CN110785253B - 滚珠丝杠传动机构的主轴元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种滚珠丝杠传动机构的主轴元件(1)，其包括：丝杠(2)，所述丝杠在轴向端部处与杆元件(3)连接，其中丝杠(2)和杆元件(3)通过摩擦焊接过程彼此材料配合地连接。为了改进在丝杠和杆元件之间的摩擦焊接连接，本发明提出，丝杠(2)在执行摩擦焊接过程之前在其朝向杆元件(3)的端侧(4)处具有沿环周方向环绕的环形槽(5)。

Description

滚珠丝杠传动机构的主轴元件
技术领域
本发明涉及一种滚珠丝杠传动机构的主轴元件，所述主轴元件包括丝杠，所述丝杠在轴向端部处与杆元件连接，其中丝杠和杆元件通过摩擦焊接过程彼此材料配合地连接。
背景技术
这种主轴系统从DE 10 2008 014 994 A1中已知。在此提出，丝杠与主轴头连接，所述丝杠具有螺旋形地围绕主轴轴线卷绕的用于滚珠滚动的滚珠槽，其中主轴头借助于摩擦焊接连接与丝杠连接。
这种类型的滚珠丝杠传动机构的可能的应用是在废气再循环系统中使用，所述废气再循环系统在机动车中使用。在这种系统中，必须操作用于控制气体流的阀，对此使用滚珠丝杠传动机构的主轴系统。在此，所述主轴系统与废气接触，所述废气是化学非常侵蚀性的并且起腐蚀作用。因此力求，承受废气的杆元件由不锈钢制成，对此设有材料中的低的碳份额。然而通常需要的是，丝杠由具有高的碳份额的钢构成。在杆元件和丝杠之间建立摩擦焊接的连接因此是成问题的。
发明内容
本发明基于如下目的，改进滚珠丝杠传动机构的这种类型的主轴元件，使得改进在丝杠和杆元件之间的摩擦焊接连接。
所述目的通过本发明的解决方案的特征在于，丝杠在执行摩擦焊接过程之前在其朝向杆元件的端侧上具有沿环周方向环绕的环形槽。
环形槽在此根据本发明的一个优选的实施方式在径向剖面中具有V形构型，其中环形槽的径向厚度朝向端侧增大。
杆元件优选地在其朝向丝杠的端部上具有直径，所述直径小于环形槽在端侧处的内直径或等于所述直径。
环形槽的在摩擦焊接过程之前存在的空间优选地在执行摩擦焊接过程之后至少部分地由丝杠的材料和/或由杆元件的材料填充。
杆元件优选由不锈钢构成。杆元件的钢在此优选地具有小的碳含量，优选小于1.2％的碳含量。
然而丝杠优选地由表面硬化钢构成。尤其优选地提出，丝杠由16MnCr5构成。
主轴元件根据本发明的一个优选的设计方案是机动车的废气再循环系统的组成部分。在此尤其提出，杆元件与废气再循环系统的阀连接并且操作所述阀。
提出的解决方案允许在丝杠和杆元件之间的可靠的和稳定的连接，其中，如所述的那样，杆元件由不锈钢构成并且丝杠优选由表面硬化钢构成。
丝杠由具有高的碳份额的钢构成，其中优选地，在热处理期间实现碳份额的增加(表面硬化)，其中丝杠的表面具有优选大于650HV的硬度。
丝杠与杆元件共同作用的所提出的设计方案引起，在摩擦焊接过程中可以实现深的扩散，使得在表面区域上可以实现两个摩擦焊接配对件的稳定的连接从而实现材料的可延展的连接。
提出的解决方案的其他优点由主轴元件的非常紧凑的构造构成，这能够实现将元件的结构空间保持得小。
此外有利的是，已经证实，得到在两个摩擦焊接配对件之间的机械的非常稳定的连接，使得可以传递相对高的牵引力。
因此，可以实现在两个摩擦焊接配对件之间的稳定的且可延展的连接，尽管两个配对件的初始材料非常不同并且首先几乎不适合于焊接连接。
附图说明
在图中示出本发明的实施例。附图示出：
图1示出主轴元件的侧视图，包括丝杠和杆元件，所述杆元件与丝杠经由摩擦焊接连接，
图2部分剖开地示出丝杠的侧视图，和在建立摩擦焊接连接之前的杆元件的一个端部部段的侧视图，和
图3示出在建立摩擦焊接连接之后的部分剖开地示出的主轴元件的侧视图。
具体实施方式
在图1中示出滚珠丝杠传动机构的主轴元件1，所述主轴元件具有丝杠2，所述丝杠与杆元件3借助于摩擦焊接连接。杆元件3在此通过所谓的摩擦焊接过程固定在丝杠2的端侧4上。
丝杠2在其外环周上具有至少一个滚珠槽，在图3中示意性地表明的滚珠7在所述滚珠槽中行进。
为了在丝杠2和杆元件3之间的摩擦焊接连接在上文中阐述的意义上是稳定的，丝杠2在执行摩擦焊接过程之前具有如在图2中示出的设计方案。
由此，在丝杠2的端侧4中加工环形槽5，所述环形槽沿环周方向环绕并且在根据提出的解决方案的如在图2中可见的一个可能的设计方案中在径向剖面中具有V形构型。杆元件的直径d在此基本上对应于环形槽5在端侧4处的内直径D，如从图2中得出的那样。
环形槽5在此优选地通过车削过程引入到丝杠2中。
在执行摩擦焊接过程时，将丝杠2和杆元件3沿轴向方向按压到彼此上，其中同时在两个构件之间产生相对转动运动。本身已知的摩擦焊接过程引起如在图3中说明的连接。
此后可见的是，丝杠2的和杆元件3的通过摩擦焊接过程熔化的材料进入到环形槽5的初始可用的空间中。
如通过图3中的附图标记6示出的一定的轴向区域可提供用于执行摩擦焊接过程。
杆元件3的轴向端部在此除了柱形的部段之外可以具有轻微锥形的区域，这在图2中示出。
借助提出的解决方案，可以在杆元件3和丝杠2之间建立稳定的连接，所述连接从两个构件的材料的可延展的连接中产生。因此，确保在两个构件之间的有利地持久稳定的连接。
环形槽5的形状——在本实施例中V形地设置——当然也可以具有可以有利地使用的其他造型。
关于环形槽5的尺寸要注意的是，图2中的大小关系符合比例地示出并且在此给出几何结构上的大小的有利的尺寸设计方案。
附图标记列表：
1 主轴元件
2 丝杠
3 杆元件
4 丝杠的端侧
5 环形槽
6 提供用于摩擦焊接的可能的区域
7 滚珠
d 杆元件的直径
D 环形槽的内直径

