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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gewindemutter eines Kugelgewindetriebes.
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Kugelgewindetriebe wandeln eine Relativdrehung von Gewindemutter und Gewindespindel in eine Relativverschiebung von Gewindemutter und Gewindespindel um. Zwischen der Gewindespindel und der Gewindemutter sind Kugeln in einem schraubenförmig um eine Spindelachse gewundenen Kugelkanal angeordnet, der von schraubenförmig um die Spindelachse gewundenen Kugelrillen begrenzt ist, die an der Gewindemutter und an der Gewindespindel ausgebildet sind. Die Kugelkanäle sind in den meisten Ausführungen endlos, sie sind gebildet aus einem Lastabschnitt sowie einem Rückführungsabschnitt, der einen Anfang mit einem Ende des Lastabschnitts verbindet. Der Lastabschnitt ist gebildet durch die Kugelrillen der Gewindespindel und der Gewindemutter. Der Rückführungsabschnitt ist je nach Typ des Kugelgewindetriebs ausgebildet. Üblicherweise ist die Gewindemutter mit Durchgangslöchern an ihrer Mantelfläche versehen, in die im Fall einer Einzelumlenkung Umlenkstücke im Fall einer sogenannten Außenumlenkung Umlenkrohre endseitig eingesetzt sind. Im Fall der Einzelumlenkung verbindet das Umlenkstück ein Ende einer Windung des Lastabschnitts mit einem Anfang dieser Windung. Im Fall der Außenumlenkung verbindet das Umlenkrohr oder Umlenkelement einen Anfang einer ersten Windung des Lastabschnitts mit einem Ende einer letzten Windung des Lastabschnitts. Der Lastabschnitt kann demzufolge mehrere Windungen umfassen.
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Kugelgewindetriebe sind beispielsweise
DE 10 2016 209 119 A1 bekannt geworden, dessen aus Blech geformte Gewindemutter mit einer umformtechnisch durch Gewindeformen hergestellten Kugelrille versehen ist. An ein axiales Ende der hülsenförmigen Gewindemutter ist ein durch einen Flansch gebildetes Anschlussteil einstückig angeformt, um die Gewindemutter an ein Maschinenteil anzuschließen.
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Die Gewindemuttern werden in zahlreichen Anwendungen fest mit Maschinenteilen verbunden und sollen beispielsweise gut schweißbar sein. Die Kugelrillen der Gewindemuttern sollen gut härtbar sein. Diese unterschiedlichen Anforderungen an die Werkstoffeigenschaften sind bei der Auswahl der Materialien zu berücksichtigen. Die sich aus den Anforderungen ergebenden Beschränkungen bei der Werkstoffauswahl können zu erheblichem Aufwand bei der Herstellung der Gewindemutter führen. Wenn beispielsweise eine gute Schweißbarkeit im Vordergrund steht, ist für die Wärmebehandlung eine Aufkohlung erforderlich, um eine ausreichende Härte bereitzustellen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine Gewindemutter eines Kugelgewindetriebs nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, die wirtschaftlich günstig herstellbar ist.
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Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch die Gewindemutter gemäß Anspruch 1 gelöst. Zweckdienliche Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Gewindemutter eines Kugelgewindetriebes ist mit einer aus Blech gebildeten Innenhülse und mit einer aus Blech gebildeten Außenhülse versehen, die axial ineinander zu einer Mutterhülse verschachtelt sind. Die beiden Hülsen können miteinander gefügt sein, so dass ihre einander zugewandten Mantelflächen spielfrei aneinander anliegen. Die Mutterhülse weist ein schraubenförmig um eine Achse der Gewindemutter gewundenes Gewinde auf, das am Innumfang der Innenhülse eine Kugelrille bildet.
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Die Kugelrille der Gewindemutter bildet mit einer schraubenförmigen Kugelrille einer Gewindespindel des Kugelgewindetriebs einen Lastabschnitt eines Kugelkanals, in dem die Kugeln - im Fall eines Kugelgewindetriebes mit Kugelrückführung - endlos umlaufen.
