Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Gewindemutter eines Gewindefriebes, insbesondere Kugelgewindemutter eines Kugelgewindetriebes

Aus DE2S29433 AI beispielsweise ist eine Kugelgewindemutter eines Kugelgewinde- triebes nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt geworden Die aus Stahlblech gebildete Hülse der Kugelgewindemutter ist an ihrem innenum- fang mit einer schraubenförmig um die Achse des Kugelgewindetriebes gewundenen Kugelrille versehen, die in einem Umformverfahren angewalzt ist. Die Kugelgewinde- mutter ist gehärtet Für die spanlose Bearbeitung sind Stahlbleche mit einem niedrigen Kohlenstoffgehait geeignet, die allerdings oftmals ungeeignet sind für eine Härtung in einem Wärmebe- handiungsverfahren. Aus diesem Grund werden derartige Stahlbleche aufgekohlt und die daraus gebildete Gewindemutier einsatzgehärtet. Sn vielen Anwendungen ist je nach Anwendung eine feste Verbindung der Gewindemutter mit einem Maschinenteil erforderlich. Eine Schweißverbindung ist schwierig oder nicht durchführbar aufgrund des hohen Kohlenstoffgehaltes bzw des martensitischen Gefüges.

Aufgabe der Erfindung war es, eine Gewindemutter eines Gewindetriebes anzugeben, die in einem umformtechnischen Verfahren hersteilbar und nach ihrem Härten auf einfache Art und Weise mit einem Maschinenteil verbindbar ist.

Erfindungsgemäß, wurde diese Aufgabe durch die profilierte Gewindemutter nach An- spruch 1 gelöst. Zweckdienliche Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen ange- geben.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer Gewindemutter eines Gewin- detriebes sieht folgende Schrite vor; Aus einem für das Einsatzhärten geeigneten Stahlblech wird in einem Umformverfah- ren eine Hülse hergestellt Für die spanlose Bearbeitung sind Stahlbleche mit einem niedrigen Kohienstoffgehalt geeignet Die Hülse wird mit einem Schweißabschnitt zum Anschweißen an ein Maschinenteil versehen. In zahlreichen Anwendungen ist es erforderlich, die Gewindemutter stoff- schlüssig mit einem Maschinenteil zu verbinden. Der bereitgestellte Schweißabschnitt für eine stoffschlüssige Verbindung ist dadurch ermöglicht, dass ein kohienstoffarmer Stahl zur Herstellung der Hülse eingesetzt wird Als Schweißabschnitt kann ein an die Hülse angeformter Radialflansch oder eine Stirnfläche der Hülse dienen.

Eine Schweißfläche des Schweißabschnitts ist mit einer diffusionshemmenden Schicht versehen, die das Eindringen von Kohlenstoff in die Schweißfläche hemmt.

Die diffusionshemmende Schicht kann durch Kupfer gebildet sein. Diese Schicht kann galvanisch aufgetragen oder aufplattiert werden.

Die Schicht kann bereits einseitig auf dem Ausgangsmaterial vorgesehen sein, aus dem die Hülse hergestelit wird. Diese Schicht kann gegebenenfalls auch nach Her- stellung der Hülse und vor deren Wärmebehandlung an dem Schweißabschnitt auf- gebracht werden.

Die Hülse kann vor dem Einsatzhärten am Außenumfang mit der diffusionshemmen- den Schicht (10, 14) versehen sein, die lediglich im Bereich der Schweißfläche (9, 13) nach dem Einsatzhärten entfernt wird. Das Entfernen der diffusionshemmenden Schicht lediglich im Bereich der Schweißfläche reduziert den Arbeitseinsatz und steflt sicher, dass die freigeiegte Schweißfläche zum Anschweißen an ein Maschinenteil bereitgestellt ist.

Die diffusionshemmende Schicht kann nach dem Umformen des Bleches und vor dem Einsatzhärten lediglich auf den Schweißabschnitt aufgebracht und nach dem Einsatzhärten im Bereich der Schweißfläche entfernt werden. Diese Verfahrensschrit- te reduzieren den Materialeinsatz. Am innenumfang der Hülse wird in einem Umformverfahren ein Wälzprofil für den Wälzkoniakt mit Wälzkörpern angeformt, das schraubenförmig um eine Längsachse der Hülse gewunden ist. Hier sind alle gängigen Umformverfahren möglich, wie Rollse- ren, HochdruGk-Blechumformen und Taumeln,

