本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的軸承組成部件(bearingcomponent)。

背景技術(shù)：

1、為了具有特別好的耐磨性并且為了抵抗(resist)軸承組成部件可能承受的高載荷，已知的實(shí)踐(/做法)是具體地(specifically)在軸承組成部件的功能面處對(duì)軸承組成部件進(jìn)行硬化。在本技術(shù)的上下文中，功能面被理解為特別是軸承組成部件的滾道。換句話說(shuō)，在軸承操作(/工作/運(yùn)行)(operation)期間經(jīng)受高載荷的面。

2、為了節(jié)省成本，在選擇性硬化的情況下，例如在感應(yīng)硬化的情況下，通常不硬化非功能面，例如與容納軸承的組成部件接觸的接觸面。因此，在選擇性硬化的情況下，非功能面具有未硬化軸承組成部件毛坯(blank)的初始硬度(例如20hrc至40hrc)。

3、相比之下(by?contrast)，如果非功能面被硬化，例如在全部硬化(/淬透)(through-hardening)的情況下，硬化可能產(chǎn)生相對(duì)顯著的翹曲(warping)，這然后必須后續(xù)通過(guò)硬加工(hard?machining)來(lái)補(bǔ)償。

4、因此，本發(fā)明的目的在于提供一種軸承組成部件，該軸承組成部件可以以能量高效且成本高效的方式制造和硬化，并且可以省去費(fèi)力的返工。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、該目的通過(guò)根據(jù)技術(shù)方案1的軸承組成部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2、在下文中，提出了一種軸承組成部件(bearing?component)，所述軸承組成部件具有作為功能面(functional?face)的至少一個(gè)滾道面以及與所述滾道面不同的至少一個(gè)另外的非功能面。

3、為了使非功能面也充分(/足夠)(sufficiently)防止磨損，本發(fā)明提出，至少一個(gè)非功能面具有激光硬化的第一表面區(qū)域(first?surface?region?which?is?laser-hardened)。

4、在這種情況下，非功能面特別可以是內(nèi)圈的內(nèi)徑面(inside-diameter?face)、外圈的外徑面(outside-diameter?face)、軸承圈的側(cè)向面(lateral?face)、軸承圈的肩部、滾動(dòng)元件的端面和/或滾動(dòng)元件的孔。

5、在一些滾動(dòng)軸承中，可能存在用于保持或引導(dǎo)滾動(dòng)元件所必需的邊沿(rims)，這樣的邊沿可以指派為(assigned)功能面和非功能面兩者，因此可以被感應(yīng)硬化或激光硬化。

6、由于非功能面的激光硬化，在軸承組成部件的組裝期間，可以避免非功能面上的磨損痕跡(wear?marks)。同樣，由于激光硬化的非功能表面，如果軸承組成部件與周圍組成部件之間出現(xiàn)蠕變(creep)運(yùn)動(dòng)，則可以避免由于磨損顆粒引起的損壞或軸承組成部件損壞。此外，由于激光硬化的表面區(qū)域，在軸承組成部件之間和/或在軸承組成部件與容納軸承組成部件的元件之間出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)或滑動(dòng)接觸的情況下，整體上可以減少磨損，這延長(zhǎng)軸承組成部件和軸承整體上的壽命。

7、此外，在激光硬化期間，發(fā)生微結(jié)構(gòu)相變(phase?change)，這導(dǎo)致比體積(specific?volume)的改變或物理相密度(density?of?the?physical?phases)的改變，例如在轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體和/或貝氏體期間。因此，硬化和轉(zhuǎn)變的表面區(qū)域具有比初始相(phase)大的體積，并且導(dǎo)致激光硬化表面在微米范圍內(nèi)升高。由此，還可以增加過(guò)盈配合和/或摩擦，特別是增加與周圍組成部件(例如軸或座(/殼體)(housing))接觸的接觸面處的過(guò)盈配合和/或摩擦，結(jié)果是組成部件經(jīng)受較少的蠕變運(yùn)動(dòng)。

8、然而，摩擦系數(shù)的增加還可以減少過(guò)盈配合(/干涉配合)(interference?fit)或力配合(force?fit)本身，因?yàn)楦吣Σ料禂?shù)確保組成部件之間同等良好的形式配合(/形狀配合)(form?fit)。較低的過(guò)盈配合或較低的力配合貢獻(xiàn)進(jìn)而在軸承組成部件(例如收縮配合(shrink-fitted)到軸上的內(nèi)圈)中產(chǎn)生較低的拉伸應(yīng)力(tensile?stresses)，這進(jìn)而產(chǎn)生較長(zhǎng)的組成部件壽命。

