本發(fā)明涉及具有螺桿驅(qū)動(dòng)器和帶螺紋主軸的機(jī)電致動(dòng)器。

背景技術(shù)：

1、wo?2012/048917?a1公開了一種回火鋼以及其作為棒狀材料的用途、特別是用于生產(chǎn)帶螺紋主軸。wo?2012/048917?a1假定材料cf53是一種適用于表面硬化或邊緣硬化的廣泛使用的鋼，并且尤其可以用于生產(chǎn)螺栓、蝸桿、齒輪、軸或主軸。鋼cf53的成分就滾動(dòng)軸承技術(shù)而言適于生產(chǎn)完全承受載荷的馬氏體硬化表面層。

2、基于此，wo?2012/048917?a1描述了一種進(jìn)一步開發(fā)的回火鋼cf53b，利用該回火鋼可以實(shí)現(xiàn)從表面淬火試樣的一個(gè)端面測(cè)量的在4?mm與6?mm之間的硬化部（600?hv）。芯部中的結(jié)構(gòu)通常包括珠光體和鐵素體的混合物。根據(jù)wo?2012/048917?a1的回火鋼除其他之外包括0.0031%至0.005%的硼以及相對(duì)于一份氮至少存在3.5份的鈦?；鼗痄揷f53b尤其適用于生產(chǎn)滾珠螺桿驅(qū)動(dòng)器的帶螺紋主軸。

3、從?de?10?2017?121?942?a1中已知的一種滾珠螺桿驅(qū)動(dòng)器——其旨在用于在制動(dòng)助力器中使用——具有由馬氏體硬化鋼制成的帶螺紋螺母，馬氏體硬化鋼在存在制動(dòng)流體的情況下不會(huì)生銹。該鋼包括按重量計(jì)至少12%的鉻。另外，該鋼除其他之外可以包括0.4%至1.3%的碳、達(dá)2%的硅、達(dá)2%的錳以及達(dá)2%的鉬。特別地，這可以是材料編號(hào)為1.4108的鋼。在de?10?2017?121?942?a1中指定帶螺紋螺母的可實(shí)現(xiàn)硬度為55?hrc。

4、ep?2?832?876?a1描述了一種高強(qiáng)度的不銹鋼線材，據(jù)說其具有優(yōu)異的耐熱變形性。該鋼線材特別適用于生產(chǎn)高強(qiáng)度彈簧。該彈簧由鑄造鋼制成，其中，形變誘導(dǎo)馬氏體形成指數(shù)必須在指定范圍內(nèi)。形成高強(qiáng)度彈簧的鋼線材的基體可以包括顆粒尺寸為50?nm或更小的nial基復(fù)合顆粒。

5、ep?2?465?964?a1描述了一種哈德菲爾德（hadfield）鋼組合物，其包括按重量計(jì)0.9%至1.35%的碳、按重量計(jì)11%至14%的錳、按重量計(jì)最多0.8%的硅、按重量計(jì)最多0.07%的磷、按重量計(jì)最多0.05%的硫、按重量計(jì)至少0.01%的鉿，并且其余部分為鐵和雜質(zhì)。這種鋼是非磁性的，具有低的導(dǎo)電性，并且通過冷變形示出了其沖擊韌性的提高。

6、ep?0?142?873?a1公開了一種奧氏體錳硬鋼，其具有按重量計(jì)0.8%至1.8%的碳、按重量計(jì)6%至18%的錳、按重量計(jì)0%至3%的鉻、按重量計(jì)0%至2%的鎳、按重量計(jì)0%至2.5%的鉬、按重量計(jì)0%至1%的硅、按重量計(jì)至少0.01%的鈦、按重量計(jì)至少0.01%的釩、按重量計(jì)總計(jì)0.05%至0.08%的鈦和釩，并且其余部分為鐵，其中，碳與錳的比在1:8至1:14的范圍中。這種鋼具有在冷變形期間硬化的能力。