Beim Taumelverfahren wird die Hülse in ein Gesenk eingelegt, das ein ruhender Teil einer Taumelpresse ist. Ein Taumelgesenk wird in eine Walzbewegung versetzt, unter der das Material der Hülse in seine neue Form fließen kann und ein Gewinde als Wälzprofil erzeugen kann

Die Hülse wird einsatzgehärtet, wobei unter dem Aufkohlen der Kohlenstoff zwar ins- besondere in die Bereiche eindringt, die als Laufbahnen für die Kugeln dienen. Je- doch hemmt die diffusionshemmende Schicht auf der Schweißfläche das Eindiffun- dieren von Kohlenstoff. Nach dem Einsatzhärten wird die Schweißfläche durch Ent- fernen der diffusionshemmenden Schicht freigelegt und die aus der Hülse hergestellte Gewindemutter kann an ein Maschinenteil angeschweißt werden.

Dieses Anschweißen kann unabhängig von der Herstellung der Gewindemutter erfol- gen, also wenn die Gewindemutter beispielsweise vom Hersteller der Gewindemutter an einen Kunden geliefert und in der vorgesehenen Anwendung verbaut wird.

Die Hülse kann vor dem Einsatzhärten am Außenumfang mit der diffusionshemmen- den Schicht versehen sein. Diese Schicht kann auch lediglich an dem Schweißab- schnitt aufgebracht sein. Die so vorbereitete Hülse kann in der beschriebenen Weise einsatzgehärtet werden. Im Bereich des Wälzprofils wird demzufolge eine gehärtete Oberfläche hergestellt, die als Wälzfläche für die Kugeln geeignet ist.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergesteiite Gewindemuttern können Teil eines Kugelgewindetriebes sein, dessen Gewindemutter auf einer Gewindespindel angeordnet ist, und dessen Kugeln an schraubenförmig um die Längsachse des Ku- gelgewindetriebes gewundenen Kugelrillen der Gewindemutter und der Gewindespin- del abwälzen. Die Gewindemutter kann eine Außenhülse aufweisen, zwischen der und der Hülse eine an sich bekannte Umlenkeinrichtung für Kugeln vorgesehen ist, die in einem Ku- gelkanal endlos umlaufen. Der Kugelkana! weist einen Lastabschnit sowie einen Um- lenkabschnitt auf, der einen Anfang und ein Ende des Lastabschnitts endlos mitei- nander verbindet. Der Lastabschnitt ist gebildet durch schraubenförmig um die Spin- delachse gewundene Kugelrillen der Gewindemutter und der Gewindespindel. Der Lastabschnitt kann im Fali einer sogenannten Einzelumlenkung weniger als eine volle Windung ausgebildet sein und im Fall einer Außenumlenkung über mehrere Windun- gen. Die Umlenkeinrichtung kann eine Kunststoffhülse aufweisen, die koaxial zwi- schen der Hülse und der Außenhülse eingesetzt ist. Der oben beschriebene Flansch erstreckt sich zwischen der Hülse und der Außenhülse und ist fest mit der Außenhül- se verbunden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von zwei in insgesamt fünf Figuren abgebil- deten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 Eine als Kugelgewindemutter eines Kugelgewindetriebes ausgebildete

Gewindemutter im Längsschnitt,

Figur 2 eine Ausschnittvergrößerung aus Figur 1 ,

Figur 3 eine weitere Kugelgewindemuter im Längsschnitt,

Figur 4 eine Ausschnittvergrößerung aus Figur 3,

Figur 5 einen Kugelgewindetrieb mit einer Gewindemutter gemäß Figur 1.

In sämtlichen Figuren ist eine Gewindemutter eines Gewindetriehes gemäß der vor- liegenden Erfindung in Form einer Kugelgewindemutter eines Kugelgewindetriebes abgebildet Figur 1 zeigt im Längsschnitt eine Gewindemutter 1 eines Gewindetriebes mit einem angeschweißten Maschinenteil 2 im Längsschnitt. Diese Gewindemutter 1 ist als Ku- gelgewindemutter 3 ausgebildet. Die Kugeigewindemutter 3 weist eine aus Stahlblech hergestellte Hülse 4 auf, an deren Innenumfang ein spanlos angeformtes Wälzprofil 5 für den Wälzkontakt mit nicht abgebildeten Wälzkörpern ausgebildet ist. Das Wälzpro- fil 5 ist als schraubenförmig um eine Längsachse gewundene Kugelrilie 8 ausgebildet, an der durch nicht dargestellte Kugeln gebildete Wälzkörper abwälzen können.

Die Hülse 3 ist an einem axialen Ende mit einem einstückig angeformten Flansch 7 zum Anschweißen des Maschinenteils 2 versehen.

