und 5 zu erkennen ist, weist der Grundkörper 21 an seiner am Innenumfang 22 ausgebildeten Kugellaufbahn 18 zwei Kugeldurchtrittsöffnungen 23 und 24 auf, die jeweils von der Kugellaufbahn 18 zum Außenumfang 25 des Grundkörpers 21 führen. Die Kugeldurchtrittsöffnungen 23 und 24 enden jeweils tangential am Kugelmittenkreis und sind somit hinterschnittig ausgeführt.For ball deflection serves the already mentioned, a ball passage for the return of the balls 16 having, substantially tubular ball recirculation device 20 , which in a bush-like body 21 the ball screw nut 12 is plugged in from the outside. As in particular in the 2 and 5 can be seen, the body indicates 21 at its on the inner circumference 22 trained ball raceway 18 two ball passage openings 23 and 24 on, each from the ball track 18 to the outer circumference 25 of the basic body 21 to lead. The ball passage openings 23 and 24 each end tangent to the ball center circle and are thus executed undercut.

Die Kugelrückführungseinrichtung 20 weist einen im Wesentlichen parallel zur Drehachse A der Kugelgewindemutter 9 verlaufenden Abschnitt 26 zur Kugelführung auf, über den die aus den Kugellaufbahnen 18 und 19 bzw. einer Kugeldurchtrittsöffnungen 23 austretenden Kugeln 16 im Wesentlichen belastungsfrei zur anderen Kugeldurchtrittsöffnung 24 gefördert werden, um dort wieder zwischen die Kugellaufbahnen 18 und 19 eingespeist zu werden. An den im Wesentlichen parallel zur Drehachse A der Kugelgewindemutter 9 verlaufenden Abschnitt 26 schließt an beiden Enden jeweils ein schaufelförmiger Kugeltransferabschnitt 27, 28 an. Jeder der beiden Kugeltransferabschnitte 27 und 28 greift dabei mit Hinterschnitt in eine passende Kugeldurchtrittsöffnung 23 bzw. 24 des Grundkörpers 21 der Kugelgewindemutter 12 ein, wobei die Einsteckrichtung in etwa tangential zur Kugellaufbahn 18 des Grundkörpers 21 ist und die beiden Einsteckrichtungen bei Betrachtung in Richtung der Drehachse A der Kugelgewindemutter 12 miteinander einen Winkel im Bereich von 25 bis 115° einschließen, wie auch insbesondere aus der 8 ersichtlich ist.The ball return device 20 has a substantially parallel to the axis of rotation A of the ball screw nut 9 extending section 26 to the ball guide, on which the ball raceways 18 and 19 or a ball passage openings 23 leaking bullets 16 essentially stress-free to the other ball passage opening 24 be promoted to there again between the ball races 18 and 19 to be fed. At the substantially parallel to the axis of rotation A of the ball screw nut 9 extending section 26 closes at both ends in each case a scoop-shaped ball transfer section 27 . 28 at. Each of the two ball transfer sections 27 and 28 engages with undercut in a matching ball passage opening 23 respectively. 24 of the basic body 21 the ball screw nut 12 a, wherein the insertion direction is approximately tangential to the ball track 18 of the basic body 21 is and the two insertion directions when viewed in the direction of the axis of rotation A of the ball screw nut 12 with each other include an angle in the range of 25 to 115 °, as well as in particular from the 8th is apparent.

Wie den 5 bis 10 entnommen werden kann, ist die Kugelrückführungseinrichtung 20 erfindungsgemäß durch einen im wesentlichen außerhalb des Buchsenkorpus verlaufenden Kugelrückführungspfad 29 gebildet, der bei dem in den 5 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiel einteilig aus einem insgesamt etwa U-förmigen, im Querschnitt rohrförmigen Kugelrückführungspfadteilstück 30 ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist das Kugelrückführungspfadteilstück 30 einteilig aus einem Elastomer hergestellt. An den im Wesentlichen parallel zur Drehachse A der Kugelgewindemutter 9 verlaufenden Abschnitt 26, der durch das Kugelrückführungspfadteilstück 30 gebildet ist, sind die beiden zur Kugelführung in die bzw. aus den Kugellaufbahnen 18 und 19 dienenden beiden schaufelförmigen Kugeltransferabschnitte 27 und 28 mit angeformt, so dass das Kugelrückführungspfadteilstück 30 zusammen mit den integrierten Kugeltransferabschnitten 27 und 28 einen einteiligen Kugelrückführungspfad 29 bildet.Like that 5 to 10 can be removed, is the ball return device 20 according to the invention by a ball return path extending substantially outside the socket body 29 formed in the in the 5 to 9 illustrated embodiment in one piece from a total of approximately U-shaped, in cross-section tubular ball return path section 30 is trained. According to the invention, the ball recirculation path section is 30 made in one piece from an elastomer. At the substantially parallel to the axis of rotation A of the ball screw nut 9 extending section 26 passing through the ball return path section 30 is formed, the two are for ball guidance in and out of the ball raceways 18 and 19 serving two scoop-shaped ball transfer sections 27 and 28 formed with, so that the ball return path section 30 together with the integrated ball transfer sections 27 and 28 a one-piece ball return path 29 forms.

