Die vorliegende Erfindung betrifft eine profilierte Mutter eines Gewindetriebes, insbesondere eine Kugelgewindemutter eines Kugelgewindetriebes und Verfahren zu deren Herstellung.

Aus DE2829433 A1 beispielsweise ist eine Kugelgewindemutter eines Kugelgewindetriebes nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt geworden. Die aus

Stahlblech gebildete Hülse der Kugelgewindemutter ist an ihrem Innenumfang mit einer schraubenförmig um die Achse des Kugelgewindetriebes gewundenen Kugelrille versehen, die in einem Umformverfahren angewalzt ist. Die Kugelgewindemutter ist gehärtet.

Für die spanlose Bearbeitung sind Stahlbleche mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt geeignet, die allerdings oftmals ungeeignet sind für eine Härtung in einem

Wärmebehandlungsverfahren. Aus diesem Grund werden derartige Stahlbleche aufgekohlt und die daraus gebildete Gewindemutter einsatzgehärtet. In vielen Anwendungen ist je nach Anwendung eine feste Verbindung der Gewindemutter mit einem Anschweißbauteil erforderlich. Eine Schweißverbindung ist schwierig oder nicht durchführbar aufgrund des hohen Kohlenstoffgehaltes bzw des martensitischen Gefüges.

Aufgabe der Erfindung war es, eine profilierte Mutter eines Gewindetriebes anzugeben, die in einem umformtechnischen Verfahren herstellbar und nach ihrem Härten auf einfache Art und Weise mit einem Anschweißbauteil verbindbar ist.

Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch die profilierte Gewindemutter nach Anspruch 1 sowie durch zweckdienliche Weiterbildungen gemäß der Ansprüche 2 bis 7 gelöst.

Die profilierte Mutter eines Gewindetriebes weist eine aus Stahlblech hergestellte Hülse auf, die an ihrem Innenumfang ein spanlos angeformtes Wälzprofil für den Wälzkontakt mit Wälzkörpern aufweist. Die Hülse ist in einem Wärmebehandlungsverfahren zumindest im Bereich des Wälzprofils gehärtet. Eine das Wälzprofil aufweisende innere Mantelfläche der Hülse ist gehärtet. Das an der inneren Mantelfläche ausgebildete Wälzprofil ist vorzugsweise wälzfest ausgebildet und hat nach dem Härten eine Rockwellhärte zwischen 56 HRC und 64 HRC. Diese Rockwellhärte ist größer als die Rockwellhärte der äußeren Mantelfläche der Hülse, die schweißbar ausgeführt ist. Mit dieser erfindungsgemäßen Mutter kann einerseits ein wirtschaftlich günstiges umformtechnisches Bearbeiten des Blechs erfolgen sowie ein Härten der Mutter

durchgeführt werden insbesondere im Bereich des Wälzprofils; andererseits ist es aufgrund des geringen Kohlenstoffgehalts im Bereich der Anschweißfläche der Hülse möglich, ein Anschweißbauteil später an die Hülse oder einen fest mit der Hülse verbundenen Flansch anzuschweißen.

Beispielsweise kann die Hülse lediglich an der inneren Mantelfläche aufgekohlt und in einem Wärmebehandlungsverfahren gehärtet werden. Durch den niedrigeren Kohlenstoffgehalt an der äußeren Mantelfläche bleibt die Hülse schweißbar. Denkbar ist, einen zuvor

aufgekohlten Bereich abzutragen, sofern dieser Bereich als Anschweißfläche zur Verfügung stehen soll. Dieses Abtragen kann vor oder nach der Wärmebehandlung durchgeführt werden.

Eine besonders bevorzugte Variante sieht die Verwendung eines Stahlblechs vor, das als wenigstens zweilagiger Verbundwerkstoff ausgeführt ist. Derartige Stahlbleche können als Halbzeug bereitgestellt werden. Eine erste Lage kann aus einem die innere Mantelfläche der Hülse bildenden legierten Stahl mit höherem Kohlenstoffgehalt gebildet sein, jedenfalls mit einer besseren oder höheren Härtbarkeit. Eine zweite Lage kann aus einem die äußere Mantelfläche der Hülse bildenden legierten Stahl mit vergleichsweise niedrigerem

Kohlenstoffgehalt gebildet sein. Zur besseren Verbindung der beiden Lagen kann eine dünne Kupferschicht als Zwischenlage vorgesehen sein.

