[发明专利]球头销和球头节

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的钢制的球头销以及一种根据权利要求2的前序部分所述的球头节。

背景技术

在处于静态初始载荷下的支承铰接件中、例如在机动车的底盘区域中，铰接件的摩擦系统在确定的状态(例如与仅为最小的铰接件运动相关的静止时间或高速公路行驶)下承受特别高的载荷，这样可能导致铰接件的提早磨损或失效。与此相关的是，位于球头节中的润滑剂在这种状态下(由于与极小的铰接件运动总是伴随很大的载荷)部分地从球头销与轴承套之间的接触区域中被挤出。由此，在球头节中总是存在的在液体摩擦和固体摩擦之间的混合摩擦更剧烈地朝向固体摩擦方向偏移，与此相应地，产生铰接件磨损的不利后果。在球头节中另一公知的问题在于腐蚀，特别是在球头销的密封囊-密封区域中(在湿气侵入到球头节中时)的腐蚀，以及在铰接球和球形窝之间的轴承缝中的腐蚀。由此还使轴承磨损增大，因而可能导致不利的缝隙形成和铰接件失效。

由现有技术已知防腐蚀的球头销，同理还已知有具有防磨损表面的球头销或提高了疲劳极限的球头销。在此，根据现有技术，疲劳极限以及磨损保护主要通过材料性能的与调制处理或表面硬化处理相关的改善来实现，表面硬化表面硬化处理特别指的是在球头销表面上的处理。

抵抗在密封囊-密封区域中的或在铰接球与球形窝之间的接触区域中的腐蚀的公知方法是采用经渗氮处理并随后经氧化处理的球头销。根据已有的认识，球头销的渗氮处理在此直接用于防腐保护，而最终的氧化处理封闭渗氮过程中产生的孔隙，因而再次使耐腐蚀寿命提高。由此根据已有的认识，在渗氮处理之后进行的氧化处理仅改善了由钢制成的(若非如此则还要进行光亮化)球头销的耐腐蚀性能。

在由现有技术公开的处理方法中，渗氮处理和表面硬化处理是相互排斥的。因为：要么是表面硬化处理由于渗氮处理所需的较高过程温度而被破坏或衰退；要么反之，由于表面硬化过程又使在先的渗氮处理进而防腐保护受到干扰。在此出现的问题是，针对较高的疲劳极限或较高的支承载荷以及磨损保护所需的球头销的表面硬化处理典型地应在销的这样的表面区域上进行，而且渗氮处理也应该保护此表面区域，即，主要是在球头销的铰接球的区域中和必要时在密封囊-密封区域中。

因此综上可知，现有技术的问题是：根据现有技术已知的教导，迄今为止，一方面对于防腐保护十分需要的球头销的渗氮处理和另一方面对于较高使用寿命和磨损保护所需的表面硬化处理在一个球头销中仍然相互排斥。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种球头销或一种球头节，特别在具有静态初始载荷的运行状态下以及在微运动条件下、或者在具有较高的运行载荷的条件下，该球头销或球头节能够具有较高的疲劳强度、良好的磨损保护以及由此实现较长的使用寿命。由此，在球头销的局部区域、如密封区域中减少的防腐蚀保护因有利于磨损保护而被接受，或者该降低的防腐蚀保护可以通过其它技术方案、诸如额外的用于防腐蚀保护的滑环而得到补偿。而且，特别能够消除迄今为止现有技术中存在的一方面表面硬化处理与另一方面渗氮/氧化处理之间的相互排斥，从而即使在表面硬化处理的销上也完全能够实现改善的磨损保护。

本发明的目的通过具有权利要求1的特征的球头销，以及通过具有权利要求2的特征的球头节来实现。

在从属权利要求中描述了有利的实施方案。

本发明的球头销由钢制成，该球头销至少在铰接球与轴承套的轴承接触区域上不具有渗氮层，并且该球头销在高静态初始载荷和/或微运动以及高运行载荷的情况下使用，即，在具有较小的铰接件运动或铰接件运动停止时或在铰接件缝中至少暂时固体摩擦占主导的情况下使用。

球头销或球头节的特征在于，球头销的表面至少在铰接球的轴承接触区域上设置有氧化层，其中，该氧化层形成用于球头销亦或是球头节的磨损保护层。

在此，本发明的背景在于申请人的这样的认知，由该认知使铰接球的仅设有氧化层，因此(有别于现有技术所常见的且要求的)不具有渗氮层的轴承接触区域不仅实现了具有有利的防腐蚀保护性能，而且此外还实现了对于球头节的显著改善的耐磨损性能。该原理特别适用于开始所述的固体摩擦占主导的条件下的球头节，即例如在较长的静止时间于承载状态下，或者在运行时间中，在该运行时间中主要产生铰接件的微运动。

换句话说，这意味着，通过申请人的认知，能够省去特别地对铰接球的渗氮处理(用于改善轴承件的耐磨损性能)，这是因为，通过对表面区域的氧化处理已经能够以所需的有利方式使球头节的耐磨损性能得到改善。