Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kugeln bzw. Kugelsegmenten, ' insbesondere für Kugelgelenke, gemäß Patentanspruch 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Kugelelement für zweiteilige Kugelzapfen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.

Zweiteilige Kugelzapfen umfassen zumeist ein Zapfenelement sowie eine separate, zur Aufnahme des Zapfenelements gelochte Kugel. Es ist hierbei bekannt, Kugeln für zweiteilige Kugelzapfen, genauer gesagt, Kugelelemente wie beispielsweise gelochte Kugeln bzw. Kugelsegmente, durch Kaltfließpressen herzustellen. Im Stand der Technik wird zur Herstellung der Kugeln für zweiteilige Kugelzapfen üblicherweise Vergütungsstahl verwendet. Dabei erfolgt nach dem Kaltfließpressen der Kugeln zunächst die Vergütung der Kugeln. Im Zusammenhang mit dem Vergütungsprozess werden die Kugeln dabei abgeschreckt, indem die Kugeln im heißen bzw. weichen Zustand aus dem Vergütungsofen ins Abschreckmedium geschüttet werden.

Beim Einschütten ins Abschreckmedium stoßen jedoch die noch weichen Kugeln aneinander bzw. an die Wandungen des Abschreckbehälters, wodurch auf den Kugeloberflächen unerwünschte Schlagstellen entstehen. Diese Schlagstellen müssen in späteren Verfahrensschritten aufwendig wieder entfernt werden, beispielsweise durch Schleifen der Kugeloberflächen. Dabei muss jedoch im Wesentlichen an der gesamten Kugeloberfläche so viel Material abgetragen werden, wie es der Tiefe der Schlagstellen entspricht. Hierbei ist ein erhebliches Materialvolumen abzutragen, was einerseits die Schleifzeit erheblich verlängert und andererseits zu einer schnellen Abnutzung der Schleifwerkzeuge führt. Außerdem muss das abzuschleifende Materialvolumen zuvor in Form eines Aufmaßes bei der Herstellung der Kugeln berücksichtigt werden, wodurch zusätzliche Materialkosten entstehen.

Ein weiterer Nachteil bekannter Herstellungsverfahren für derartige Kugeln liegt darin, dass nach dem Stand der Technik hierzu Vergütungsstahl verwendet werden muss. Dieser Vergütungsstahl ist jedoch teurer als andere Stähle, was unter anderem damit zusammenhängt, dass der Vergütungsstahl zur Erzielung des gewünschten Materialgefüges in einer Zieherei gezogen und auf kugeligen Zementit (GKZ) geglüht werden muss.

Außerdem müssen die aus Vergütungsstahl gefertigten Kugeln nach dem Kaltpressen selbstverständlich dem entsprechenden Vergütungsprozess unterzogen werden, damit die aus dem Vergütungsstahl gefertigten Kugeln die gewünschten, vorgesehenen Härtewerte und Festigkeitseigenschaften des Vergütungsstahls erreichen. All dies ist jedoch aufwendig und führt daher zu hohen Herstellungskosten für die Kugeln.

Mit diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Kugeln insbesondere für zweiteilige Kugelzapfen bzw. ein Verfahren zur Herstellung von Kugeln zu schaffen, mit denen bzw. mit dem sich die genannten Nachteile des Standes der Technik überwinden lassen.

Die Kugeln sollen dabei insbesondere einfach und kostengünstig herstellbar sein. Insbesondere soll die Problematik der Entstehung der Schlagstellen auf der Kugeloberfläche überwunden werden und damit das Erfordernis der anschließenden Beseitigung der Schlagstellen entfallen. Gleichzeitig soll jedoch die mit den bekannten Verfahren erreichte hohe Material- und Oberflächenqualität der Kugeln sowie die gewünschte hohe Festigkeit der Kugeln ebenfalls erreicht bzw. beibehalten werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Kugelelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Kugeln umfasst die nachfolgend dargestellten Verfahrensschritte.

