Die Erfindung betrifft eine für einen Kugelgewindetrieb geeignete Gewindemutter mit einer Außenumlenkung zur Kugelrückführung. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Gewindemutter.

Ein Kugelgewindetrieb umfasst allgemein eine Gewindespindel, eine Gewindemutter, sowie zwischen der Gewindespindel und der Gewindemutter abrollende Wälzkörper, nämlich Kugeln. Weist ein Kugelgewindetrieb eine Kugelrückführung auf, so unterliegt der Stellbereich des Kugelgewindetriebs prinzipiell keinen Beschränkungen. Dies gilt für einen eingängigen ebenso wie für einen mehrgängigen Kugelgewindetrieb.

Eine Kugelrückführung kann entweder als Einzelumlenkung, Stirnumlenkung oder als Außenumlenkung gestaltet sein. Die Außenumlenkung beansprucht im Vergleich zur Einzelumlenkung mehr Bauraum in radialer Richtung, hat jedoch den Vorteil, dass die Kugeln über mehrere Windungen hinweg in den Gewindegang des Kugelgewindetriebs zurück gefördert werden können, was mit einem ausgedehnteren lasttragenden Bereich des Kugelgewindetriebs einhergeht.

Verschiedene Bauformen von Gewindemuttern mit Außenumlenkung sind zum Beispiel in den Dokumenten EP 1 830 106 A1 , EP 0 985 851 A1 , sowie

DE 10 2009 009 851 A1 offenbart. Im Unterschied zu den in den genannten Dokumenten beschriebenen Kugelgewindetrieben weist ein in der DE 10 2012 213 856 A1 offenbarter Kugelgewindetrieb eine Gewindemutter auf, innerhalb deren Wanddicke ein gerader Rücklaufkanal zur Kugelrückführung angeordnet ist. Eine weitere Bauform eines Kugelgewindetriebs mit Kugelrückführung ist in der

DE 73 14 698 U offenbart. In diesem Fall werden Kugeln, welche zur Gewindespindel zurückzuführen sind, durch eine rinnenförmige, mehrere Windungen einer Kugellauf- bahn übergreifende Aussparung am Außenumfang der Kugelmutter hindurchgeführt, wobei die rinnenförmige Aussparung durch eine dachförmige Überbrückung abgedeckt ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für einen Kugelgewindetrieb geeignete Gewindemutter gegenüber dem Stand der Technik sowohl unter fertigungstechnischen Aspekten als auch unter dem Gesichtspunkt der langfristigen Betriebssicherheit weiterzuentwickeln. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Gewindemutter mit den

Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung einer für einen Kugelgewindetrieb geeigneten Gewindemutter gemäß Anspruch 9. Die im Folgenden im Zusammenhang mit dem Herstellungsverfahren erläuterten Ausgestaltungen und Vorteile gelten sinngemäß auch für die Gewindemutter sowie den Kugelgewindetrieb und umgekehrt.

Die Gewindemutter weist einen Muttergrundkörper auf, der auch als Kugelmutter bezeichnet wird. Ein an der Innenseite der Gewindemutter ausgebildeter Gewindegang ermöglicht zusammen mit einer Gewindespindel das Abrollen von Kugeln in einem lasttragenden Kanal eines Kugelgewindetriebs.

Weiter weist die Gewindemutter eine mehrteilige Außenumlenkung auf, durch welche ein Umlenkkanal zur Rückführung von Kugeln in den Gewindegang ausgebildet ist. Zur Ausleitung von Kugeln aus dem Gewindegang, das heißt dem lasttragenden Ka- nal des Kugelgewindetriebs, sowie zur Einleitung von Kugeln in den lasttragenden Kanal befinden sich im Muttergrundkörper Bohrungen, in die jeweils eine Kugelleithülse eingesteckt ist. Hierbei ist eine feste, stoff-, form- oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Muttergrundkörper und jeder Kugelleithülse bereits hergestellt, bevor die Gewindemutter mit weiteren Teilen komplettiert ist.