Claims (11)

1.一种滚珠丝杠传动机构的主轴元件(1)，包括：丝杠(2)，所述丝杠在轴向端部处与杆元件(3)连接，其中所述丝杠(2)和所述杆元件(3)通过摩擦焊接过程彼此材料配合地连接，
其特征在于，
在执行摩擦焊接过程之前，所述丝杠(2)在其朝向所述杆元件(3)的端侧(4)处具有沿环周方向环绕的环形槽(5)，所述环形槽(5)围绕所述杆元件(3)面向所述丝杠(2)的一端布置。
2.根据权利要求1所述的主轴元件，
其特征在于，
所述环形槽(5)在径向剖面中具有V形构型，其中所述环形槽(5)的径向厚度朝向所述端侧(4)增大。
3.根据权利要求1或2所述的主轴元件，
其特征在于，
所述杆元件(3)在其朝向所述丝杠(2)的端部处具有直径(d)，所述直径小于或等于在所述端侧(4)处的所述环形槽(5)的内直径(D)。
4.根据权利要求1或2所述的主轴元件，
其特征在于，
所述环形槽(5)的在所述摩擦焊接过程之前存在的空间在执行所述摩擦焊接过程之后至少部分地由所述丝杠(2)的材料和/或由所述杆元件(3)的材料填充。
5.根据权利要求1或2所述的主轴元件，
其特征在于，
所述杆元件(3)由不锈钢构成。
6.根据权利要求5所述的主轴元件，
其特征在于，
所述杆元件(3)的钢具有小的碳含量。
7.根据权利要求1或2所述的主轴元件，
其特征在于，
所述丝杠(2)由表面硬化钢构成。
8.根据权利要求7所述的主轴元件，
其特征在于，
所述丝杠(2)由16MnCr5构成。
9.根据权利要求1或2所述的主轴元件，
其特征在于，
所述主轴元件是机动车的废气再循环系统的组成部分。
10.根据权利要求9所述的主轴元件，
其特征在于，
所述杆元件(3)与所述废气再循环系统的阀连接并且操作所述阀。
11.根据权利要求6所述的主轴元件，
其特征在于，
所述杆元件(3)的钢具有小于1.2％的碳含量。
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