Zunächst wird in an sich bekannter Weise in einem ersten Verfahrensschritt ein Stangenabschnitt bzw. Drahtabschnitt aus einem Halbzeug erzeugt. Dabei wird jedoch ein Halbzeug verwendet, das aus mikrolegiertem Kohlenstoff-Mangan- Stahl besteht. Hierbei ist zunächst einmal prinzipiell jeder Kohlenstoff-Mangan-Stahl mit Mikrolegierungselementen geeignet, der nach dem Erschmelzen warmgewalzt wurde und in einem feinkörnigen ferritisch-perlitischen Gefüge vorliegt.

Anschließend wird der Abschnitt gebeizt, insbesondere um oxydische Überzüge zu beseitigen und für die nachfolgenden Arbeitsgänge eine metallisch reine Oberfläche des Abschnitts zu erhalten.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Stangenabschnitt bzw. Drahtabschnitt sodann durch Kaltfließpressen so umgeformt, dass die gewünschte Kugelform entsteht.

Abschließend erfolgt in einem weiteren Verfahrensschritt das Schleifen der Kugeloberfläche auf das vorgesehene Maß und die vorgesehene Form.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in mehrerlei Hinsicht äußerst vorteilhaft. Zunächst einmal wird an Stelle des aus dem Stand der Technik bekannten Vergütungsstahls ein mikrolegierter Kohlenstoff-Mangan- Stahl zur Herstellung der Kugeln verwendet. Der mikrolegierte Kohlenstoff-Mangan-Stahl muss insbesondere nicht vergütet werden, sondern erreicht, wie sich gezeigt hat, eine hervorragende Festigkeit und Härte bereits anhand der Kaltverformung, die im Verfahrensschritt des Kaltfließpressens der Kugel aus dem Stangen- bzw. Drahtabschnitt erfolgt.

Da infolgedessen zur Herstellung der Kugeln der gemäß Stand der Technik stets notwendige Verfahrensschritt des Vergütens ersatzlos entfallen kann, entfallen ebenso zunächst einmal der mit dem Vergüten verbundene Aufwand sowie die entsprechenden Kosten. Insbesondere wird damit jedoch auch das mit dem Stand der Technik verbundene Problem der unerwünschten Schlagstellen auf den Oberflächen der Kugeln, die beim Einschütten der heißen bzw. weichen Kugeln aus dem Vergütungsofen in das Abschreckmedium entstehen, vollständig beseitigt.

Dies bedeutet mit anderen Worten außerdem, dass die Kugeln bereits beim Kaltfließpressen erheblich näher an den Endabmaßen dimensioniert werden können, da nicht mehr, wie zuvor beim Stand der Technik, der erhebliche Materialabtrag beim Schleifen der Kugeln berücksichtigt werden muss, der dort zur Beseitigung der Schlagstellen notwendig war. Auf diese Weise wird das eingesetzte Halbzeug einerseits vollständiger ausgenutzt, wodurch bereits Materialkosten eingespart werden. Andererseits verkürzt sich die zum nachfolgenden Schleifen benötigte Zeit erheblich, da wesentlich weniger Material abgetragen werden muss. Nicht zuletzt wird auf diese Weise die Abnutzung der Schleifwerkzeuge sowie die Menge des anfallenden Schleifschlamms wesentlich reduziert, was ebenfalls weitere Kosten einspart sowie der Umweltfreundlichkeit des Herstellungsverfahrens entgegenkommt.

Wie sich gezeigt hat, weisen die aus mikrolegiertem Kohlenstoff-Mangan-Stahl kaltgepressten Kugeln nach dem Pressen aufgrund der Kaltverformung sowie aufgrund der beschriebenen, besonderen Eigenschaften des mikrolegierten Stahls sogar eine erheblich höhere Härte als die aus dem Stand der Technik bekannten vergüteten Kugeln auf.

Diese höhere Härte verbessert einerseits die Schleifbarkeit der Kugeln und verkürzt die notwendige Schleifdauer. Andererseits entstehen damit bei der Handhabung der Kugeln während des gesamten Herstellungsprozesses, insbesondere auch nach dem Schleifen, noch weniger Schlagstellen auf den Kugeloberflächen. Dies ist vorteilhaft, da eine der idealen Kugeloberfläche möglichst weit angenäherte Kugelgestalt ohne Schlagstellen zu besonders leichtgängigen und verschleißarmen Kugelgelenken führt, die im Betrieb geringstmögliche Stick-Slip-Effekte bei der Bewegung der Kugel in der Lagerschale zeigen.

