[發明專利]球頭銷和球頭節

在審

• 申請號: 201210167232.7
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102996619A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: K·帕佩
• 申請（專利權）人: ZF腓特烈斯哈芬股份公司
• 主分類號: F16C11/06
• 分類號: F16C11/06;C23C8/04;C23C8/10;C23C8/24;C23F17/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟

技術領域

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的鋼制的球頭銷以及一種根據權利要求2的前序部分所述的球頭節。

背景技術

在處于靜態初始載荷下的支承鉸接件中、例如在機動車的底盤區域中，鉸接件的摩擦系統在確定的狀態(例如與僅為最小的鉸接件運動相關的靜止時間或高速公路行駛)下承受特別高的載荷，這樣可能導致鉸接件的提早磨損或失效。與此相關的是，位于球頭節中的潤滑劑在這種狀態下(由于與極小的鉸接件運動總是伴隨很大的載荷)部分地從球頭銷與軸承套之間的接觸區域中被擠出。由此，在球頭節中總是存在的在液體摩擦和固體摩擦之間的混合摩擦更劇烈地朝向固體摩擦方向偏移，與此相應地，產生鉸接件磨損的不利后果。在球頭節中另一公知的問題在于腐蝕，特別是在球頭銷的密封囊-密封區域中(在濕氣侵入到球頭節中時)的腐蝕，以及在鉸接球和球形窩之間的軸承縫中的腐蝕。由此還使軸承磨損增大，因而可能導致不利的縫隙形成和鉸接件失效。

由現有技術已知防腐蝕的球頭銷，同理還已知有具有防磨損表面的球頭銷或提高了疲勞極限的球頭銷。在此，根據現有技術，疲勞極限以及磨損保護主要通過材料性能的與調制處理或表面硬化處理相關的改善來實現，表面硬化表面硬化處理特別指的是在球頭銷表面上的處理。

抵抗在密封囊-密封區域中的或在鉸接球與球形窩之間的接觸區域中的腐蝕的公知方法是采用經滲氮處理并隨后經氧化處理的球頭銷。根據已有的認識，球頭銷的滲氮處理在此直接用于防腐保護，而最終的氧化處理封閉滲氮過程中產生的孔隙，因而再次使耐腐蝕壽命提高。由此根據已有的認識，在滲氮處理之后進行的氧化處理僅改善了由鋼制成的(若非如此則還要進行光亮化)球頭銷的耐腐蝕性能。

在由現有技術公開的處理方法中，滲氮處理和表面硬化處理是相互排斥的。因為：要么是表面硬化處理由于滲氮處理所需的較高過程溫度而被破壞或衰退；要么反之，由于表面硬化過程又使在先的滲氮處理進而防腐保護受到干擾。在此出現的問題是，針對較高的疲勞極限或較高的支承載荷以及磨損保護所需的球頭銷的表面硬化處理典型地應在銷的這樣的表面區域上進行，而且滲氮處理也應該保護此表面區域，即，主要是在球頭銷的鉸接球的區域中和必要時在密封囊-密封區域中。

因此綜上可知，現有技術的問題是：根據現有技術已知的教導，迄今為止，一方面對于防腐保護十分需要的球頭銷的滲氮處理和另一方面對于較高使用壽命和磨損保護所需的表面硬化處理在一個球頭銷中仍然相互排斥。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種球頭銷或一種球頭節，特別在具有靜態初始載荷的運行狀態下以及在微運動條件下、或者在具有較高的運行載荷的條件下，該球頭銷或球頭節能夠具有較高的疲勞強度、良好的磨損保護以及由此實現較長的使用壽命。由此，在球頭銷的局部區域、如密封區域中減少的防腐蝕保護因有利于磨損保護而被接受，或者該降低的防腐蝕保護可以通過其它技術方案、諸如額外的用于防腐蝕保護的滑環而得到補償。而且，特別能夠消除迄今為止現有技術中存在的一方面表面硬化處理與另一方面滲氮/氧化處理之間的相互排斥，從而即使在表面硬化處理的銷上也完全能夠實現改善的磨損保護。

本發明的目的通過具有權利要求1的特征的球頭銷，以及通過具有權利要求2的特征的球頭節來實現。

在從屬權利要求中描述了有利的實施方案。

本發明的球頭銷由鋼制成，該球頭銷至少在鉸接球與軸承套的軸承接觸區域上不具有滲氮層，并且該球頭銷在高靜態初始載荷和/或微運動以及高運行載荷的情況下使用，即，在具有較小的鉸接件運動或鉸接件運動停止時或在鉸接件縫中至少暫時固體摩擦占主導的情況下使用。

球頭銷或球頭節的特征在于，球頭銷的表面至少在鉸接球的軸承接觸區域上設置有氧化層，其中，該氧化層形成用于球頭銷亦或是球頭節的磨損保護層。

在此，本發明的背景在于申請人的這樣的認知，由該認知使鉸接球的僅設有氧化層，因此(有別于現有技術所常見的且要求的)不具有滲氮層的軸承接觸區域不僅實現了具有有利的防腐蝕保護性能，而且此外還實現了對于球頭節的顯著改善的耐磨損性能。該原理特別適用于開始所述的固體摩擦占主導的條件下的球頭節，即例如在較長的靜止時間于承載狀態下，或者在運行時間中，在該運行時間中主要產生鉸接件的微運動。

換句話說，這意味著，通過申請人的認知，能夠省去特別地對鉸接球的滲氮處理(用于改善軸承件的耐磨損性能)，這是因為，通過對表面區域的氧化處理已經能夠以所需的有利方式使球頭節的耐磨損性能得到改善。