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Entlang des Gewindes ist die Außenhülse mit wenigstens einem äußeren Loch versehen. Das oder die äußeren Löcher können an der Außenhülse bereits eingestanzt werden, bevor beide Hülsen miteinander verschachtelt werden.
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In das äußere Loch der Außenhülse ist Material der Innenhülse eingeformt. Das Einformen von Material der Innenhülse in das äußere Loch der Außenhülse kann mit einem Umformwerkzeug erfolgen, dass von radial innen am Innenumfang der Innenhülse angreift und deren Material umformt.
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Diese Gewindemutter ermöglicht eine funktionsbezogene Auswahl von Stählen für die Innenhülse und die Außenhülse. Die Außenhülse kann beispielsweise aus einem gut schweißbaren Stahlblech gebildet sein. Die Innenhülse kann aus einem gut härtbaren Stahlblech gebildet sein. Die vorzugsweise aus Stahlblechen unterschiedlicher Legierung gebildeten Hülsen können als Mutterhülse miteinander verschachtelt und gefügt werden.
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Zusätzlich ist durch den Eingriff von Material der Innenhülse in das äußere Loch der Außenhülse sichergestellt, dass die beiden Hülsen verdrehsicher zueinander angeordnet sind. Die Drehlagensicherung der beiden Hülsen zueinander erleichtert mögliche weitere Bearbeitungsschritte an der Mutterhülse und ermöglicht die Bereitstellung einer Gewindemutter, die für die einwandfreie Funktion des Kugelgewindetriebs erforderlich ist. In Kugelgewindetrieben mit Kugelrückführung mit mehreren endlosen Kugelkanälen sind zwischen benachbarten endlosen Kugelkanälen sogenannte Totgangabschnitte ausgebildet, in die keine Kugeln gelangen. Es kann zur weiteren Verbesserung einer drehfesten Verbindung der beiden Hülsen miteinander vorteilhaft sein, ein oder mehrere dieser äußeren Löcher in den Totgangabschnitt zu legen.
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Vorzugsweise ist die Kugelrille an die aus Blech gebildete Innenhülse angeformt, wobei von der Kugelrille verdrängtes Material der Innenhülse in das äußere Loch der Außenhülse eingeformt ist. Die umformtechnische Herstellung der Kugelrille ist gut beherrschbar und kostengünstig mittels Rollieren oder Gewindeformen / Gewindefurchen möglich. Ferner wird unter dieser Umformung der Mutterhülse das Verdrängen von Material genutzt für die Bereitstellung einer drehsicheren Verbindung der beiden verschachtelten Hülsen.
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Unter der Umformkraft fließt Material der Innenhülse in das äußere Loch der Außenhülse und stellt eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Hülsen in Umfangsrichtung sicher. Wenn in bevorzugter Weise das Umformwerkzeug entlang des Gewindes die Innenhülse umformt, fließt Material der Innenhülse mangels radialer Abstützung an deren äußeren Mantelfläche in das Loch der Außenhülse. An dieser Umfangsstelle weicht also die Innenhülse mit ihrem Mantel nach radial außen aus.
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Das Loch der Außenhülse kann überdeckt sein vom Mantel der Innenhülse, deren Material in dieses Loch eingeformt ist. Wenn das Gewinde in einem Umformprozess mit einem Umformwerkzeug durchgeführt wird, das die Kugelrille am Innenumfang der Innenhülse einformt, fließt Material der Innenhülse in das Loch der Außenhülse, weil die Innenhülse an dieser Stelle radial nicht abgestützt ist und der Hülsenmantel der Innenhülse etwas nach radial außen verformt wird.