Bei Elastomeren handelt es sich um formfeste, aber elastisch verformbare Kunststoffe, deren Glasübergangspunkt sich unterhalb der Raumtemperatur befindet. Elastomere können sich bei Zug- und Druckbelastung elastisch verformen, finden aber danach wieder in ihre ursprüngliche, unverformte Gestalt zurück. Nur durch das elastomere und demzufolge reversibel verformbare Kugelrückführungspfadteilstück 30 ist es möglich, die Kugelrückführungseinrichtung 20 mit den hinterschnittig ausgebildeten Kugeldurchtrittsöffnungen 23 und 24 zu paaren und problemlos zu montieren.Elastomers are dimensionally stable, but elastically deformable plastics whose glass transition point is below room temperature. Elastomers can deform elastically under tensile and compressive loading, but then return to their original, undeformed shape. Only by the elastomeric and therefore reversibly deformable ball return path section 30 is it possible, the ball return device 20 with the undercut trained ball passage openings 23 and 24 to pair and easy to assemble.

Wie in 10 dargestellt ist, ist es aber ebenfalls möglich, den Kugelrückführungspfad 29 mehrteilig aus einem parallel zur Drehachse A der Kugelgewindemutter 9 verlaufenden Abschnitt 26, der durch das rohrförmige, aus einem Elastomer ausgebildete Kugelrückführungspfadteilstück 30 gebildet ist, sowie beispielsweise zwei separate Kugeltransferabschnitte 27 und 28 auszubilden. Die Kugeltransferabschnitte 27 und 28 sind beispielsweise aus einem eine höhere Verschleißfestigkeit aufweisenden nicht-elastomeren Werkstoff ausgebildet und mit dem Kugelrückführungspfadteilstück 30 verbunden, um für die Kugeln einen durchgehenden Kugelrückführungspfad 29 zu schaffen. Zu diesem Zweck können die Kugeltransferabschnitte 27 und 28, wie dargestellt ist, beispielsweise in das Kugelrückführungspfadteilstück 30 eingesteckt und selbstsichernd mit dem elastomeren Kugelrückführungspfadteilstück 30 verrastet bzw. in das elastomere Kugelrückführungspfadteilstück 30 eingeknöpft sein. Abweichend davon sind natürlich auch andere bekannte Verbindungs- oder Befestigungsmethoden anwendbar. Die Kugeltransferabschnitte 27 und 28 können, um die Herstellungskosten zu reduzieren, als Gleichteile vorgesehen werden, die spiegelbildlich mit dem Kugelrückführungspfadteilstück 30 verbunden sind.As in 10 is shown, but it is also possible, the ball return path 29 in several parts from a parallel to the axis of rotation A of the ball screw nut 9 extending section 26 passing through the tubular elastomeric ball return path section 30 is formed, and for example, two separate ball transfer sections 27 and 28 train. The ball transfer sections 27 and 28 For example, are formed from a non-elastomeric material having a higher wear resistance and with the Kugelrückführungspfadteilstück 30 connected to the balls a continuous ball return path 29 to accomplish. For this purpose, the ball transfer sections 27 and 28 As shown, for example, in the ball return path section 30 plugged and self-locking with the elastomeric Kugelrückführungspfadteilstück 30 latched or in the elastomeric Ball return path section 30 to be buttoned up. Deviating from this, of course, other known connection or attachment methods are applicable. The ball transfer sections 27 and 28 For example, in order to reduce the manufacturing costs, they can be provided as identical parts which are mirror-inverted with the ball return path section 30 are connected.