Zusätzlich zur Kugelleithülse greift eine den Umlenkkanal radial nach innen begrenzende Umlenkungsbasis zumindest partiell in die im Muttergrundkörper befindliche Bohrung ein. Die Umlenkungsbasis weist einen mittleren, vorzugsweise gekrümmten, der Außenkontur des Muttergrundkörpers angepassten Abschnitt sowie zwei an den mittleren Abschnitt anschließende, in Richtung jeweils einer Bohrung weisende, zap- fenförmige Abschnitte auf. Unter einem partiellen Eingriff der Umlenkungsbasis in eine Bohrung des Muttergrundkörpers wird eine Ausgestaltung verstanden, in welcher die Stirnfläche eines zapfenförmigen Abschnitts, das heißt Endabschnitts, der Umlen- kungsbasis nicht mit ihrem gesamten Umfang innerhalb der Bohrung angeordnet ist, sondern teilweise in seitlicher Richtung, das heißt Radialrichtung der Bohrung sowie des zapfenförmigen Abschnitts, über die Bohrung hinausragt.

Die Kugelleithülse ist vorzugsweise als Metallhülse, insbesondere Blechhülse, ausgebildet. Ebenso sind für die Fertigung der Kugelleithülse sonstige Materialien geeignet, welche härter als diejenigen Werkstoffe sind, durch welche der zwei Kugelleithülsen miteinander verbindende Umlenkkanal gebildet ist. Bei solchen Materialien handelt es sich beispielsweise um keramische Werkstoffe oder um besonders verschleißfeste Kunststoffe.

Unabhängig vom Werkstoff, aus welchem die Kugelleithülse gefertigt ist, weist diese vorzugsweise einen zylindrischen Abschnitt und zwei an diesen anschließenden, sich in entgegengesetzten Axialrichtungen des zylindrischen Abschnitts erstreckende, einander beispielsweise diametral gegenüberliegende, als Lappen geformte Nasen auf. Einer der Lappen ist zur Ausleitung von Kugeln aus dem lasttragenden Kanal, der andere Lappen als Verdrehsicherung der Kugelleithülse innerhalb der Außenumlenkung nutzbar.

Insgesamt kann die Kugelleithülse bezüglich einer Achse, welche quer zur Längsach- se der Kugelleithülse verläuft, rotationssymmetrisch bezüglich einer Verdrehung um 180° ausgebildet sein. Dies ist gleichbedeutend mit einer identischen Geometrie und diametralen Anordnung der beiden Lappen. In abgewandelter Ausgestaltung stimmen die beiden Lappen zwar hinsichtlich ihrer Form überein, sind jedoch - in Längsrichtung der Kugelleithülse betrachtet - um einen von 180° abweichenden Winkel gegen- einander versetzt. Auch in dieser Ausgestaltung ist eine Fehlmontage der Kugelleithülse ausgeschlossen. Vorzugsweise ist die Kugelleithülse als geschlitzte Hülse aus Blech gebogen. Alternativ kann es sich bei der Kugelleithülse um eine nicht geschlitzte Hülse handeln. Besonders vorteilhaft ist in jeder Ausgestaltung die hohe Festigkeit der Kugelleithülse im Bereich der an den zylindrischen Abschnitt angeformten Lappen. In allen Fällen ist die vorzugsweise aus Metall gefertigte, harte Kugelleithülse montagetechnisch fester Bestandteil der Kugelmutter. Dies hat gegenüber Lösungen, bei welchen zunächst Kugelleithülsen und ein Kugelrückführungselement aus Kunststoff vormoniert werden, wesentliche Vorteile hinsichtlich bei der Fertigung zu berücksichtigender Toleranzen: Durch den festen Sitz der Kugelleithülse in der im Muttergrundkörper befindlichen Bohrung ist an dieser Stelle eine Toleranzkette gegeben, welche lediglich aus der Bohrungstoleranz des Muttergrundkörpers und der Wandstärkentoleranz der Kugelleithülse gebildet ist.

Der feste Sitz der Kugelleithülsen im Muttergrundkörper hat insbesondere den Vorteil, dass es beim Kugelumlauf innerhalb des Kugelgewindetriebs zu keinerlei Funktionsstörungen im Bereich des Übergangs zwischen dem Lastkanal und dem Umlenkkanal, das heißt dem der Kugelrückführung dienenden Kanal, kommen kann. Zudem kann die Bohrung im Muttergrundkörper, in welche die Kugelleithülse einzusetzen ist, im Vergleich zu denkbaren Gestaltungen, bei welchen ein Spiel zwischen Kugelleithülse und Bohrung existiert, geringer dimensioniert werden, was mit einer erhöhten Stabilität und Verschleißfestigkeit der Kugelmutter einhergeht. Die Umlenkungsbasis, welche als Komponente der Außenumlenkung auf die Kugelleithülsen aufgesetzt ist, ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt, wobei der mittlere, gekrümmte Abschnitt der Umlenkungsbasis auf der Mantelfläche des Muttergrundkörpers aufliegen kann. Ebenso sind Bauformen realisierbar, in welchen der mittlere Abschnitt ganz oder teilweise von der Mantelfläche des Muttergrundkörpers abgehoben ist, wobei der mittlere Abschnitt in diesen Fällen eine ungekrümmte Form haben kann.