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Die Gewindemutter ist für einen Kugelgewindetrieb mit Kugelrückführung bereitgestellt. Für die Bereitstellung dieses Kugelgewindetriebes mit Kugelrückführung können mehrere Löcher in der Gewindemutter erforderlich sein. Im Fall der genannten Einzelumlenkung jeweils ein Loch für jedes Umlenkstück, das ein Ende mit einem Anfang einer gemeinsamen Windung des Lastabschnitts des Kugelkanals endlos verbindet. Im Fall einer Außenumlenkung jeweils zwei Löcher, in die die Enden eines am Außenumfang der Mutterhülse angeordneten Umlenkelementes eingreifen, das ein Ende einer letzten Windung mit einem Anfang einer ersten Windung des Lastabschnitts endlos verbindet
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Die Mutterhülse weist entlang der Kugelrille wenigstens ein Durchgangsloch für die Rückführung von Kugeln auf, das gebildet ist von einem inneren Loch der Innenhülse sowie von dem äußeren Loch der Außenhülse. Material der Innenhülse am Rand des inneren Lochs ist in das äußere Loch eingeformt. Unter der Umformkraft bildet sich ein umgeformter Randabschnitt am Rand des inneren Lochs, der in der Kugelrille am Ende des Lastabschnitts eine Kugeleinlauframpe bildet. Derartige an sich bekannte Kugeleinlauframpen dienen der allmählichen Entlastung / Belastung der Kugeln, wenn diese aus dem Lastabschnitt in den Rückführungsabschnitt des endlosen Kugelkanals oder umgekehrt gelangen. Diese Kugeleinlauframpen am Übergang von der Kugelrille zum Rand des inneren Lochs erstrecken sich lediglich einige Hundertsel Millimeter in Umfangsrichtung und in radialer Richtung. Diese Kugeleinlauframpen können in einer bevorzugten Weiterbildung geformt werden, wenn das Umformwerkzeug das Gewinde mit der Kugelrille einformt.
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Vorzugsweise weist das Durchgangsloch ein größeres äußeres Loch an der Außenhülse sowie ein kleineres Loch an der Innenhülse auf. Das äußere Loch ist etwas breiter in axialer Richtung und länger in Umfangsrichtung als das innere Loch. Auf diese Weise wird einerseits ein mögliches Einstanzen des inneren Lochs erleichtert, andererseits ist Platz geschaffen zum Einsetzen eines Umlenkrohres einer Außenumlenkung in das äußere Loch der Außenhülse. Außerdem erleichtert es die Bereitstellung der Kugeleinlauframpe an der Innenhülse.
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Das oder die Innenlöcher können gestanzt oder geschnitten werden, nachdem die beiden Hülsen miteinander gefügt und das Gewinde mit der Kugelrille an die Mutterhülse vorzugsweise angeformt sind. Da lediglich die Wanddicke der inneren Hülse durchdrungen werden muss, um das Durchgangsloch bereitzustellen, können die angreifenden Werkzeugkräfte soweit reduziert werden, dass unerwünschte Verformungen der Mutterhülse nicht auftreten.
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Für die Bereitstellung dieses Kugelgewindetriebes mit Kugelrückführung können mehrere Löcher in der Gewindemutter erforderlich sein. Im Fall der genannten Einzelumlenkung jeweils ein Loch für jedes Umlenkstück, das ein Ende mit einem Anfang einer gemeinsamen Windung des Lastabschnitts des Kugelkanals endlos verbindet. Im Fall einer Außenumlenkung jeweils zwei Löcher, in die die Enden eines am Außenumfang der Mutterhülse angeordneten Umlenkelementes eingreifen, das ein Ende einer letzten Windung mit einem Anfang einer ersten Windung des Lastkanals endlos verbindet.
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Zunächst werden in vorteilhafter Weise in die Außenhülse mehrere äußere Löcher eingebracht, bevorzugt durch Stanzen. Das Stanzen der äußeren Löcher ist technisch einfach durchzuführen. In die Innenhülse können nach dem Bereitstellen des Gewindes die inneren Löcher eingebracht werden, so dass Durchgangslöcher in der Mutterhülse gebildet sind, die für die Aufnahme der genannten Umlenkstücke oder Umlenkelemente eingerichtet sind.
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Die Gewindemutter kann an wenigstens einem axialen Ende der Mutterhülse mit einem Anschlussbauteil versehen sein; beispielsweise können die Innenhülse und/oder die Außenhülse mit Flansch oder einem Lagerring verbunden sein.