Durch die elastomere Ausbildung des Kugelrückführungspfadteilstück 30 und das nichtparallele Einschieben der Kugeltransferabschnitte 27 und 28 in die Kugeldurchtrittsöffnungen 23 und 24 des Grundkörpers 21 der Kugelgewindemutter 12 erfolgt gleichzeitig eine Festlegung der Kugelrückführungseinrichtung 20 an der Kugelgewindemutter 12. Hierdurch ist die Kugelrückführungseinrichtung 20 gegen Herausfallen gesichert. Zudem kann bereits eine Funktionsprüfung des Kugelumlaufs erfolgen.Due to the elastomeric design of the ball return path section 30 and the non-parallel insertion of the ball transfer sections 27 and 28 in the ball passage openings 23 and 24 of the basic body 21 the ball screw nut 12 at the same time a determination of the ball return device 20 at the ball screw nut 12 , As a result, the ball return device 20 secured against falling out. In addition, a functional check of the ball circulation can already take place.

Weiterhin können, wie in den 5 bis 10 dargestellt ist, an das elastomere Kugelrückführungspfadteilstück 30 mehrere in radialer Richtung nach außen weisende Abstandshalter 33 integral angeformt sein, welche dazu dienen, das Kugelrückführungspfadteilstück 30, wie in der 2 dargestellt, in einer Ausnehmung 41 eines Nabenkörpers 40, beispielsweise des zweiten Riemenrads 11 der Lenkung 1, abzustützen. Um die Federwirkung der Abstandshalter 33 zu verstärken, können an die Abstandshalter 33 zudem etwa zahnförmige Distanzelemente 34 mit angeformt sein, die in radiaier Richtung nach außen von den Abstandshaltern abstehen. Durch die Elastizität von Kugelrückführungspfadteilstück 30, Abstandshaltern 33 und Distanzelementen 34 wird bei der Montage das axiale Zusammenschieben mit dem Nabenkörper 40 erleichtert und zudem im montierten Zustand ein fester Sitz der gesamten Kugelrückführungseinrichtung 20 an der Kugelmutter 12 sichergestellt.Furthermore, as in the 5 to 10 is shown to the elastomeric ball return path section 30 a plurality of radially outwardly facing spacers 33 integrally formed, which serve the ball return path section 30 , like in the 2 shown in a recess 41 a hub body 40 , For example, the second pulley 11 the steering 1 to support. To the spring action of the spacers 33 can reinforce, to the spacers 33 also about tooth-shaped spacers 34 be formed with, which protrude radiaier outward of the spacers. Due to the elasticity of Kugelrückführungspfadteilstück 30 , Spacers 33 and spacers 34 During assembly, the axial collapse with the hub body 40 facilitates and also in the assembled state a tight fit of the entire ball recirculation device 20 at the ball nut 12 ensured.

Im Betrieb ist zwischen der Kugelrückführungseinrichtung 20 und der Ausnehmung 41 des Nabenkörpers 40, beispielsweise des zweiten Riemenrads 11, im Hinblick auf die unterschiedlichen Wärmeausdehnungseigenschaften der verwendeten Materialien ein gewisses Spiel erforderlich, damit die Funktion des Kugelumlaufs nicht etwa durch ein temperaturbedingtes Zusammendrücken der Kugelrückführungseinrichtung 20 gestört wird. Dieses Spiel wird durch die elastischen Abstandshalter 33 und die elastischen Distanzelementen 34, die gemeinsam federnde Elemente bilden, ebenfalls kompensiert, ohne dass die Gefahr eines Zusammendrückens des Kugeldurchtrittskanals des Kugelrückführungspfadteilstücks 30 besteht. Zudem werden mögliche fertigungsbedingte Toleranzen der Bauteile ausgeglichen.In operation, between the ball return device 20 and the recess 41 of the hub body 40 , For example, the second pulley 11 , in view of the different thermal expansion properties of the materials used a certain clearance required so that the function of the ball circulation is not due to a temperature-induced compression of the ball recirculation device 20 is disturbed. This game is made by the elastic spacers 33 and the elastic spacers 34 , which together form resilient elements, also compensated, without the risk of compression of the ball passage channel of the ball return path section 30 consists. In addition, possible production-related tolerances of the components are compensated.