Die Gewindemutter ist in folgenden Schritten herstellbar:

- Ein metallischer Muttergrundkörper, welcher mehrere gestufte Durchgangsboh- rungen aufweist und auf dessen Innenseite mindestens ein zur Zusammenwirkung mit Kugeln sowie mit einer Gewindespindel vorgesehener Gewindegang gebildet ist, wird bereitgestellt,

- in den gestuften Bohrungen des Muttergrundkörpers wird jeweils eine aus Metall gefertigte Kugelleithülse befestigt, - mindestens eine zwei Kugelleithülsen überbrückende Umlenkungsbasis wird auf den Muttergrundkörper derart aufgesetzt, dass sie zumindest partiell in die Durchgangsbohrungen, in denen jeweils eine Kugelleithülse gehalten ist, eingreift,

- auf die Umlenkungsbasis wird unter Bildung eines Umlenkkanals ein Umlenkungsdeckel aufgesetzt, welcher ebenso wie die Umlenkungsbasis vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist.

Optional wird anschließend die gesamte Anordnung, welche den Muttergrundkörper, die Kugelleithülsen, die Umlenkungsbasis sowie den Umlenkungsdeckel umfasst, in eine im Vergleich zum Muttergrundkörper dünnwandige Außenhülse eingesetzt. Die Steckverbindungen, welche zwischen den Kugelleithülsen, der Umlenkungsbasis und dem Umlenkungsdeckel hergestellt sind, haben in typischen Bauformen der Gewindemutter eine geringere Haltekraft als die Verbindung zwischen der Außenumlenkung, das heißt der aus Umlenkungsbasis und Umlenkungsdeckel gebildeten Anordnung, und der Außenhülse.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung der Gewindemutter sind mindestens vier Kugelleithülsen, insbesondere genau vier Kugelleithülsen, starr mit dem Muttergrundkör- per verbunden, wobei jeweils ein Paar an Kugelleithülsen mit genau einer zugehörigen Umlenkungsbasis verbunden ist und die Mehrzahl an Umlenkungsbasen durch einen einzigen Umlenkungsdeckel, welcher die Umlenkkanäle radial nach außen begrenzt, abgedeckt sind. Der Umlenkungsdeckel, welcher zwei Umlenkungsbasen oder eine höhere Anzahl an Umlenkungsbasen zu einer entsprechenden Anzahl an Um- lenkkanälen komplettiert, erstreckt sich beispielsweise über die gesamte in axiale

Richtung gemessene Länge des Muttergrundkörpers. Auch die optionale Außenhülse kann eine Länge aufweisen, welche der Länge des Muttergrundkörpers entspricht. Gemäß einer abgewandelten Bauform ist der Umlenkungsdeckel unmittelbar durch die Außenhülse gebildet.

Unabhängig vom Vorhandensein einer metallischen Außenhülse sind die jeweils eine Kugelleithülse aufnehmenden Bohrungen im Muttergrundkörper vorzugsweise gestuft, sich zur Mittelachse des Muttergrundkörpers hin verjüngend, ausgeführt, wobei die Umlenkungsbasis - genauer: einer der zapfenförmigen Abschnitte der Umlenkungs- basis - lediglich in einen äußeren Bereich der Bohrung zumindest partiell eingreift, während ein innerer, im Vergleich zum äußeren Bereich engerer Bereich der Bohrung zur dauerhaft festen Halterung der Kugelleithülse vorgesehen ist. Hierbei ist der äußere, einen größeren Durchmesser aufweisende Bereich der Bohrung vorzugsweise - in Längsrichtung der Bohrung gemessen - kürzer als der innere, engere Bereich der Bohrung.