7、de?28?53?582?a1描述了一種非磁性的鋼合金，其具有按重量計(jì)不超過1.5%的碳、按重量計(jì)0.1%至1.5%的硅、按重量計(jì)5%至30%的錳、按重量計(jì)0.005%至0.5%的氮以及來自包括以下各者的組的至少一種元素：按重量計(jì)0.05%至1%的硫、按重量計(jì)0.05%至1%的鉛、按重量計(jì)0.05%至1%的硒、按重量計(jì)0.01%至0.5%的碲、按重量計(jì)0.001%至0.05%的鈣，并且其余部分為鐵。

8、gb?276?048?a描述了另一種哈德菲爾德錳鋼，其具有按重量計(jì)至少11%的錳和按重量計(jì)最多1.6%的碳。

9、team?edelstahl在2020年發(fā)表的“材料數(shù)據(jù)表1.3401?/?x120mn12”公開了一種錳鋼的成分，其具有按重量計(jì)1.1%至1.3%的碳、按重量計(jì)12%至13%的錳、按重量計(jì)0.3%至0.5%的硅、按重量計(jì)最多0.1%的磷、按重量計(jì)最多0.04%的硫以及按重量計(jì)最多1.5%的鉻。

10、波鴻魯爾大學(xué)的sascha?riedner在2010年發(fā)表的論文“h?chstfestenichtrostende?austenitische?crmn-st?hle”（“高強(qiáng)度不銹奧氏體crmn鋼”）中尤其描述了一項(xiàng)關(guān)于x120mn12型奧氏體鋼的研究，該奧氏體鋼在沖擊或撞擊載荷下通過局部加工硬化實(shí)現(xiàn)了高達(dá)700?hv的表面硬度。

11、此外，還參考了以下論文，該論文特別地涉及用于汽車應(yīng)用的金屬板成型：

12、“verformungsinduzierte?martensitbildung?bei?mehrstufiger?umformungund?deren?nutzung?zur?optimierung?der?hcf-?und?vhcf-eigenschaften?vonaustenitischem?edelstahlblech”（“多階段成型期間的形變誘導(dǎo)馬氏體形成以及其對(duì)奧氏體不銹鋼板的hcf和vhcf性能進(jìn)行優(yōu)化的用途”），dipl.-wirt.-ing,?carsten?müller-bollenhagen，錫根大學(xué)第四學(xué)院機(jī)械工程系，2011年4月。

13、除其他內(nèi)容外，該論文還涉及亞穩(wěn)態(tài)奧氏體的相轉(zhuǎn)變。

14、關(guān)于錳鋼的已知成分和特性，參考作為示例的文獻(xiàn)de?28?46?930?a1、ep?2?803736?a1、de?866?893?b、wo?2017/021459?a1和ep?0?205?869?a1。一般來說，錳鋼的特征在于高耐磨性，特別是在撞擊或沖擊載荷下的高耐磨性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明基于與前述現(xiàn)有技術(shù)相比實(shí)現(xiàn)機(jī)電致動(dòng)器的材料技術(shù)進(jìn)步的目的，其中，特別地，要考慮在螺桿驅(qū)動(dòng)器、例如電動(dòng)致動(dòng)器中的螺桿驅(qū)動(dòng)器中出現(xiàn)的磨損方面。

2、根據(jù)本發(fā)明，該目的通過具有權(quán)利要求1的特征的機(jī)電致動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)，該機(jī)電致動(dòng)器使用螺桿驅(qū)動(dòng)器來操作。該機(jī)電致動(dòng)器包括呈行星式滾動(dòng)螺桿驅(qū)動(dòng)器形式的螺桿驅(qū)動(dòng)器，其中，提供的行星式滾動(dòng)螺桿驅(qū)動(dòng)器是真螺距螺桿驅(qū)動(dòng)器，其具有對(duì)多個(gè)行星件進(jìn)行導(dǎo)引的從動(dòng)保持架并且具有帶螺紋主軸，其中，帶螺紋主軸和/或行星件由具有以下成分的鋼形成：

