Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kugelgewindetrieb mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Kugelgewindetriebe wandeln Drehbewegungen in Lenkbewegungen um. In Kraftfahrzeugen finden Kugelgewindetriebe zunehmend Anwendung bei elektromechanischen Lenkhilfen in

Zahnstangenlenkungen. Bei solchen Lenkhilfen oder

Servoantrieben ist die Zahnstange abschnittsweise als

Kugelgewindespindel ausgebildet. Ein Elektromotor treibt die zugehörige Kugelmutter über einen Zahnriemen oder über ein anderes Getriebe an und unterstützt damit die

Längsverschiebung der Zahnstange elektromotorisch.

Aus der DE 10056275 AI ist ein Kugelgewindetrieb bekannt, der eine auf einer Kugelgewindespindel angeordnete Spindelmutter aufweist, in deren Innenumfang Kugelrillen als Gewindegang zum Abwälzen von Kugeln vorgesehen sind. Am Außenumfang der

Spindelmutter sind mit jeweils einem Umlenkkanal für Kugeln versehene Umlenkkörper angeordnet. Diese Umlenkkörper

BESTÄTIGUNGSKOPIE verbinden mit ihren beiden Enden einen Anfang einer Windung mit einem Ende einer Windung, um ein endloses Umlaufen der Kugel zu ermöglichen. Der Umlenkkörper ist in einer Ausnehmung des Befestigungflansches angeordnet und in radialer Richtung gehalten. Dieser Befestigungsflansch ist fest mit der

Spindelmutter verbunden. Die Ausnehmung des

Befestigungsflansches kann etwas größer ausgebildet sein, um ein radiales Spiel zwischen dem Befestigungsflansch und dem Umlenkstück zu ermöglichen. Dieses radiale Spiel kann

erforderlich sein, um Fertigungstoleranzen zu berücksichtigen. Der Umlenkkörper steht über die äußere Oberfläche der

Kugelmutter hinaus, so dass sich eine unrunde äußere Kontur ergibt. Bei einem Einsatz in einer Kraftfahrzeuglenkung ist die Gewindespindel drehfest, aber axial verschieblich in einem Lenkungsgehäuse gelagert. Die Kugelmutter rotiert im Betrieb unter Einfluss des Elektromotors und der Gewindespindel.

Problematisch ist bei dieser Ausführungsform eines

Kugelgewindetriebs, dass bei einem Bruch von Komponenten des Getriebes, bei Zahnriemenantrieben insbesondere bei einem Bruch des Zahnriemens oder der Riemenscheibe, Komponenten in den Umlaufbereich der Kugelmutter gelangen, sich zwischen dem Kugelumlauf und dem Lenkungsgehäuse verklemmen und die Drehung blockieren können. Dies führt nicht nur zu dem Ausfall der Servounterstützung, sondern zu einem Blockieren der gesamten Kraftfahrzeuglenkung. Dies ist aus Sicherheitsgründen

unerwünscht .

Aus der DE 10 2004 055 423 AI ist ein Kugelgewindetrieb mit einer Kugelmutter bekannt, bei der Umlenkkörper aus Kunststoff von außen in den Grundkörper der Kugelmutter eingesteckt sind. Die Umlenkkörper stehen über dem äußeren Umfang des

metallischen Grundkörpers der Kugelmutter hinaus. Zur

Befestigung der Umlenkkörper in der Kugelmutter ist ein

Zahnriemenrad so ausgebildet, dass es mit seiner Verzahnung größer als der äußere Umfang der Umlenkkörper ausgebildet ist und in seinem Innenraum Ausnehmungen für die Umlenkkörper gebildet sind. Das Zahnriemenrad kann auf die Kugelmutter und insbesondere über die Umlenkkörper gestülpt werden. Die äußere Überdeckung der Umlenkkörper wird durch das Zahnsegment des Riemenrades bewirkt, jedoch nicht vollständig. Es verbleiben frei über die Oberfläche der Kugelmutter hinaus stehende Abschnitte, die als Vorsprünge über die Kugelmutter hinaus stehen. Bei einem Bruch des Zahnriemens besteht die

Möglichkeit, dass Teile des Zahnriemens zwischen den

Grundkörper und den Umlenkkörper gelangen und dann die Drehung der Kugelmutter dadurch behindern, dass diese Teile zwischen dem Umlenkkörper und dem Lenkungsgehäuse eingeklemmt werden. Auch in diesem Fall kann der Bruch des Zahnriemens zu einer Blockierung der Lenkung führen, so dass nicht nur die

Servounterstützung entfällt, sondern auch das Fahrzeug vollständig unlenkbar wird. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen

Kugelgewindetrieb zu schaffen, bei dem bei einem Bruch des Zahnriemens das Fahrzeug mit einer weitaus größeren