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Die Innenhülse und/oder die Außenhülse kann aus axial benachbart angeordneten Hülsenteilen gebildet sein. Das kann zweckmäßig sein, wenn beispielsweise das eine Hülsenteil monolithisch in einen Lagerring eines Rillenkugellagers übergeht und für diesen Lagerring eine andere Kernhärte erforderlich ist im Vergleich zu der Hülse.
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Das eine Hülsenteil kann einstückig - also monolithisch - mit dem Anschlußbauteil hergestellt sein. Wirtschaftlich besonders günstig können tiefgezogene Hülsenteile mit den beschriebenen Anschlussbauteilen bereitgestellt werden.
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Ein Verfahren zum Herstellen der beschriebenen Gewindemutter erfolgt in bevorzugter Weise nach den folgenden Schritten:
- Die aus Blech gebildete Außenhülse wird einem oder mehreren äußeren Löchern versehen. Die Löcher können gestanzt werden. Die aus Blech gebildete Außenhülse und die aus Blech gebildete Innenhülse werden axial ineinander als Mutterhülse verschachtelt. Die beiden Hülsen werden vorzugsweise miteinander gefügt, so dass sie spielfrei ineinander angeordnet sind. Diese Mutterhülse kann in eine Matrize eingesetzt und darin in radialer Richtung abgestützt werden. Ein Umformwerkzeug fährt in die Mutterhülse ein und formt in die Mutterhülse das schraubenförmig um die Längsachse gewundene Gewinde, das am Innenumfang der Mutterhülse die schraubenförmig gewundene Kugelrille der Gewindemutter bildet. Als Umformwerkzeug kann ein Gewindefurcher oder bei größeren Durchmessern der Gewindemutter ein Rollierwerkzeug zum Einsatz kommen. Dieses Umformwerkzeug formt Material der Innenhülse in das äußere Loch der Außenhülse hinein. Das Material der Innenhülse weicht der Umformkraft des Umformwerkzeugs im Bereich des äußeren Lochs nach radial außen aus und fließt in das äußere Loch hinein. Das Material der Innenhülse kann unter Bildung eines umgeformten Randabschnitts im Bereich eines Rands des äußeren Lochs in das äußere Loch hineingeformt werden.
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Nach Abschluss dieser Verfahrensschritte kann die Gewindemutter der Matrize entnommen und in einem Wärmebehandlungsverfahren gehärtet werden.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von drei in insgesamt 11 Figuren abgebildeten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine Ansicht einer ersten Variante einer Gewindemutter,
- 2 eine Ansicht einer verschachtelten Mutterhülse,
- 3 und 4 ein Verfahren zur weiteren Bearbeitung der Mutterhülse aus 2,
- 5 die Mutterhülse aus 2 mit angeformten Gewinde imTeilschnitt,
- 6 einen Abschnitt der Gewindemutter aus 1 in perspektivischer Darstellung,
- 7 einen Querschnitt durch einen Teil der Gewindemutter aus 1,
- 8 eine Ansicht einer zweiten Variante einer verschachtelten Mutterhülse der Gewindemutter,
- 9 die fertiggestellte Gewindemutter gemäß 8 im Längshalbschnitt,
- 10 eine dritte Variante der Mutterhülse im Längshalbschnitt,
- 11 die aus der Mutterhülse in 10 hergestellte Gewindemutter.
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Die in 1 abgebildete Gewindemutter eines Kugelgewindetriebes mit Außenumlenkung ist mit einer aus Blech gebildeten Innenhülse 1 und mit einer aus Blech gebildeten Außenhülse 2 versehen, die axial ineinander zu einer Mutterhülse 3 verschachtelt sind.