3、○?c：?按重量計(jì)0.4%至1.5%，

4、○?mn：?按重量計(jì)12.0%至22.0%，

5、○?cr：?按重量計(jì)達(dá)4.0%，

6、○?ni：?按重量計(jì)達(dá)0.5%，

7、○?cu：?按重量計(jì)達(dá)0.3%，

8、○?v：?按重量計(jì)達(dá)0.3%，

9、○?s：?按重量計(jì)達(dá)0.3%，

10、○?p：?按重量計(jì)達(dá)0.1%，

11、○?si：?按重量計(jì)達(dá)4.0%，

12、○?al：?按重量計(jì)達(dá)0.05%，

13、○?其余部分：鐵和熔煉導(dǎo)致的雜質(zhì)，

14、在該鋼的表面上，至少在通過成型過程于帶螺紋主軸和/或行星件上產(chǎn)生的螺紋的區(qū)域中，存在通過馬氏體析出和應(yīng)變硬化產(chǎn)生的結(jié)果。

15、選擇具有以下成分的鋼作為用于生產(chǎn)帶螺紋主軸和/或行星件的初始材料：

16、○?c：?按重量計(jì)0.4%至1.5%，

17、○?mn：?按重量計(jì)12.0%至22.0%，

18、○?cr：?按重量計(jì)達(dá)4.0%，

19、○?ni：?按重量計(jì)達(dá)0.5%，

20、○?cu：?按重量計(jì)達(dá)0.3%，

21、○?v：?按重量計(jì)達(dá)0.3%，

22、○?s：?按重量計(jì)達(dá)0.3%，

23、○?p：?按重量計(jì)達(dá)0.1%，

24、○?si：?按重量計(jì)達(dá)4.0%，

25、○?al：?按重量計(jì)達(dá)0.05%，

26、○?其余部分：鐵和熔煉導(dǎo)致的雜質(zhì)。

27、特別地，錳含量在按重量計(jì)12.0%至14.0%的范圍中，并且鉻含量按重量計(jì)最多為1.8%。

28、作為棒狀材料存在的該初始產(chǎn)品在生產(chǎn)帶螺紋主軸和/或行星件期間變形，使得在該初始產(chǎn)品的表面上、至少在使用成型過程產(chǎn)生的螺紋的區(qū)域中發(fā)生馬氏體析出和加工硬化。

29、材料編號(hào)為1.3401（x120mn12）的奧氏體錳鋼已經(jīng)被證明特別適合于生產(chǎn)帶螺紋主軸和/或行星件。這種奧氏體錳鋼是包括下述各者的鋼：1.1%至1.3%的碳、12%至13%的錳、0.3%至4.0%的硅、達(dá)0.1%的磷、達(dá)0.04%的硫和達(dá)1.5%的鉻，并且其余部分為鐵和由熔煉過程所導(dǎo)致的雜質(zhì)，每一者均按重量百分比給出，并且這種鋼具有高的耐磨性，特別是在受到?jīng)_擊或撞擊時(shí)具有高的耐磨性。所提到的錳鋼——也被稱為錳硬鋼——已經(jīng)以其它方式被證明自身作為用于生產(chǎn)例如挖掘機(jī)齒或顎式粉碎機(jī)的材料，并且特別適合于在850°c至1050°c的溫度范圍中進(jìn)行熱成型。

30、令人驚訝地，已經(jīng)示出的是，與材料編號(hào)為1.3401的鋼相比，降低的碳含量具有積極作用。例如，處于指定區(qū)間的較低范圍中的碳含量、例如處于0.4%至0.8%的范圍中、0.4%至0.6%的范圍中、或最小0.4%與最大0.5%的更窄范圍中的c含量（按重量計(jì)%表示）確保的是硬化不太突然并且因此可以實(shí)現(xiàn)更大的變形程度。在這些情況下，這種鋼也被稱為弱化錳鋼。