9、而且，由于表面的紋理化(texturing)，軸承組成部件與周圍環(huán)境(例如座/軸)之間摩擦系數(shù)的增加能夠有助于避免運(yùn)動(dòng)(例如圈蠕變)，由此可以延長(zhǎng)軸承組成部件的壽命。

10、此外，激光硬化是相對(duì)成本高效的(/成本效果的)(cost-effective)硬化工藝。然而，對(duì)于滾道或功能面，僅能在有限的范圍內(nèi)使用激光硬化，因?yàn)榧す庥不梢赃_(dá)到的硬度穿透深度(hardness?penetration?depth)通常不足以覆蓋赫茲應(yīng)力。然而，對(duì)于在非功能表面處預(yù)期的載荷，激光硬化可達(dá)到的硬度穿透深度是完全足夠的。

11、激光硬化的另一優(yōu)點(diǎn)是，在激光硬化期間，如果在軸承組成部件發(fā)生任何翹曲，則僅發(fā)生非常小的翹曲，因此可以部分地或完全地省去昂貴的返工，特別是費(fèi)力的硬加工。這還具有如下優(yōu)點(diǎn)：需要添加較少材料，因?yàn)榘l(fā)生的變形較少，這代表較好的材料利用率并且同樣節(jié)省成本。

12、此外，激光硬化工藝可以集成到返工程序(reworking?procedure)(車削(turning)、磨削(grinding)、珩磨(honing)等)中，其中，甚至集成到現(xiàn)有機(jī)器中也是可能的。

13、激光硬化可以用一個(gè)或多個(gè)激光頭進(jìn)行。

14、此外，激光硬化具有其他優(yōu)點(diǎn)；特別是，激光硬化具有較低的能耗和較低的co2排放。此外，激光硬化表現(xiàn)出高能量密度和短加工時(shí)間。同樣有利的是，僅有較小的體積受到影響，或者僅處理工件截面的一小部分，并且不需要工藝氣體。此外，在激光硬化期間，工件在加熱后不需要淬火(quenched)，因?yàn)榇慊鹗峭ㄟ^(guò)組成部件中的熱傳導(dǎo)發(fā)生的。這樣的優(yōu)點(diǎn)是不需要淬火介質(zhì)，因此也不需要用于對(duì)設(shè)施(plant)進(jìn)行淬火或冷卻的泵。而且，相同的激光源和光學(xué)單元用于不同的工件幾何形狀，因此可以省去部件專用的工具(part-specific?tooling)。

15、非功能面的激光硬化還使得可以使用較低合金鋼，這進(jìn)而減少鋼生產(chǎn)期間的co2排放。

16、根據(jù)另一優(yōu)選的示例性實(shí)施方式，非功能面在組裝狀態(tài)下經(jīng)受與容納軸承組成部件的元件的滑動(dòng)接觸和/或經(jīng)受與另一軸承組成部件的滑動(dòng)接觸。在滑動(dòng)接觸的情況下，較小的硬度穿透深度通常就足夠了，因?yàn)樽畲髴?yīng)力(stress?maximum)通常比滾動(dòng)接觸的情況靠近表面形成。因此，在滑動(dòng)接觸的情況下，借助于激光進(jìn)行硬化就足夠了，這可以僅達(dá)到小的硬度穿透深度(低至大約2mm)，以在對(duì)應(yīng)的面上產(chǎn)生足夠堅(jiān)硬和耐磨的體積。

17、優(yōu)選的是，功能面(特別是滾道面)是感應(yīng)硬化的。這可以確保這些面承受(/禁受)(withstand)高載荷，特別是在滾動(dòng)接觸的情況下。作為感應(yīng)硬化和激光硬化相結(jié)合的結(jié)果，與比得上的(/效果相當(dāng)?shù)?可相比的)(comparable)全部硬化過(guò)程(/通過(guò)硬化過(guò)程)(through-hardening?process)相比，可以將較少翹曲引入到組成部件中，這可以導(dǎo)致較少的硬加工，由此省成本/能量。在這種情況下，非功能面的激光硬化可以在感應(yīng)硬化過(guò)程之前或之后進(jìn)行。激光硬化甚至可以在感應(yīng)硬化機(jī)器中進(jìn)行。作為另一種選擇，激光硬化可以在感應(yīng)硬化之前進(jìn)行，特別是在軟加工(soft?machining)期間(例如在車床、專用機(jī)床上)，或者在感應(yīng)硬化之后進(jìn)行(例如在硬車床(hard?lathe)、磨床(grinding?machine)、渦流測(cè)試(eddy?current?testing)等上，或者在專用機(jī)床上)。