Infolgedessen ergibt sich ein bauraumoptimiertes Kugelumlenkungsdesign, welches insbesondere für den Einsatz eines Riemenrads 11 aus Kunststoff von Vorteil ist.As a result, results in a space-optimized ball deflection design, which in particular for the use of a pulley 11 made of plastic is an advantage.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie weiterer Abwandlungen näher erläutert. Sie ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.The invention has been explained above with reference to an embodiment and further modifications. However, it is not limited thereto, but includes all embodiments defined by the claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Lenkungsteering
22: LenkgetriebegehäuseSteering gear housing
33: Lenkstangehandlebars
44: Lenkungsritzelsteering gear
55: Lenkradsteering wheel
66: Fahrzeugradvehicle
77: Elektromotorelectric motor
88th: Getriebestufegear stage
99: KugelgewindetriebBall Screw
1010: erstes Riemenradfirst pulley
1111: zweites Riemenradsecond pulley
1212: KugelgewindemutterBall screw nut
1313: LenkungssteuergerätSteering control unit
1414: DrehmomentmesseinheitTorque measuring unit
1515: Lenksäulesteering column
1616: KugelBullet
1717: KugelgewindespindelBall screw
1818: Kugellaufbahn der KugelgewindemutterBall track of ball screw nut
1919: Kugellaufbahn der GewindespindelBall track of the threaded spindle
2020: KugelrückführungseinrichtungBall return device
2121: Grundkörper der KugelgewindemutterBasic body of the ball screw nut
2222: Innenumfang der KugelgewindemutterInner circumference of the ball screw nut
2323: KugeldurchtrittsöffnungBall passage opening
2424: KugeldurchtrittsöffnungBall passage opening
2525: Außenumfang der KugelgewindemutterOuter circumference of the ball screw nut
2626: zur Drehachse der Kugelgewindemutter paralleler Abschnittparallel to the axis of rotation of the ball screw nut section
2727: KugeltransferabschnittBall transfer section
2828: KugeltransferabschnittBall transfer section
2929: KugelrückführungspfadBall return path
3030: KugelrückführungspfadteilstückBall return path section
3333: Abstandshalterspacer
3434: Distanzelementspacer
4040: Nabenkörperhub body
4141: Ausnehmungrecess
AA: Drehachse der KugelgewindemutterRotary axis of the ball screw nut

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1350988 B1 [0002]
EP 0636816 A1 [0003]

Claims

Ball screw drive comprising a ball screw spindle ( 17 ) with a thread-like running ball track ( 19 ), one with this by means of balls ( 16 ) co-acting ball screw nut ( 12 ), which is a basic body ( 21 ) with a ball track extending in a thread-like manner ( 18 ), and a ball return device ( 20 ) to create one of the end regions of the ball track ( 18 ) of the ball screw nut ( 12 ) interconnecting ball return path ( 29 ), one outside the main body ( 21 ) arranged tubular ball return path section ( 30 ), characterized in that the ball return path section ( 30 ) is formed of an elastomer.

Ball screw according to claim 1, characterized in that the ball return device ( 20 ) at least one ball transfer section ( 27 . 28 ), which in an associated, in the basic body ( 21 ) of the ball screw nut ( 12 ) formed ball passage opening ( 23 . 24 ) is used.

Ball screw according to claim 1 or 2, characterized in that the elastomeric Kugelrückführungspfadteilstück ( 30 ) at least one ball transfer section ( 27 . 28 ) is formed.

Ball screw drive according to claim 1 or 2, characterized in that at least one ball transfer section ( 27 . 28 ) with the elastomeric ball return path section ( 30 ) connected is.

Ball screw according to one of claims 2 to 4, characterized in that the at least one ball passage opening ( 23 . 24 ) of the basic body ( 21 ) is formed such that together with seated therein ball transfer sections ( 27 . 28 ) a substantially tangential transfer of the balls ( 16 ) with the ball track ( 18 ) he follows.

Ball screw according to claim 5, characterized in that the at least one ball passage opening ( 23 . 24 ) as substantially tangential to the ball return path (FIG. 29 ) tapered cylindrical channel is formed.

Ball screw according to at least one of claims 4 to 6, characterized in that at least one ball transfer section ( 27 . 28 ) with the elastomeric ball return path section ( 30 ) or into the elastomeric ball return path section ( 30 ) is buttoned.

Ball screw according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that on the ball return path section ( 30 ) at least one spacer ( 33 ) is formed.

Ball screw according to claim 8, characterized in that the spacer ( 33 ) several spacer elements ( 34 ) having.

Ball return path section ( 30 ) for use in a ball screw drive according to one of claims 1 to 9.