Wahrscheinlichkeit lenkbar bleibt und der einfach zu fertigen und zu montieren ist Diese Aufgabe wird von einem Kugelgewindetrieb mit den

Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weil die Kugelmutter an einem Ende einen Anschlussbereich für die Befestigung einer Riemenscheibe und an dem anderen Ende einen Lagersitz aufweist, sowie eine auf die Kugelmutter aufgesteckte Hülse, die einen Umlenkkörper an der Kugelmutter sichert und die den Bereich zwischen dem Anschluss für die Riemenscheibe und den Lagersitz rohrförmig umgibt, und weil die Hülse an ihrer Innenseite drei bogenförmige, federnde Stützbereiche aufweist, die etwa gleichwinklig über den innere Umfang verteilt sind und die an der äußeren Oberfläche der Kugelmutter in Umfangsrichtung jeweils etwa über einen

Umfangswinkel von 40° bis 60° anliegen, ist sie besonders geeignet, die unterschiedliche thermische Ausdehnung der aus Metall gefertigten Kugelmutter und der aus Kunststoff, beispielsweise im Spritzgussverfahren, gefertigten Hülse auszugleichen. Außerdem wird durch diese Ausbildung der Hülse eine zentrische Montage mit einfachen Mitteln möglich, wobei die Montage relativ unempfindlich gegenüber

Fertigungstoleranzen ist und deshalb auch ohne übermäßigen Kraftaufwand manuell vorgenommen werden kann.

Vorzugsweise ist die Hülse einstückig ausgebildet und weist auf ihrer Innenseite Anlageflächen auf, die auf der äußeren Oberfläche der Kugelmutter mit einem Schiebesitz reibschlüssig anliegen. Dies erleichtert die Fertigung, indem die Hülse bei der Fertigung einfach manuell auf die Kugelmutter aufgeschoben werden kann.

Der Umlenkkörper für die Kugelrückführung ist vorzugsweise aus einem etwa U-förmigen Metallrohr gefertigt. Ein solcher

Umlenkkörper ist einteilig und kann in etwa tangentiale

Bohrungen der Kugelmutter, die den Gewindegang an beiden Enden durchsetzen, eingesteckt werden. Die Hülse weist vorzugsweise eine innere Ausnehmung auf, die einen derartigen Abstand von der Oberfläche der Kugelmutter aufweist, dass der Umlenkkörper fest in dieser Ausnehmung sitzt, wenn die Hülse auf die

Kugelmutter aufgesetzt ist. Dies vereinfacht ebenfalls die Fertigung, da der Umlenkkörper lediglich in die beiden

Bohrungen eingesetzt werden muss und die Hülse dann auf die Kugelmutter aufgeschoben werden kann, wobei die Kugelmutter den Umlenkkörper zwangsläufig in seinem Sitz sichert.

Der Anschluss für die Riemenscheibe ist vorzugsweise als Flansch an der dem Lagersitz abgewandten Stirnseite der

Kugelmutter ausgebildet. Die Riemenscheibe ist hierbei mit Befestigungsmitteln an der Stirnseite des Flansches drehfest mit der Kugelmutter verbunden. Der Außendurchmesser des

Flansches entspricht vorzugsweise dem Außendurchmesser der Hülse, so dass sich bei aufgesteckter Hülse eine

zylindermantelförmige äußere Oberfläche ergibt, die im

Wesentlichen einen konstanten Durchmesser über die axiale Erstreckung der Vorrichtung aufweist. Die Riemenscheibe ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel koaxial auf den äußeren Umfang des Flanschsbereichs aufgepresst und überragt das dem Flanschbereich benachbarte Ende der Hülse. Dabei ist es von Vorteil, wenn ein geringer Spalt, vorzugweise etwa 0,1 - 1 mm breit, zwischen der Hülse und der Innenseite der Riemenscheibe vorgesehen ist. Dieser Spalt ist so klein, dass eventuelle Bruchstücke ab einer entsprechenden Größe nicht eindringen können. Andererseits wird eine Berührung der Hülse und der Riemenscheibe vermieden. An dem Ende der Hülse, das dem

Flansch abgewandt ist, endet die Hülse in einem geringen Abstand von einem Wälzlager, das die Kugelmutter in dem

Lenkungsgehäuse lagert. Der Abstand ist auch hier gering, vorzugsweise im Bereich von 0,1 - 1 mm. Dies gewährleistet, dass keine Teile mit einer Größe oberhalb der Spaltbreite in den Zwischenraum eindringen können. Bruchstücke von

Getriebeteilen, Zahnriemen oder dergleichen unterhalb dieser Größe können in den Spalt eindringen. Dies ist jedoch nicht schädlich, weil diese Bruchstücke in dem ringförmig

umlaufenden Spalt nicht in der Lage sind, die Kugelmutter gegenüber dem Lenkungsgehäuse zu blockieren.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: einen Kugelumlauf mit Hülse und Riemenscheibe in einem Längsschnitt;