Gemäß bevorzugter Ausführungsformeh der Erfindung werden die Abschnitte nach dem Beizen in einem weiteren Verfahrensschritt einem Ziehprozess unterzogen, bzw. es erfolgt nach dem Beizen ein Glühen und Ziehen der Abschnitte auf kugeligen Zementit (GKZ- Behandlung). Auf diese Weise wird bereits vor dem abschließenden Kaltfließpressen eine Kaltverfestigung des Materials erreicht, wodurch sich die Festigkeit der anschließend erhaltenen Kugeln weiter erhöht.

Gemäß einer weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Draht- bzw. Stangenabschnitte vor dem Ziehen bzw. vor der GKZ-Behandlung phosphatiert und/oder mit einem Trockenschmierstoff beschichtet. Da beim Kaltfließpressen hohe Druckspannungen zwischen Werkstück und Werkzeug auftreten, müssen zumeist Maßnahmen ergriffen werden, durch die eine Kaltverschweißung zwischen Werkzeug und Werkstück verhindert wird. Dies erfolgt hier durch das Aufbringen einer Träger- bzw. Phosphatschicht auf die Draht- bzw. Stangenabschnitte. Auf der Trägerschicht wird wiederum eine Trockenschmierstoffschicht angeordnet, die beim Kaltfließpressen eine ausreichende Druckbeständigkeit aufweist und so den metallischen Kontakt zwischen Werkstück und Werkzeug verhindert. Als druckbeständige feste Gleitmittel können beispielsweise Graphit, Molybdändisulfid, spezielle Seifen oder Wachse eingesetzt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt nach dem Schleifen der Kugeloberfläche in einem weiteren Verfahrensschritt eine Nitrocarburierung der Kugeln.

Das Nitrocarburieren führt zu Verbesserungen der Korrosionsbeständigkeit und des Verschleißwiderstandes, insbesondere bei Oberflächenadhäsion zwischen Kugel und Lagerschale. Weiterhin besitzt eine nitrocarburierte Oberfläche einen reduzierten Reibungskoeffizienten. Grund hierfür ist die beim Nitrocarburieren an der Kugeloberfläche erzeugte, eine besonders hohe Beständigkeit aufweisende sog. Verbindungsschicht, die eine Dicke lediglich von wenigen Hundertstel Millimetern besitzt. Ferner ist das Nitrocarburieren ein vergleichsweise umweltfreundliches Verfahren und bildet eine vorteilhafte Alternative etwa zu galvanisch abgeschiedenen Schichten. Die Nitrocarburierung erfolgt dabei bevorzugt im Salzbad.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Kugeln nach dem Schleifen bzw. nach dem Nitrocarburieren in einem weiteren Verfahrensschritt poliert bzw. erneut geschliffen und anschließend poliert. Hierdurch werden Korrosionsbeständigkeit und Verschleißwiderstand der Kugeloberfläche weiter erhöht, und der Reibungskoeffizient wird weiter herabgesetzt.

Gemäß einer weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Kohlenstoff-Mangan-Stahl ein Mikrolegierungselement zur Beschleunigung der Stickstoffaufnahme beim Nitrieren bzw. Nitrocarburieren auf. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Mikrolegierungselement um Vanadium.

Durch die Verwendung von insbesondere Vanadium als Mikrolegierungselement beschleunigt sich die Stickstoffaufnahme beim Nitrieren. Auf diese Weise können bei unveränderten Nitrierzeiten höhere Härtewerte und größere Einhärttiefen der Verbindungsschicht erzielt werden, wodurch außerdem das Korrosionsverhalten weiter verbessert wird. Alternativ können mit kürzeren Prozess- bzw. Nitrierzeiten die gleichen vorteilhaften Eigenschaften der Verbindungsschicht wie bei einem Vergütungsstahl erreicht werden. Versuche haben beispielsweise ergeben, dass die Salzbad-Prozesszeit auf diese Weise von 90 Minuten um 33% auf 60 Minuten reduziert werden kann.