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Ein Kugelgewindetrieb mit Außenumlenkung weist einen endlosen Kugelkanal auf, der gebildet ist aus einem Lastabschnitt sowie einem Rückführungsabschnitt. In dem Lastabschnitt wälzen Kugeln unter Last an Kugelrillen 5 der Gewindemutter sowie der Gewindespindel (nicht abgebildet) ab. In dem Rückführungsabschnitt werden die Kugeln lastfrei von einem Ende des Lastabschnitts bis zu einem Anfang des Lastabschnitts zurückgeführt. Der Lastabschnitt windet sich um die Spindelachse über mehr als einer Windung. Zu diesem Zweck wird ein Umlenkelement (nicht abgebildet) eingesetzt. Im Fall einer Außenumlenkung sind jeweils zwei Löcher für jeden endlosen Kugelkanal in den Mantel der Gewindemutter ausgebildet, in die die Enden eines am Außenumfang der Mutterhülse angeordneten - hier nicht abgebildeten - Umlenkelementes eingreifen, das einen Rückführungsabschnitt für die Kugeln aufweist, und das ein Ende einer letzten Windung mit einem Anfang einer ersten Windung des Lastabschnitts endlos verbindet.
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Die Mutterhülse 3 ist mit einem schraubenförmig um eine Längsachse der Gewindemutter angeformten Gewinde 4 versehen, das am Innenumfang der Mutterhülse 3 eine schraubenförmig um die Längsachse der Gewindemutter gewundene Kugelrille 5 und am Außenumfang der Mutterhülse 3 einen schraubenförmig gewundenen äußeren Wulst 6 bildet.
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Die Kugelrille 5 der Gewindemutter bildet mit einer schraubenförmigen Kugelrille einer hier nicht abgebildeten Gewindespindel des Kugelgewindetriebs einen Lastabschnitt eines Kugelkanals, in dem die Kugeln endlos umlaufen.
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Diese Gewindemutter ermöglicht eine funktionsbezogene Auswahl von Stählen für die Innenhülse 1 und die Außenhülse 2. Die Außenhülse 2 kann beispielsweise aus einem gut schweißbaren Stahlblech gebildet sein, wenn die Gewindemutter an ein Maschinenteil angeschweißt werden soll. Die Innenhülse 1 kann aus einem gut härtbaren Stahlblech gebildet sein, das eine ausreichende Härte der Kugelrille 5 für die Kugeln ermöglicht.
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Das in der Mutterhülse 3 ausgebildete Gewinde 4 bedingt einen formschlüssigen Eingriff der Innenhülse 1 und der Außenhülse 2 miteinander mit Blick auf eine axiale Belastung der Gewindemutter. Im Längsschnitt durch das Gewinde der Gewindemutter gesehen sind die beiden Mäntel der Hülsen 1, 2 entlang des Gewindes 4 etwa bogenförmig gewölbt und greifen ineinander. Eine konvexe Wölbung der inneren Hülse 1 greift in eine konkave Wölbung der äußeren Hülse 2 entlang des Gewindes 4 (5).
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Am Außenumfang der Innenhülse 1 ist ein schraubenförmig um die Längsachse gewundener innerer Wulst 7 bildet, der konvex gewölbt ist. An der Außenhülse 2 ist am Innenumfang eine schraubenförmig gewundene Rille 8 gebildet, in die der innere Wulst 7 der Innenhülse 1 eingreift.
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Entlang des Gewindes 4 sind in diesem Ausführungsbeispiel vier über den Umfang verteilt angeordnete Durchgangslöcher 9 für die Rückführung von Kugeln ausgebildet, wobei jeweils zwei dieser Durchgangslöcher 9 für ein Umlenkelement vorgesehen sind. Jedes Durchgangsloch 9 ist gebildet von einem inneren Loch 10 der Innenhülse 1 sowie von einem äußeren Loch 11 der Außenhülse 2.
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Beide Hülsen 1, 2 sind an ihren voneinander abgewandten Enden mit jeweils einem Radialflansch 12, 13 einstückig hergestellt. Diese Radialflansche 12, 13 sind Anschlussbauteile 31 zum Anschließen der Gewindemutter an Maschinenteile.
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2 zeigt die Mutterhülse 3 mit den verschachtelten Hülsen 1, 2, die hier glattzylindrische Mantelflächen haben und mit den Radialflanschen 12, 13 einstückig hergestellt sind. Lediglich in der Außenhülse 2 sind die äußeren Löcher 11 eingestanzt.