Fig. 2: Kugelumlauf aus Fig. 1 in einem Querschnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 4;

Fig. 3: die Hülse aus Fig. 1 und Fig. 2 in einer

perspektivischen Darstellung; sowie

Fig. 4: die Anordnung aus Fig. 1 mit abgenommener

Riemenscheibe in einer Seitenansicht. In der Fig. 1 ist in einem Längsschnitt eine Kugelmutter 1 dargestellt, die auf ihrer Innenseite ein Kugelgewinde 2 trägt. In dem Kugelgewinde 2 laufen hier schematisch

angedeutete Kugeln 3 in an sich bekannter Weise um. Jeweils eine Bohrung 4 ist für den Eintritt bzw. Austritt von Kugeln für die Rückführung zu dem gegenüber liegenden Ende des

Gewindes 2 vorgesehen. In die Bohrung 4 ist ein rohrförmiger Umlenkkörper 5 eingesetzt. Der Umlenkkörper 5 ist U-förmig oder bügeiförmig ausgebildet und sitzt mit seinem zweiten, nicht sichtbaren Ende in einer entsprechenden Bohrung, die an dem anderen Ende des Gewindegangs 2 angeordnet ist. An der in Figur 1 linken Stirnseite ist ein im Durchmesser vergrößerter Flansch 6 vorgesehen, an dessen Stirnseite Gewindebohrungen 7 parallel zu einer Achse 8 der Kugelmutter 1 eingebracht sind. Das gegenüberliegende Ende der Kugelmutter 1 ist mit einem Lagersitz 9 versehen, auf dem ein Kugellager 10 sitzt. Das Kugellager 10 ist dazu vorgesehen, die Kugelmutter 1 in einem Lenkungsgehäuse zu lagern.

Die Kugelmutter 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und weist in dem Bereich, in dem der Umlenkkörper 5 sitzt, eine etwa kreiszylindrische äußere Umfangsfläche auf, die koaxial zu der Achse 8 orientiert ist. Der

Flanschbereich 6 ist ebenfalls rotationssymmetrisch

ausgebildet und weist einen größeren äußeren Durchmesser auf. Eine Hülse 12 ist von der Seite des Lagersitzes 9 her auf die Kugelmutter 1 aufgestülpt und umgibt den Bereich 11 nahezu vollständig. Eine innere Ausnehmung 13 der Hülse 12 ist so dimensioniert, dass der Umlenkkörper 5 spielfrei zwischen der Kugelmutter 1 und der Hülse 12 sitzt. Die Hülse 12 selbst ist durch eine Anlagefläche 14 auf der Fläche 11 der Kugelmutter 1 zentriert. Zwei weitere flächige Anlagen, die in dieser

Darstellung nicht sichtbar sind, stellen den zentrischen Sitz der Hülse 12 sicher. Auf den Flanschbereich 6 ist eine Riemenscheibe 15 aufgesetzt. Die Riemenscheibe 15 ist etwa ringförmig ausgebildet und sitzt mit einer Presspassung auf dem äußeren Umfang des

Flanschbereichs 6. Die Riemenscheibe 15 überragt den

Flanschbereich 6 in Richtung der Hülse 12. Dort, wo die

Riemenscheibe 15 die Hülse 12 überragt, ist der

Innendurchmesser der Riemenscheibe 15 vergrößert. Es bildet sich ein geringer Spalt 16 zwischen der inneren Umfangsflache der Riemenscheibe 15 und der äußeren Oberfläche der Hülse 12, so dass diese Bauelemente sich nicht berühren. Stirnseitig ist die Riemenscheibe 15 mit einer Scheibe 17 versehen, die mittels Gewindeschrauben mit den Bohrungen 7 der Kugelmutter 1 verschraubt ist.

Nach der Montage des Umlenkkörpers 5 und der Hülse 12 wird bei der Fertigung das Wälzlager 10 auf den Sitz 9 aufgesetzt und dort gesichert. Die Hülse 12 ist in Axialrichtung in diesem Bereich so dimensioniert, dass sich ein geringer Spalt 18 bildet, der sicherstellt, dass die Hülse 12 das Lager 10 nicht berührt. In der Figur 2 ist die Vorrichtung aus Figur 1 in einem Querschnitt dargestellt. Gleiche Bauelemente tragen gleiche Bezugs Ziffern . Die Kugelmutter 1 ist in dem Bereich des Gewindegangs 2 mit der äußeren zylindermantelförmigen Oberfläche 11 mit kreisförmigen Querschnitt versehen. Die Hülse 12 liegt mit der Anlagefläche 14 an der Oberfläche an. Zwei weitere Anlageflächen 20 und 21 sind für den festen, reibschlüssigen Sitz der Hülse 12 auf der Oberfläche 11 vorgesehen. Die Anlageflächen 14, 20 und 21 sind über den Umfang der Kugelmutter 1 verteilt. Sie erstrecken sich jeweils über etwa 50° des Umfangs und weisen zwischen der Fläche 14 und der Fläche 20 einen Zwischenraum von etwa 50° auf. Ebenso ist zwischen der Fläche 14 und der Fläche 21 ein Freiraum in Umfangsrichtung von etwa 50° vorgesehen. Der Bereich der Ausnehmung 13, in der der rohrförmige Umlenkkörper 5 einliegt, ist in Umfangsrichtung etwas größer als die zuvor