Dies bedeutet, dass die Bohrung über den größten Teil ihrer Länge einen geringen, lediglich für die Aufnahme und Halterung der Kugelleithülse, nicht jedoch eines Kunst- stoffteils, ausreichenden Durchmesser aufweist, was mit einer entsprechend geringen Schwächung der Kugelmutter in ihrem inneren, den mindestens einen Gewindegang bildenden Bereich gleichbedeutend ist. Die im Vergleich zum inneren, verengten Bereich der Bohrung geringe Länge des äußeren, einen weiteren Durchmesser aufweisenden Bereichs der Bohrung ist für die Halterung des zapfenförmigen Abschnitts der Umlenkungsbasis aufgrund der präzisen, spielfreien Positionierung der Kugelleithülse in der Bohrung der Kugelmutter ausreichend.

Die Gewindemutter ist beispielsweise in einem Kugelgewindetrieb eines Bremskraftverstärkers, einer elektromechanischen Lenkung oder einer elektrischen Feststell- bremse verwendbar. Dank der raumsparenden Kugelumlenkung ist die Gewindemutter generell für Anwendungen mit beengten Bauraumverhältnissen, auch innerhalb stationärer Anlagen, beispielsweise in der Industrieautomatisierung, geeignet.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung nä- her erläutert. Hierin zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Muttergrundkörper einer Gewindemutter für einen Kugelgewindetrieb,

Fig. 2 Kugelleithülse der Gewindemutter nach Figur 1 ,

Fig. 3 die Gewindemutter in einer Schnittdarstellung,

Fig. 4 Komponenten der Gewindemutter in Explosionsdarstellung. Eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Gewindemutter ist Teil eines nicht weiter dargestellten Kugelgewindetriebs, hinsichtlich dessen prinzipieller Funktion auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen wird.

Mit einer Gewindespindel an sich bekannter Gestaltung wirkt ein Muttergrundkörper 2 der Gewindemutter 1 zusammen. Der Muttergrundkörper 2 wird auch als Gewindemutter im engeren Sinne oder als Kugelgewindemutter bezeichnet. Bei der Kugelgewindemutter 2 handelt es sich um ein massives Metallteil. An der Innenumfangsfläche der Kugelgewindemutter 2 ist ein Gewindegang 3 gebildet, in welchem Kugeln als

Wälzkörper abrollen. Die mit 4 bezeichnete Mantelfläche der Kugelgewindemutter 2 ist im Wesentlichen zylindrisch.

Aus der Mantelfläche 4 ragen insgesamt vier Kugelleithülsen 5 heraus, welche Über- gangselemente zwischen dem Muttergrundkörper 2 und einer Außenumlenkung 9 der Gewindemutter 1 darstellen.

Die Fig. 2 zeigt eine isolierte Kugelleithülse 5. Bei der Kugelleithülse 5 handelt es sich um ein Metallteil aus Stahlblech. Ein zylindrischer Abschnitt 6, das heißt Hauptab- schnitt, der Kugelleithülse 5 ist durch einen in Längsrichtung der Kugelleithülse 5 laufenden Spalt 7 unterbrochen. An die beiden Stirnseiten des zylindrischen Abschnitts 6 schließen sich auf einander diametral gegenüberliegenden Seiten der Kugelleithülse 5 Lappen 8 an, die in Längsrichtung der Kugelleithülse 5 ausgerichtet sind. Die beiden Lappen 8 werden auch als Nasen der Kugelleithülse 5 bezeichnet und dienen in ei- nem Fall der Ausleitung von Kugeln aus dem Gewindegang 3 und im anderen Fall der Verdrehsicherung der Kugelleithülse 5 innerhalb der im Folgenden näher beschriebenen Außenumlenkung 9.

Die komplette Außenumlenkung 9 befindet sich innerhalb einer als Blechteil ausgebil- deten Außenhülse 10, welche den Muttergrundkörper 2 konzentrisch umgibt. Die Außenumlenkung 9 ist mehrteilig aufgebaut, wobei eine aus Kunststoff gefertigte, rinnen- förmige Umlenkungsbasis 1 1 unmittelbar auf die Mantelfläche 4 aufgelegt ist. Die gesamte Außenumlenkung 9 umfasst im Ausführungsbeispiel zwei Umlenkungsbasen 1 1 , welche durch einen einzigen Umlenkungsdeckel 12 abgedeckt sind, der die Au- ßenumlenkung 9 komplettiert. Die in Längsrichtung der Gewindemutter 1 und damit des gesamten Kugelgewindetriebs gemessene Länge des Umlenkungsdeckels 12 entspricht im Ausführungsbeispiel der Länge der Kugelgewindemutter 2 sowie der Länge der Außenhülse 10. Abweichend hiervon sind auch andere Längenrelationen zwischen dem Umlenkungsdeckel 12 und der Kugelgewindemutter 2 denkbar.