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Das Einbringen des Gewindes 4 wird anhand der 3 und 4 erläutert. Die Mutterhülse 3 - hier nur skizziert, unter Weglassung der äußeren Löcher - gemäß 2 - wird in eine Matrize 14 eingesetzt, an deren Innenumfang eine schraubenförmig um die Achse der Gewindemutter gewundene matrizenseitige Rille 15 ausgebildet ist. Diese matrizenseitige Rille 15 hat die Steigung der Kugelrille 5, die in nachfolgend beschriebener Weise angeformt wird. Die mehrteilige Matrize 14 wird zum Einsetzen der mit Radialflanschen 12, 13 versehenen Mutterhülse 3 radial geöffnet; das bedeutet, die Matrizenteile bewegen sich weg von einander, so dass die Mutterhülse 3 eingesetzt werden kann (3, links) und anschließend wir die Matrize 14 wieder geschlossen (3, rechts).
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Ein Umformwerkzeug 16 fährt in die Mutterhülse 3 ein (4, links) und formt in die Mutterhülse 3 das schraubenförmig um die Längsachse gewundene Gewinde 4, das am Innenumfang der Mutterhülse 3 die schraubenförmig gewundene Kugelrille 5 der Gewindemutter bildet, und das am Außenumfang der Mutterhülse 3 entlang des Gewindes 4 den schraubenförmig gewundenen äußeren Wulst 6 bildet, der in die matrizenseitige Rille 15 fließt. Nach dem Gewindeformen fährt der Gewindeformer 16 aus der Mutterhülse 3 heraus (4, Mitte) und die Matrize 14 wird wieder geöffnet (4, rechts).
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Als Umformwerkzeug 16 wird in diesem Ausführungsbeispiel ein sogenannter Gewindeformer 17 infrage, der koaxial zu der Achse der Gewindemutter angeordnet ist und um seine Achse rotiert und unter axialem Vorschub das Gewinde 4 formt. Alternativ können bei großen Innendurchmessern der Gewindemutter Rollierwerkzeuge zum Einsatz kommen, deren Rollen das Gewinde mit der Kugelrille formen.
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Der Gewindeformer 17 steht in direktem Kontakt mit der Innenhülse (4, links); die wirkende Umformkraft erzeugt die Kugelrille 5, und verformt den Mantel der Innenhülse 1 entlang des Gewindes 4 zu dem inneren Wulst 7, der unter der wirkenden Umfangskraft die Außenhülse 2 entlang des Gewindes 4 umformt, so dass am Innenumfang der Außenhülse 2 die schraubenförmig gewundene Rille 8 und am Außenumfang der Außenhülse 2 der äußere Wulst 6 gebildet sind. Der innere Wulst 7 der Innenhülse 1 greift in die Rille 8 der Außenhülse 2 und der äußere Wulst 6 der Außenhülse 2 greift in die matrizenseitige Rille 15, das heißt das Material der Mutterhülse 3 fließt unter der Umformkraft des Gewindeformers 17 in die matrizenseitige Rille 15.
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5 zeigt die so bereitgestellte Mutterhülse 3, die aufgrund des Gewindeeingriffs in axialer Richtung einen Formschluß zwischen den beiden Hülsen 1, 2 aufweist. Zwischen diesen beiden Hülsen 1,2 ist ein ausreichend großer Reibkontakt, so dass beide Hülsen 1, 2 in den Umfangsrichtungen verdrehsicher angeordnet sind.
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Während das Gewinde 4 angeformt wird fließt Material der Innenhülse 1 in die äußeren Löcher 11 der Außenhülse 2, weil die Innenhülse 1 an diesen Stellen radial nicht abgestützt ist und der Hülsenmantel der Innenhülse 1 unter der Kraft des Umformwerkzeugs etwas nach radial außen verformt wird. In der 8 ist mit „s“ der Überstand angegeben, mit dem die Innenhülse 1 in das äußere Loch 11 eingreift.
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In die so vorbereitete Mutterhülse 3 werden nun die inneren Löcher 10 eingestanzt oder eingefräst (6), so dass die Durchgangslöcher 9 gebildet sind.