Die Hülse kann an einem axialen Ende mit einem Flansch versehen sein, der eine

Anschweißfläche zum Anschweißen des Anschweissbauteils aufweist. Dieser Flansch ist schweißbar ausgebildet und weist eine niedrigere Rockwellhärte auf. Dieser Flansch kann an den nicht aufgekohlten Abschnitt der Hülse angeschweißt werden oder an die zweite Lage des Verbundblechs der Hülse. In günstiger Weise kann dieser Flansch auch einstückig mit der Hülse verbunden sein.

Der Flansch kann einstückig mit der zweiten Lage der aus Verbundwerkstoff hergestellten Hülse verbunden sein. Die erste Lage kann an dem Flansch vor der Wärmebehandlung der profilierten Mutter zumindest teilweise abgetragen werden, um die Schweißbarkeit zu ermöglichen.

Sofern die oben beschriebene Aufkohlung durchgeführt werden soll, sieht eine Weiterbildung vor, den einstückig mit der Hülse verbundenen Flansch an seinem von der Hülse abgewandten Ende ohne Aufkohlung bereitzustellen vor der Wärmebehandlung, jedenfalls in einem Bereich, der als Anschweissfläche zur Verfügung stehen soll.

Die profilierte Mutter ist vorzugsweise als Kugelgewindemutter eines Kugelgewindetriebs ausgebildet, deren schraubenförmig um eine Mutterachse gewundene Kugelrille durch das Wälzprofil gebildet ist. Eine Ausbildung als Planetenwälzgewindetrieb mit dieser profilierten Mutter ist ebenfalls zweckmäßig.

Ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen profilierten Mutter sieht folgende Schritte vor:

Das Stahlblech wird zu der Hülse in einem Umformprozess - beispielsweise durch

Tiefziehen, Rollieren, Walzen - umgeformt, wobei das Wälzprofil in einem Walzverfahren angeformt werden kann. Die Hülse kann im Längsschnitt gesehen ein wellenförmiges Profil aufweisen.

Anschließend wird die Hülse in einem Wärmebehandlungsverfahren gehärtet. Die äußere Mantelfläche der Hülse weist vor dem Härten einen ausreichend niedrigen Kohlenstoffgehalt auf, so dass nach dem Härten deren Schweißbarkeit erhalten bleibt.

Im Fall des mehrlagigen Stahlblechs ist es zweckmäßig, die erste Lage des Stahlblechs zumindest abschnittsweise im Bereich einer Anschweißfläche zu entfernen vor der

Wärmebehandlung. Diese Anschweißfläche kann an der Hülse, aber auch an dem einstückig mit der Hülse verbundenen Flansch vorgesehen sein. Die so vorbereitete Mutter wird anschließend in einem Wärmebehandlungsverfahren gehärtet.

Im Fall des einlagigen Stahlblechs aus einer für die umformtechnische Bearbeitung günstigen Stahllegierung wird ein einseitiges Aufkohlen des Stahlblechs durchgeführt mit anschließendem Umformen des Stahlblechs zu der Hülse mit dem einstückig angeformten Flansch. Sofern durch die Formgebung der Mutter eine zuvor aufgekohlte Stirnfläche des Flansches als Anschweissfläche vorgesehen ist, wird die Aufkohlung an dem Flansch zur Bildung einer Anschweißfläche entfernt. Anschließend kann die Mutter in einem

Wärmebehandlungsverfahren gehärtet werden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von drei in insgesamt sechs Figuren abgebildeten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 Eine als Kugelgewindemutter eines Kugelgewindetriebes ausgebildete profilierte Mutter im Längsschnitt,

Figur 2 eine Ausschnittvergrößerung aus Figur 1 , Figur 3 eine weitere Kugelgewindemutter im Längsschnitt, Figur 4 eine Ausschnittvergrößerung aus Figur 3, Figur 5 eine weitere Kugelgewindemutter im Längsschnitt,

Figur 6 eine Ausschnittvergrößerung aus Figur 5.

In sämtlichen Figuren ist eine profilierte Mutter eines Gewindetriebes gemäß der

vorliegenden Erfindung in Form einer Kugelgewindemutter eines Kugelgewindetriebes abgebildet.