Zwischen jeder Umlenkungsbasis 1 1 und dem Umlenkungsdeckel 12 ist ein Umlenkkanal 14 zur Kugelrückführung innerhalb der Gewindemutter 1 gebildet. In seinem mittleren Bereich ist der Umlenkkanal 14 im vorliegenden Fall in Anpassung an die Mantelfläche 4 gekrümmt. Alternativ ist auch eine gerade Gestaltung des mittleren Bereichs des Umlenkkanals 14 möglich. An seinen beiden Enden geht der Umlenkkanal 14 jeweils in einen kürzeren Abschnitt über, der auf eine Bohrung 13 zu gerichtet ist. Bei jeder Bohrung 13 handelt es sich um eine Stufenbohrung, wobei ein innerer, engerer Bereich der Bohrung 13 an der Innenumfangsfläche des Muttergrundkörpers 2, das heißt im Bereich des Gewindegangs 3, endet, während ein äußerer, erweiterter Bereich der Bohrung 13 in der Mantelfläche 4 mündet.

Der Bereich größeren Durchmessers der Bohrung 13 weist einen mit a bezeichnete Länge auf. Die Länge des inneren, verjüngten Bereichs der Bohrung 13 ist mit b be- zeichnet. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist die Länge a geringer als die Länge b. Die mit a, b bezeichneten Längen sind in Längsrichtung der Bohrung 13 und damit der Kugelleithülse 5 zu messen. Der Durchmesser der Bohrung 13 in ihrem inneren, verjüngten Abschnitt ist derart bemessen, dass die Kugelleithülse 5 hierin fixierbar ist. Der nach außen gerichtete Lappen 8 der Kugelleithülse 5 ragt aus dem verjüngten Abschnitt der Bohrung 13 heraus, wobei er in Zusammenwirkung mit der Umlenkungsbasis 1 1 als Verdrehsicherung wirkt. Die Umlenkungsbasis 1 1 greift mit ihren zapfenförmigen Abschnitten jeweils partiell in den Abschnitt der Bohrung 13 mit erweitertem Durchmesser ein und kontaktiert mit diesem Abschnitt die Kugelleithülse 5. Bei der Fertigung der Gewindemutter 1 wird die Umlenkungsbasis 1 1 erst dann auf den Muttergrundkörper 2 aufgesetzt, wenn die Kugelleithülsen 5 bereits dauerhaft und in exakt definierter Position im Muttergrundkörper 2 befestigt sind. Die starre Verbindung zwischen dem Muttergrundkörper 2 und den Kugelleithülsen 5 bleibt auch beim Betrieb des Kugelgewindetriebs erhalten. Die Verbindungen zwischen den Umlen- kungsbasen 1 1 und den Kugelleithülsen 5 sind im Ausführungsbeispiel als Steckverbindungen gestaltet. Gleiches gilt für die Verbindung zwischen den Umlenkungsba- sen 1 1 und dem Umlenkungsdeckel 12. Die insgesamt gering dimensionierten, nur über einen Teil ihrer Länge stufenartig aufgeweiteten Bohrungen 13 ermöglichen ei- nen geringen radialen Abstand zwischen dem Gewindegang 3 und der Außenumlen- kung 9 und damit einen insgesamt kompakten und zugleich robusten Aufbau der Gewindemutter 1 .

Bezugszeichenliste

1 Gewindemutter

2 Kugelgewindemutter, Muttergrundkörper

3 Gewindegang

4 Mantelfläche

5 Kugelleithülse

6 Zylindrischer Abschnitt der Kugelleithülse

7 Spalt der Kugelleithülse

8 Nase der Kugelleithülse, Lappen

9 Außenumlenkung

10 Außenhülse

1 1 Umlenkungsbasis

12 Umlenkungsdeckel

13 Bohrung, gestuft

14 Umlenkkanal a Länge des äußeren Bereichs der Bohrung 13 b Länge des inneren, engeren Bereichs der Bohrung 13