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Die 6 und 7 zeigen die Durchgangslöcher 9 in unterschiedlichen Darstellungen. Deutlich kann beispielsweise der 7 entnommen werden, dass das äußere Loch 11 größer ist als das innere Loch 10, in axialer sowie in Umfangsrichtung. Die Mantelfläche des äußeren Lochs 11 ist außerhalb der lichten Öffnung des inneren Lochs 10.
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Die inneren Löcher 10 werden demzufolge gestanzt oder geschnitten, nachdem die beiden Hülsen 1, 2 miteinander gefügt und das Gewinde 4 mit der Kugelrille 5 an die Mutterhülse 3 angeformt sind. Da lediglich die Wanddicke der Innenhülse 1 durchdrungen werden muss, um das Durchgangsloch 9 bereitzustellen, können die angreifenden Werkzeugkräfte soweit reduziert werden, dass unerwünschte Verformungen der Mutterhülse 3 nicht auftreten. Das etwas kleinere innere Loch 10 erlaubt ein erleichtertes Ausstanzen, denn das Werkzeug kann entsprechend klein dimensioniert werden, so dass die Außenhülse 2 an ihrem das äußere Loch 11 begrenzenden Lochmantel nicht berührt wird.
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Auch nach dem Einarbeiten der inneren Löcher 10 greift Material der Innenhülse 1 in das äußere Loch 11 der Außenhülse 2. Das Einformen von Material unterstützt eine drehfeste Verbindung der beiden ineinander verschachtelt angeordneten Hülsen 1, 2, denn dieses Einformen bedeutet einen Eingriff der Innenhülse 1 in die Außenhülse 2, so dass in Umfangsrichtung eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Hülsen 1, 2 besteht.
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Durch das weiter oben beschriebene Anformen des Gewindes 4 an die Mutterhülse 3 und das Umformen von Material der Innenhülse 1 in das äußere Loch 11 entsteht ein umgeformter Randabschnitt 18 (7), der die Kreisbogenform der Kugelrille 5 nach radial außen verlässt und eine Kugeleinlauframpe 19 bildet, die der allmählichen Be- und Entlastung von Kugeln dienen, die aus dem Rückführungsabschnitt in den Lastabschnitt des endlosen Kugelkanals gelangen, oder umgekehrt. Diese Kugeleinlauframpen 19 am Übergang von der Kugelrille 5 zum Rand des inneren Lochs 10 erstrecken sich lediglich einige Hundertstel Millimeter in Umfangsrichtung und in radialer Richtung. Diese Kugeleinlauframpen 19 werden geformt, wenn das Umformwerkzeug das Gewinde 4 mit der Kugelrille 5 einformt.
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Die 8 und 9 zeigen eine zweite Variante der Gewindemutter für einen Kugelgewindetrieb mit Einzelumlenkung. Die zu einer Mutterhülse 21 verschachtelten Hülsen 1, 2 sind zunächst noch glatt zylindrisch (8) und lediglich die Außenhülse 2 ist mit über den Umfang verteilten äußeren Löchern 11 versehen. Die Innenhülse ist axial verlängert zu einem Spannabschnitt 20, mit dem die Mutterhülse 3 eingespannt werden kann für die Ausstanzung der inneren Löcher, die in 9 zu erkennen sind. Die Innenhülse 1 überdeckt mit ihrer zylindrischen Mantelfläche die äußeren Löcher 11. Die Gestalt und Lage der Außenlöcher 11 weicht etwas von der Gestalt und Lage der Außenlöcher der weiter oben beschriebenen Gewindemutter für einen Kugelgewindetrieb mit Außenumlenkung ab.
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Das Gewinde 4 und die inneren Löcher 10 werden in der gleichen Weise hergestellt, wie es zu der ersten Variante beschrieben wurde, wobei zum Einstanzen die Mutterhülse 21 mit ihrem Spannabschnitt 20 in eine nicht abgebildete Halterung eingespannt werden kann. Der Spannabschnitt 20 kann später abgetrennt werden.