31、棒狀初始材料的變形——這導(dǎo)致馬氏體析出和加工硬化——最初可能涉及拉制過程。在該拉制過程中，可以對(duì)作為預(yù)產(chǎn)品并且尚未具有螺紋結(jié)構(gòu)的棒狀件進(jìn)行拉伸。這具有的優(yōu)點(diǎn)在于，可以獲得由拉制過程導(dǎo)致的均勻形狀和質(zhì)量的中間產(chǎn)品，以用于進(jìn)一步加工成不同的最終產(chǎn)品、特別是具有不同螺紋輪廓的帶螺紋主軸和/或行星件。在主軸具有無螺距輪廓、即凹槽形輪廓的情況下也被稱為帶螺紋主軸。

32、在所有情況下，起始拉制過程有利于最終產(chǎn)品、即帶螺紋主軸和/或行星件的機(jī)械強(qiáng)度。在致動(dòng)器內(nèi)，帶螺紋主軸在與現(xiàn)有對(duì)應(yīng)部、特別是呈螺母、滾子或螺桿形式的對(duì)應(yīng)部的相互作用時(shí)受到相當(dāng)大的軸向力，其中，可能出現(xiàn)力的急劇增加。

33、在具有起始拉制過程的方法變型以及在不具有棒狀初始材料的這種塑性伸長(zhǎng)的方法變型兩者中，都可以通過螺紋軋制來形成螺紋?？蛇x地，除了加工硬化之外，還可以考慮熱處理，其中，在任何情況下，螺紋的形成在馬氏體析出和加工硬化中起著至關(guān)重要的作用。熱處理可以設(shè)計(jì)為多個(gè)階段，并且特別地可以包括后續(xù)的溫度應(yīng)用、即回火。還可以在中間步驟中提供對(duì)棒狀材料的深冷。

34、將材料加熱至1000°c以上的溫度并進(jìn)行淬火之后的這些步驟可以減少成型區(qū)域中的應(yīng)力并使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。關(guān)于棒狀初始材料的成型，還可以提供鍛造、特別是對(duì)該材料的端部部段的鍛造。至少螺紋可以通過機(jī)加工以原則上已知的方式來完成。

35、所描述的塑性成型過程在各種變型中特別適用于生產(chǎn)具有幾乎無法察覺的、非常低的變形的帶螺紋主軸以及行星件。可以實(shí)現(xiàn)工件的800?mpa至1080?mpa的芯部強(qiáng)度以及650?hv及以上的表面硬度。這既適用于工件為帶螺紋主軸的情況并且還適用于將與帶螺紋主軸直接或間接相互作用的部件、比如螺母、螺栓、滾子或行星件作為工件進(jìn)行機(jī)加工的情況。

36、帶螺紋主軸為行星式滾動(dòng)螺桿驅(qū)動(dòng)器的主軸，其中，該行星式滾動(dòng)螺桿驅(qū)動(dòng)器的行星件也表現(xiàn)為帶輪廓的軸，其可以由具有以上指定成分的棒狀初始材料制成。

37、該機(jī)電致動(dòng)器優(yōu)選地用作機(jī)動(dòng)車輛的轉(zhuǎn)向致動(dòng)器，即用作前車橋或后車橋轉(zhuǎn)向裝置的致動(dòng)器。在這種情況下，通過示例的方式參照公開de?10?2019?103?385?a1和de?102011?082?514?a1。替代性地，根據(jù)本技術(shù)的致動(dòng)器可以用于例如固定式工業(yè)設(shè)備的致動(dòng)機(jī)構(gòu)中。

38、螺桿驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)為行星滾子齒輪，并且存在保持架的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器，保持架對(duì)螺桿驅(qū)動(dòng)器的行星件進(jìn)行導(dǎo)引。行星滾子齒輪設(shè)計(jì)為螺距精確的螺桿驅(qū)動(dòng)器，其中，與具有從動(dòng)帶螺紋主軸或具有從動(dòng)主軸螺母的行星滾子齒輪相比，接受非常小的傳動(dòng)比。