Insgesamt ergibt sich durch den optimierten Nitrierprozess bzw. durch die Verkürzung der Nitrierzeiten ein weiterer Kostenvorteil des erfmdungsgemäßen Verfahrens gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren für Kugeln unter Einsatz von Vergütungsstählen.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Kugelelement, insbesondere für zweiteilige Kugelzapfen. Ein zweiteiliger Kugelzapfen setzt sich dabei in an sich bekannter Weise im Wesentlichen aus einem Zapfenelement und einem gelochten Kugelelement zusammen. Gemäß der Erfindung zeichnet sich das Kugelelement jedoch dadurch aus, dass es aus vergütungsfreiem Kohlenstoff-Mangan-Stahl mit Mikrolegierungselementen besteht.

Der mikrolegierte Kohlenstoff-Mangan-Stahl benötigt keinen Vergütungsprozess, sondern weist hervorragende Festigkeit und Härte bereits aufgrund der Kaltverformung durch das Fließpressen auf. Somit kann, wie bereits eingangs dargestellt, zur Herstellung der Kugeln das gemäß Stand der Technik notwendige Vergüten entfallen, wodurch der dementsprechende Aufwand sowie die damit verbundenen Kosten ebenfalls wegfallen. Außerdem wird das Problem der unerwünschten Schlagstellen auf den Kugeloberflächen gelöst, da das diesbezüglich problematische Einschütten der heißen bzw. weichen Kugeln aus dem Vergütungsofen in das Abschreckmedium ersatzlos entfällt. Dabei ist der mikrolegierte Kohlenstoff-Mangan-Stahl gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung gezogen, GKZ-behandelt bzw. beschichtet, insbesondere phosphatiert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Kugelelement nitrocarburiert. Hierdurch werden Korrosionsbeständigkeit und Verschleißwiderstand sowie das Reibungsverhalten des Kugelelements verbessert, insbesondere bezüglich der bei Kugelgelenken aufgrund der geringen Winkelgeschwindigkeiten auftretenden Adhäsion zwischen Kugel und Lagerschale.

Gemäß weiterer, bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung ist das Kugelelement geschliffen und/oder poliert, wodurch Kugeln für qualitativ besonders hochwertige, langlebige und reibungsarme Kugelgelenke erhalten werden.

Nach einer weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Mikrolegierungselemente Vanadium.

Dadurch erhalten die nitrierten bzw. nitrocarburierten Kugeln eine besonders harte bzw. besonders dicke Verbindungsschicht, wodurch sich insbesondere das Korrosionsverhalten verbessert.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellender Zeichnungen näher erläutert.

Dabei zeigt: Fig. 1 die Schliffbilddarstellung der Gefügestruktur eines Vergütungsstahls für Kugeln gemäß dem Stand der Technik; Fig. 2 in einer Fig. 1 entsprechenden Darstellung die Gefugestruktur eines mikrolegierten Kohlenstoff-Mangan-Stahls für Kugeln gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 3 eine logarithmische Auftragung der kumulativen Bruchwahrscheinlichkeit P gegen die Zugfestigkeit σ in MPa nach Weibull; Fig. 4 in linearer Balkendarstellung ein Vergleich der Festigkeiten erfindungsgemäß hergestellter Kugeln mit vergüteten Kugeln gemäß dem Stand der Technik; Fig. 5 in Kurvendarstellung die Eigenschaften der durch Nitrocarburierung erzeugten Verbindungsschicht bei erfindungsgemäß hergestellten Kugeln im Vergleich zu vergüteten Kugeln gemäß dem Stand der Technik; und Fig. 6 eine erfindungsgemäß hergestellte Kugel für einen zweiteiligen Kugelzapfen in zwei unterschiedlichen Ansichten.

In Fig. 1 zeigt die stark vergrößerte Schliffbilddarstellung der ferritisch-perlitischen Gefügestruktur eines Vergütungsstahls für Kugeln gemäß dem Stand der Technik. Es handelt sich dabei konkret um die Gefügestraktur eines warmgewalzten Standard- Vergütungsstahls mit der Bezeichnung 41Cr4.