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Ebenso wie in der ersten Variante sind die äußeren Löcher 11 etwas größer als die inneren Löcher 10. Ebenso entsteht eine Kugeleinlauframpe.
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Die Mutterhülse 3 ist mit einem Lagerring 22 als Anschlussbauteil 23 - anstelle eines Radialflansches - fest verbunden ist. Der Lagerring 22 ist Teil eines hier nicht weiter abgebildeten Vierpunktlagers mit einer Hauptlastrichtung, um die Gewindemutter drehbar an einem Maschinenteil zu lagern. Der Lagerring 22 weist an einem axialen Ende einen angeformten hohlzylindrischen Stutzen 25 auf, dessen Durchmesser den Durchmessern der Innenhülse 1 entsprechen und axial benachbart zu der Innenhülse 1 in die Außenhülse 2 eingreift. Der Stutzen 25 kann auch als Hülsenteil 32 einer mehrteiligen Innenhülse 1 bezeichnet werden.
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Ferner sind in diesem Ausführungsbeipiel die Durchgangslöcher für einen Kugelgewindetrieb mit Einzelumlenkung gestaltet. Im Fall der Einzelumlenkung wird ein Umlenkstück in das Durchgangsloch eingesetzt, das ein Ende des Lastabschnitts mit einem Anfang des Lastabschnitts einer gemeinsamen Windung endlos miteinander verbindet.
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Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist das äußere Loch 11 etwas größer als das innere Loch 10.
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Die in den 10 und 11 abgebildete dritte Variante einer Gewindemutter unterscheidet sich von der Gewindemutter gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass das Anschlussbauteil 23 durch einen modifizierten Lagerring 26 gebildet ist, und dass eine Mutterhülse 31 mit ihrer Außenhülse 2 an einem axialen Ende etwas kürzer baut als die Innenhülse 1.
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Dieser Lagerring 26 ist mehrteilig ausgeführt, erweist ein äußeres Ringteil 27 mit einer Kugelrille 28 eines Rillenkugellagers aus, an dessen eines axiale Ende ein rohrförmiger Stutzen 29 angeformt ist, dessen Durchmesser den Durchmessern der Außenhülse 2 entspricht und der axial benachbart zu der Außenhülse 2 angeordnet ist, und an den ebenfalls das Gewinde 4 angeformt wird. Der rohrförmige Stutzen 29 kann als Hülsenteil 33 der mehrteiligen Außenhülse 2 bezeichnet werden.
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Die Innenhülse 1 ist an ihrem dem Lagerring 26 zugewandten axialen Ende mit einem monolithisch angeformten Stützring 30 versehen, an dessen äußerer Mantelfläche das äußere Ringteil 27 radial abgestützt ist. Der Stützring 30 kann zum Antreiben der Gewindemutter verwendet werden.
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10 zeigt die Situation, bevor die inneren Löcher in die Innenhülse 1 eingearbeitet werden. 11 zeigt die fertig gestellten Durchgangslöcher 9.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Innenhülse
- 2
- Außenhülse
- 3
- Mutterhülse
- 4
- Gewinde
- 5
- Kugelrille
- 6
- äußerer Wulst
- 7
- innerer Wulst
- 8
- Rille
- 9
- Durchgangslöcher
- 10
- inneres Loch
- 11
- äußeres Loch
- 12
- Radialflansch
- 13
- Radialflansch
- 14
- Matrize
- 15
- matrizenseitige Rille
- 16
- Umformwerkzeug
- 17
- Gewindeformer
- 18
- umgeformter Randabschnitt
- 19
- Kugeleinlauframpe
- 20
- Spannabschnitt
- 21
- Mutterhülse
- 22
- Lagerring
- 23
- Anschlußbauteil
- 24
-
- 25
- Stutzen
- 26
- Lagerring
- 27
- äußeres Ringteil
- 28
- Kugelrille
- 29
- rohrförmiger Stutzen
- 30
- Stützring
- 31
- Mutterhülse
- 32
- Hülsenteil
- 33
- Hülsenteil