beschriebenen Bereiche. Die Ausnehmung 13 erstreckt sich in Umfangsrichtung der äußeren Oberfläche der Kugelmutter 1 über etwa 110°.

Die Hülse 12 ist zwischen ihrer äußeren Umfangsfläche, die vollständig geschlossen und kreiszylindrisch ausgebildet ist und den Anlageflächen 14, 20 und 21 mit Ausnehmungen 22 versehen, die ein elastisches Federn der Anlageflächen 14, 20 und 21 in Radialrichtung ermöglichen und die so sicherstellen, dass auch bei Temperaturschwankungen, wie sie im Betrieb einer Kraftfahrzeuglenkung zu erwarten sind, die Hülse 12 fest und geräuschfrei auf der Kugelmutter 1 sitzt. Durch diese

Gestaltung sind die Fertigungstoleranzen dieser beiden

Bauteile unkritisch.

Die Figur 3 zeigt die Hülse 12 in einer perspektivischen Darstellung. Gleiche Bauteile tragen gleiche Bezugsziffern. In dieser Darstellung ist erkennbar, dass die Hülse 12 eine geschlossene kreiszylindrische äußere Oberfläche ohne

Ausnehmungen oder Vorsprünge aufweist. Diese Gestaltung gewährleistet, dass die Hülse 12 nicht durch etwa anliegende Bruchstücke von schadhaften Getriebeteilen des Servoantriebs gegenüber dem nicht dargestellten, die Kugelmutter umgebenden Lenkungsgehäuse blockiert werden kann.

Die Figur 4 zeigt schließlich eine Seitenansicht entsprechend der Darstellung der Figur 1, jedoch ohne Schnitt. Die Linie II - II kennzeichnet die Lage des Schnittes, der in Fig. 2 dargestellt ist. Die Riemenscheibe 15 ist bei dieser

Darstellung nicht montiert. Es ist ersichtlich, dass die Baugruppe bestehend aus Kugelmutter mit dem kreiszylindrischen Flanschbereich 6 und der Hülse 12 eine vollkommen glatte äußere Umfangsfläche aufweist, die frei von jeglichen

Ausnehmungen oder Vorsprüngen ist. Selbst der Spalt 18 zwischen der Hülse 12 und dem Wälzlager 10 ist

rotationssymmetrisch, so dass auch hier eindringende

Komponenten sich nicht gegenüber dem Gehäuse außen umgebenden Gehäuse verkeilen können. Es ist bei dieser Bauart gewährleistet, dass bei einem Bruch von Antriebskomponenten im Bereich des Servoantriebs, insbesondere auch bei einem Bruch der Riemenscheibe 15 selbst, keine Blockierung des

Kugelumlaufs gegenüber dem Lenkungsgehäuse eintreten kann. Die Kraftfahrzeuglenkung bleibt dann zwar ohne Servoantrieb, jedoch ist sie manuell nach wie vor betätigbar, weil der Kugelumlauf und der gesamte Spindeltrieb weder selbsthemmend ist noch durch die im Umfangsbereich der Kugelmutter 1 möglicherweise anfallenden Bruchstücke blockiert werden kann. Die Kugelmutter 1 mit der Hülse 12 kann sich aufgrund ihrer vollkommen glatten äußeren Oberfläche auch dann drehen, wenn sie von Bruchstücken beliebiger Materialien und Abmessungen in dem Lenkungsgehäuse umgeben ist.

Auf diese Weise wird eine Kraftfahrzeuglenkung geschaffen, die auch bei einem Bruch von Antriebskomponenten des Servoantriebs betriebssicher ist und die zudem in der beschriebenen Weise einfach und mit einer geringen Anzahl von Bauteilen zu fertigen ist.

Bezugszeichen

1. Kugelmutter

2. Kugelgewinde

3. Kugel

4. Bohrung

5. Umlenkkörper

6. Flansch

7. Gewindebohrungen

8. Achse

9. Lagersitz

10. Kugellager

1 1. Bereich

12. Hülse

14. Anlagefläche

15. Riemenscheibe

16. Spalt

17. Scheibe

18. Spalt

20. Fläche

21. Fläche

22. Ausnehmungen