Figur 2 zeigt in einer Vergrößerung einen Ausschnitt des Flansches 7, der an seiner dem Maschinenteil 2 zugewandten Stirnseite mit einer Schwei ßfläche 9 versehen ist. Diese Schweißfläche 9 wird freigelegt, nachdem die Hülse 4 einsatzgehärtet wurde.

Im Zuge des Einsatzhärtens wird die Hülse 4 aufgekohlt Das Eindiffundieren von Kohlenstoff in die Schweißfläche 9 wird unterbunden durch eine diffusionshemmende Schicht 10, die im Ausführungsbetspiel aus Kupfer gebildet ist. Deutlich ist in Figur 2 die gehärtete Kugelrille 6 abgebildet. Nach dem Einsatzhärten wird die Schicht 10 entfernt Die darunter liegende Schweißfläche 9 hat im Zuge des Einsatzhärtens kei- nen Kohlenstoff aufgenommen und kann nun zuverlässig stoffschlüssig mit dem Ma- schinenteil 2 verbunden werden.

Das Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 3 und 4 unterscheidet sich von dem aus den Figuren 3 und 4 lediglich dadurch, dass ein einstückig mit der Hulse 4 verbunde- ner Flansch 11 ausgebildet ist, dessen freies Ende mit einer Umbördelung 12 verse- hen ist, dessen dem Maschinenteil 2 zugewandte Stirnseite als Schweißfläche 13 ausgebildet und mit dem Maschinenteil 7 verschweißt ist Die Umbördelung 12 wird stoffschlüssig mit dem Maschinenteil 2 verbunden.

Die Hülse 4 mit dem einstückig angeformten Flansch 11 ist an ihrer äußeren Mantel- fläche mit einer diffusionshemmenden Schicht 14 versehen, die das Eindringen von Kohlenstoff unter dem Einsatzhärten der Hülse 4 unterbindet. Hach erfolgtem Ein- satzhärten ist jedenfalls die Kugelnde einsatzgehärtet und wälzfest

Die Schicht 14 kann an der dem Maschinenteil 2 zugewandten Stirnseite entfernt werden, so dass die darunterliegende Schweißfläche 13 freigelegt ist zum Anschwei- ßen an das Maschinenteil 2, Eine Variante vorsehen, die Schicht 14 auf der Schweiß- fläche zu belassen während des Schweißvorganges,

Das zur Herstellung der Gewindemutter 1 verwendete Stahlblech kann bereits mit der Schicht 14 versehen sein, die beispielsweise aus Kupfer gebildet ist. Diese Schicht 14 kann aufplattiert oder galvanisch aufgetragen sein.

Die Figur 6 zeigt einen Kugelgewindetrieb mit der als Kugeigewindemutter 3 ausgebil- deten Gewindemutter 1. Die Gewindemutier 1 weist eine Außenhülse 16 auf, zwi- schen der und der Hülse 4 eine an sich bekannte Umlenkeinrichtung 17 für Kugeln vorgesehen ist, die in einem Kugelkanal 18 endlos umlaufen. Der Kugelkanal 18 weist einen Lastabschnit 19 sowie einen Umlenkabschnitt 20 auf, der einen Anfang und ein Ende des Lastabschniits 19 endlos miteinander verbindet. Der Lastabschnit 19 ist gebildet durch schraubenförmig um die Spindeiachse gewundene Kugelnden 14, 21 der Gewindemutter 1 und einer im Gewindespindel 22, auf der die Gewindermutter 1 angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel wird die Gewindespindel 22 drehangetrieben. Der Lastabschnit 19 erstreckt sich in diesem Ausführungsbeispiel über mehrere Win- dungen , Die Umlenkeinrichtung 17 weist eine Kunststoffhülse 23 auf, die koaxial zwi- schen der Hülse 4 und der Äußenhülse 16 eingesetzt ist. Der oben beschriebene Flansch 7 erstreckt sich radial zwischen der Hülse 4 und der Außenhülse 16 und ist fest mit der Außenhülse 16 verbunden. Bezugszeichen

1 Gewindemuter

2 Maschinenteil

3 Kugelgewindemutter

4 Hülse

5 Wälzprofil

6 Kugelrille

7 Flansch

8

9 Schweißfläche

10 Schicht

11 Flansch

12 Umbördelung

13 Schweißfläche

14 Schicht

15

16 Außenhülse

17 Umlenkeinrichtung

18 Kugelkanal

19 Lastabschnitt

20 Umlenkabschnitt

21 Kugeirille

22 Gewindespindel

23 Kunststoffhülse