Fig. 2 zeigt das Schliffbild der ebenfalls ferritisch-perlitischen Gefügestruktur eines mikrolegierten Kohlenstoff-Mangan-Stahls für Kugeln gemäß der vorliegenden Erfindung in derselben Vergrößerung wie bei dem Schliffbild des Vergütungsstahls gemäß Fig. 1.

Dabei handelt es sich um den bei der Herstellung ebenfalls warmgewalzten mikrolegierten Stahl mit der Bezeichnung 35Vl bzw. C-Mn-V.

Dieser Stahl weist die folgenden Legierungselemente auf (alle Angaben in Gewichtsprozent) : 0,35 % C 0,20 % Si 0,75 % Mn 0,02 % P 0,02 % S 0,20 % Cr 0,15 % Ni 0,20 % Cu 0,10 % V 0,02 % Al 0,01 % N

Man erkennt bei einer Zusammenschau der Fig. 1 und 2 das im Vergleich zum üblichen Vergütungsstahl gemäß Fig. 1 sehr viel feinere Gefüge des mikrolegierten Stahls gemäß Fig. 2. Das feine Gefüge des mikrolegierten Stahls gemäß Fig. 2 führt insbesondere zu einer besonders guten Kaltumformbarkeit des mikrolegierten Stahls, was der Erzeugung der erfindungsgemäßen Kugeln durch Kaltpressen vorteilhaft entgegenkommt.

In Fig. 3 ist die aus Härtemessungen berechnete Festigkeit von verschiedenen kaltgepressten Kugeln dargestellt. Bei der Darstellung handelt es sich um die auf der Hochachse doppelt logarithmisch aufgetragene kumulative Bruchwahrscheinlichkeit P in Form einer Weibull- Verteilung, gegen die auf der Rechtsachse aufgetragene Zugfestigkeit σ in MPa. Dabei wurde die Zugfestigkeit gemäß DIN 50150 aus gemessenen Härtewerten berechnet, wobei die Härtewerte an verschiedenen Stellen der Kugeln gemessen wurden.

Die Darstellung gemäß Fig. 3 enthält Messwerte von drei verschiedenen Kugeltypen. Die in der Legende mit Buchstabe A bezeichneten, rautenförmigen Messpunkte betreffen die erfindungsgemäß durch Kaltpressen hergestellten Kugeln aus mikrolegiertem Kohlenstoff- Mangan-Stahl. Die in der Legende in Fig. 3 mit Buchstabe B bezeichneten, quadratischen Messpunkte betreffen aus einem Vergütungsstahl hergestellte Kugeln gemäß dem Stand der Technik. Konkret handelt es sich dabei um einen üblichen Vergütungsstahl mit der Bezeichnung 38MnB5. Die in der Legende in Fig. 3 mit Buchstabe C bezeichneten, dreieckigen Messpunkte betreffen wiederum die erfindungsgemäßen Kugeln aus mi¬ krolegiertem Kohlenstoff-Mangan-Stahl, wobei sich die dreieckigen Messpunkte auf die erfindungsgemäßen Kugeln nach dem Nitrocarburieren beziehen. Man erkennt in Fig. 3, dass die Festigkeit der erfindungsgemäßen Kugeln aus mikrolegiertem Kohlenstoff-Mangan-Stahl (Rauten) ganz erheblich höher liegt als die Festigkeit des Vergütungsstahls gemäß dem Stand der Technik (Quadrate). Diese höhere Härte ist u.a. bei der Bearbeitung der Kugeln durch Schleifen von Vorteil, da sich auf diese Weise die Schleifdauer deutlich verkürzen lässt, wodurch Kosten eingespart werden.

Andererseits entstehen aufgrund der höheren Härte bei der Handhabung der Kugeln während und nach dem Herstellungsprozess besonders wenige Schlagstellen auf den Kugeloberflächen. Kugeln für Kugelgelenke ohne Schlagstellen sind besonders vorteilhaft, da auf diese Weise besonders leichtgängige, langlebige und verschleißarme Kugelgelenke ermöglicht werden, die im Betrieb bei der Bewegung der Kugel in der Lagerschale eine besonders geringe Neigung zu Stick-Slip-Effekten zeigen.