18、根據(jù)另一優(yōu)選的示例性實(shí)施方式，軸承組成部件是滾動(dòng)軸承的軸承組成部件(例如軸承圈或滾動(dòng)元件)，在所述軸承組成部件中，滾道面經(jīng)受滾動(dòng)接觸。

19、根據(jù)另一優(yōu)選的示例性實(shí)施方式，非功能面具有未激光硬化的至少一個(gè)第二表面區(qū)域。

20、如上面所提到的，在激光硬化期間，發(fā)生微結(jié)構(gòu)相變，這導(dǎo)致比體積(specificvolume)的改變或物理相(physical?phase)密度的改變，例如在轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體和/或貝氏體期間。因此，硬化和轉(zhuǎn)變的區(qū)域具有比初始相大的體積，并且導(dǎo)致激光硬化表面在微米范圍內(nèi)升高。結(jié)合未硬化的表面區(qū)域，這允許施加特定的表面紋理(texture)。

21、因此，如另一優(yōu)選的示例性實(shí)施方式所示，激光硬化的第一表面區(qū)域可以具有第一摩擦系數(shù)，而未激光硬化的第二表面區(qū)域可以具有第二摩擦系數(shù)，其中，第一摩擦系數(shù)高于第二摩擦系數(shù)。

22、由于軸承組成部件在特定點(diǎn)處針對(duì)性地增加摩擦系數(shù)，因此軸承組成部件和配對(duì)件(counterpart)(例如軸/座)在使用期間可能更難相對(duì)于彼此運(yùn)動(dòng)。摩擦系數(shù)的增加以及表面紋理的特定構(gòu)造可以允許較低的過(guò)盈配合或較低的力配合貢獻(xiàn)，這進(jìn)而在軸承組成部件中產(chǎn)生較低的拉伸應(yīng)力并且延長(zhǎng)組成部件壽命。

23、作為另一種選擇或附加地，第一表面區(qū)域和第二表面區(qū)域可以被配置為使得第二表面區(qū)域形成由第一表面區(qū)域界定的潤(rùn)滑劑儲(chǔ)存器(reservoir)和/或潤(rùn)滑劑通道。這有利地有助于在滑動(dòng)接觸的情況下減少磨損。此外，這可以確保潤(rùn)滑劑可以保持在軸承組成部件上的特定點(diǎn)處和/或可以被引導(dǎo)到軸承組成部件中的特定點(diǎn)。

24、根據(jù)另一有利的示例性實(shí)施方式，第一表面區(qū)域被形成為使得是連續(xù)的。

25、因此，軸承組成部件可以實(shí)現(xiàn)為在整個(gè)周向面上沒(méi)有薄弱點(diǎn)，這例如確保摩擦系數(shù)的均勻增加，從而確保均勻的力傳遞。這可以用一個(gè)或多個(gè)激光頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。

26、作為另一種選擇，當(dāng)然，使第一表面區(qū)域形成為離散的表面區(qū)域部分(discretesurface?region?portions)也是有利的。

27、因此，例如，可以在掃描操作(operation)的開始位置與結(jié)束位置之間的整個(gè)周向面上提供軟的、未激光硬化的區(qū)域，或者甚至可以允許形成特定圖案的多個(gè)軟區(qū)域。因此，例如，硬化可以是多個(gè)矩形/正方形、多個(gè)圓形/橢圓形點(diǎn)、多個(gè)三角形的形式，或者是鋸齒狀的形式，可選地是具有不同角度的鋸齒狀的形式。

28、在這種情況下，圖案可以包含其他功能，例如上面提到的潤(rùn)滑劑儲(chǔ)存器或通道。然而，圖案也可以被構(gòu)造為僅僅是特定的設(shè)計(jì)，例如，通過(guò)這些圖案本身而在視覺(jué)上將軸承指派給作為制造商的申請(qǐng)人。

29、本技術(shù)的另一方面涉及一種具有如上所述的軸承組成部件的軸承。

30、在說(shuō)明書、附圖和權(quán)利要求中指定了另外的優(yōu)點(diǎn)和有利的實(shí)施方式。特別是，說(shuō)明書和附圖中指定的特征的組合僅僅是舉例的方式，因此這些特征也可以單獨(dú)存在或以某些其他組合存在。