Figur 1 zeigt im Längsschnitt eine profilierte Mutter 1 eines Gewindetriebes mit

Anschweißbauteil 7 im Längsschnitt. Diese profilierte Mutter 1 ist als Kugelgewindemutter 2 ausgebildet. Die Kugelgewindemutter 2 weist eine aus Stahlblech hergestellte Hülse 3 auf, an deren Innenumfang ein spanlos angeformtes Wälzprofil 4 für den Wälzkontakt mit nicht abgebildeten Wälzkörpern ausgebildet ist. Das Wälzprofil 4 ist als schraubenförmig um eine Spindelachse gewundene Kugelrille 5 ausgebildet, an der durch nicht dargestellte Kugeln gebildete Wälzkörper abwälzen können.

Die Hülse 3 ist an einem axialen Ende mit einem Flansch 6 versehen. Das Anschweißbauteil 7 ist an den Flansch 6 angeschweißt.

Figur 2 zeigt in einer Vergrößerung die Verbindung zwischen der Hülse 3 und dem

Anschweißbauteil 7 über den Flansch 6. Deutlich ist zu erkennen, dass der Flansch 6 an die Stirnseite der Hülse 3 mit einer Schweißnaht 8 angeschweißt ist, wobei die Schweißnaht 8 die Dicke des Flansches 6 durchdringt.

Das Anschweißbauteil 7 ist im Ausführungsbeispiel mittels einer Kehlnaht 9 an die von der Hülse 3 abgewandte Stirnfläche 10 des Flansches 6 angeschweißt. Das Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 3 und 4 unterscheidet sich von dem aus den Figuren 1 und 2 lediglich dadurch, dass ein einstückig mit der Hülse 3 verbundener Flansch 16 ausgebildet ist, an dessen dem Anschweißbauteil 7 zugewandten Stirnfläche 17 das Anschweißbauteil 7 angeschweißt ist.

Das Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 5 und 6 unterscheidet sich von dem aus den Figuren 3 und 4 lediglich dadurch, dass ein einstückig mit der Hülse 3 verbundener Flansch 18 ausgebildet ist, dessen freies Ende mit einer Umbördelung 19 versehen ist, sodass die äußere Mantelfläche der Hülse 3 eine Stirnfläche 20 bildet, die dem Anschweißbauteil 7 zugewandt und mit dem Anschweißbauteil 7 verschweißt ist.

In sämtlichen Ausführungsbeispielen ist die Hülse 3 an ihrer inneren Mantelfläche mit einer gehärteten Schicht 11 versehen, der in den Abbildungen zwei unterschiedliche Strukturen des Stahlblechs alternativ zugrunde liegen.

Alternative 1 : Diese gehärtete Schicht 11 kann durch Aufkohlung 12 des Stahlblechs mit anschließender Wärmebehandlung gebildet sein. Deutlich ist in allen Ausführungsbeispielen die Aufkohlung 12 an der inneren Mantelfläche der Hülse 3 erkennbar. In diesem Fall wird die Hülse 3 einsatzgehärtet. Die aus diesem Blech hergestellte Hülse 3 ist nach dem Härten an ihrer inneren Mantelfläche wälzfest.

Alternative 2: Diese gehärtete Schicht 11 kann ebenso durch ein Stahlblech bereitgestellt werden, dass als zweilagiger Verbundwerkstoff 13 ausgeführt ist. Deutlich ist in allen Ausführungsbeispielen der zweilagige Verbundwerkstoff 13 erkennbar. Eine erste Lage 14 dieses Verbundwerkstoffs 13 ist aus einem die inneren Mantelfläche der Hülse 3 bildenden legierten Stahl mit höherem Kohlenstoffgehalt gebildet. Eine zweite Lage 15 ist aus einem die äußere Mantelfläche der Hülse 3 bildenden legierten Stahl mit vergleichsweise niedrigerem Kohlenstoffgehalt gebildet, der sich durch eine bessere Schweißbarkeit auszeichnet. Die aus diesem Verbundblech hergestellte Hülse 3 ist nach dem Härten an ihrer inneren Mantelfläche wälzfest.

In sämtlichen Ausführungsbeispielen ist das Anschweißbauteil 7 an einer schweißbaren Fläche entweder der Hülse 3 oder des mit der Hülse 3 fest verbundenen Flansches 6, 16, 18 angeschweißt. Mutter

Kugelgewindemutter

Hülse

Wälzprofil

Kugelrille

Flansch

Anschweißbauteil

Schweißnaht

Kehlnaht

Stirnfläche gehärtete Schicht

Aufkohlung

Verbundwerkstoff erste Lage zweite Lage

Flansch

Stirnfläche

Flansch

Umbördelung

Stirnfläche