Die größere Härte der erfindungsgemäßen Kugeln aus mikrolegiertem Kohlenstoff- Mangan- Stahl ist schließlich auch insofern von Vorteil, als sich damit auch die Korrosionsbeständigkeit und das Reibverhalten beim Einsatz der Kugeln in Kugelgelenken verbessert.

In Fig. 3 ist außerdem die in Form von dreieckigen Messpunkten aufgetragene Festigkeit der erfindungsgemäßen Kugeln aus mikrolegiertem Kohlenstoff-Mangan- Stahl dargestellt, nachdem die erfindungsgemäßen Kugeln einer Nitrocarburierung unterzogen worden sind. Anhand der Schnittpunkte der gedachten Weibull-Geraden (der durch jeweils eine Gruppe von Messpunkten definierten Geraden) mit der y- Achse bei Null erkennt man, dass die erfindungsgemäßen Kugeln aus mikrolegiertem Kohlenstoff-Mangan-Stahl auch nach der Nitrocarburierung noch Festigkeitswerte aufweisen (dreieckige Messpunkte), die ebenso hoch wie diejenigen der Kugeln aus Vergütungsstahl (quadratische Messpunkte) sind.

Obwohl eigentlich zu erwarten wäre, dass aufgrund der beim Nitrocarburieren verwendeten Temperaturen bis nahe 600°C eine Erholung des beim Fließpressen kaltverfestigten Gefüges der Kugeln an der Kugeloberfläche und ein damit verbundener starker Rückgang der durch das Fließpressen erreichten hohen Festigkeiten erfolgen sollte, hat es sich jedoch überraschenderweise gezeigt, dass die hohe Festigkeit der erfindungsgemäßen Kugeln auch nach dem Nitrocarburieren in vorteilhafter Weise fast vollständig erhalten bleibt. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, dass wegen der im Material der erfindungsgemäßen Kugeln enthaltenen Mikrolegierungselemente keine vollständige Erholung des kaltverfestigten Gefüges unter den Bedingungen des Nitrocarburierungsprozesses erfolgt.

Die in Fig. 3 erkennbaren, im Vergleich zum Vergütungsstahl geringeren Steigungen der Weibull-Geraden der erfindungsgemäßen Kugeln aus mikrolegiertem Kohlenstoff- Mangan- Stahl (Dreiecke bzw. Quadrate) deuten dabei lediglich daraufhin, dass aufgrund der unterschiedlichen Umformgrade an verschiedenen Stellen der Kugel eine unterschiedlich starke Kaltverfestigung des Materials vorliegt, da die dargestellten Messwerte über den gesamten Kugelquerschnitt ermittelt wurden. Es ergeben sich daraus, wie Versuche gezeigt haben, keine negativen Auswirkungen bezüglich der hervorragenden Eignung der erfindungsgemäßen Kugeln zum Einsatz in Kugelgelenken.

Fig. 4 zeigt wiederum die gemäß DIN 50150 aus der Härte bestimmte Zugfestigkeit verschiedener erfindungsgemäßer Kugeln aus einem weiteren mikrolegiertem Kohlenstoff- Mangan-Stahl mit der Bezeichnung 10MnSi7 (jeweils rechte punktierte senkrechte Balken), sowie die Zugfestigkeit der Drähte, aus denen die jeweiligen Kugeln gefertigt wurden (jeweils linke schraffierte senkrechte Balken). Außerdem enthält die Darstellung der Fig. 4 zum Vergleich wiederum die Festigkeitswerte eines Vergütungsstahls gemäß dem Stand der Technik (waagerechter Balken). Die Prozent- Angaben auf der Rechtsachse geben an, um welches Maß der Draht, aus dem die Kugeln jeweils gepresst wurden, vor dem Pressen abgezogen wurde. Dabei erfolgte das Abziehen des Drahtes nach dem Warmwalzen sowie vor dem Pressen der Kugeln.

Man erkennt, dass die unvergüteten, aus dem mikrolegierten Kohlenstoff-Mangan-Stahl hergestellten Kugeln (jeweils rechte punktierte Balken) durchweg eine höhere Festigkeit besitzen als die Kugeln aus dem Vergütungsstahl (waagerechter Balken), und zwar weitgehend unabhängig vom Grad des Drahtabzugs und der damit verbundenen Festigkeit des Drahtes bzw. Ausgangswerkstoffs (jeweils linke schraffierte Balken). Fig. 5 zeigt das Härteprofil einer erfindungsgemäß aus einem vergütungsfreiem,

I l mikrolegiertem Kohlenstoff-Mangan-Stahl (35Vl) hergestellten Kugel nach der Nitrocarburierung, wobei die Härte-Messwerte über der Tiefe unterhalb der Kugeloberfläche aufgetragen sind.

Gemäß der in Fig. 5 enthaltenen Legende steht Buchstabe C wiederum für die Messwerte des Kohlenstoff-Mangan-Stahls (dreieckige Messpunkte). Zum Vergleich sind in dem Diagramm gemäß Fig. 5 außerdem die entsprechenden Härte-Messwerte einer Kugel aus üblichem Vergütungsstahl gemäß dem Stand der Technik aufgetragen, siehe wieder Buchstabe B in der Legende in Fig. 5 (quadratische Messpunkte).

Man erkennt, dass die erfindungsgemäßen Kugeln aus mikrolegiertem Kohlenstoff- Mangan-Stahl (dreieckige Messpunkte) sogar nach der Nitrocarburierung noch eine höhere Härte als entsprechende Kugeln aus Vergütungsstahl gemäß dem Stand der Technik (quadratische Messpunkte) aufweisen. Die höhere Härte ist, wie weiter oben bereits ausgeführt, u.a. für die besonders gute Verschleißfestigkeit der erfindungsgemäßen Kugeln sowie für eine zeit- und kostensparende, verbesserte Bearbeitbarkeit der Kugeln beim Schleifen von Vorteil.

Zum Vergleich sind in Fig. 5 außerdem die bei Kugeln für Kugelgelenke konstruktiv vorgegebenen Soll- Werte für die Härte an der Oberfläche bzw. in 0,2 mm Tiefe angegeben, siehe die beiden horizontalen Balken im Diagramm gemäß Fig. 5. Man erkennt, dass die Verbindungsschicht der erfindungsgemäßen Kugeln (dreieckige Messpunkte) die geforderten Härte-Sollwerte einhält bzw. sogar übertrifft.

Fig. 6 schließlich zeigt eine erfmdungsgemäß hergestellte Kugel aus vergütungsfreiem, mi¬ krolegiertem Kohlenstoff-Mangan-Stahl für einen zweiteiligen Kugelzapfen, die zur Aufnahme des Zapfenelements gelocht ist, in zwei unterschiedlichen Ansichten. Man erkennt, dass sich die Kugeln anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne Probleme, insbesondere rissfrei sowie mit einwandfreier Oberflächenqualität herstellen lassen.

Im Ergebnis wird somit deutlich, dass es dank der Erfindung nun möglich ist, Kugeln insbesondere für zweiteilige Kugelzapfen einfacher und kostengünstiger als bisher herzustellen, wobei jedoch gleichzeitig die Oberflächen- und Materialqualität sowie die erforderliche Festigkeit und Verschleißbeständigkeit der Kugeln beibehalten oder sogar gesteigert werden kann. Unter anderem aufgrund Wegfalls des bisher notwendigen Vergütens werden einerseits Kosten in erheblichem Umfang eingespart, und es wird andererseits das Problem der beim Vergüten oftmals entstehenden Schlagstellen auf den Kugeloberfiächen beseitigt.

Die Erfindung leistet damit einen wesentlichen Beitrag zur besonders wirtschaftlichen Produktion von qualitativ hochwertigen Kugeln, insbesondere für Kugelgelenke, Radaufhängungen, Stabilisatoren sowie für vergleichbare Einsatzzwecke.