DE102004005552A1 - Automotive constant velocity joint has ball bearing shell and ball race incorporating laser-applied anti-wear coating - Google Patents

Automotive constant velocity joint has ball bearing shell and ball race incorporating laser-applied anti-wear coating Download PDF

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Abstract

An automotive constant velocity joint has ball bearing shell (4) supporting a shaft. The ball bearings rotate on a wear-resistant lining (11) coating of e.g. titanium carbide, chromium or similar, applied by laser beam.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet Gleichlaufgelenke, worunter hier sowohl Gleichlauffestgelenke als auch Verschiebegelenke verstanden werden. Die Erfindung ist überdies bei Tripodegelenken einsetzbar. Solche Gelenke umfassen ein Außenteil, das an seiner Innenseite Laufbahnen aufweist, ein Innenteil, das in dem Außenteil angeordnet ist und an seiner Außenseite Laufbahnen aufweist, die den Laufbahnen des Außenteils gegenüberliegen, wobei jeweils eine Laufbahn an dem Außenteil und eine Laufbahn an dem Innenteil ein Laufbahnpaar bilden, sowie Wälzkörper, die in den Laufbahnpaaren aufgenommen sind.The The invention relates to the field of constant velocity joints, among which Here both constant velocity joints and Verschegelegelenke be understood. The invention is moreover can be used with tripod joints. Such joints include an outer part, having on its inside raceways, an inner part, the in the outer part is arranged and on its outside Has raceways, which lie opposite the raceways of the outer part, in each case a track on the outer part and a track on the inner part form a pair of tracks, as well as rolling elements in the raceway pairs are included.

Gleichlauffestgelenke, die auch als Rzeppagelenke oder Constant velocity joints bezeichnet werden, lassen sich überall dort einsetzen, wo eine Antriebsleistung unter einem Winkel zu übertragen ist. Aufgrund ihrer Winkelbeweglichkeit erlauben diese Gelenke beispielsweise einen Ausgleich von im Betrieb auftretenden Winkelveränderungen zwischen zwei miteinander gekoppelten Wellen. Sie werden unter anderem dazu verwendet, um die Antriebsleistung eines Kraftfahrzeugs von einem Getriebe zu den Fahrzeugrädern zu übertragen. Prinzipbedingt liegen bei Festgelenken sämtliche Kugeln stets in einer gemeinsamen Ebene, die im Fall einer Beugung des Gelenks den Beugewinkel halbiert.Fixed constant velocity joints, also referred to as Rzeppagelenke or constant velocity joints be, can be everywhere Use it where to transfer a drive power at an angle is. Because of their angular mobility allow these joints, for example a compensation of occurring during operation angle changes between two coupled waves. They will be among others used to drive the power of a motor vehicle a gearbox to the vehicle wheels transferred to. Due to the principle, all balls are always in one at fixed joints common plane, which in the case of flexion of the joint the flexion angle halved.

Sollen nicht nur Winkelveränderungen sondern auch Axialverschiebungen ausgeglichen werden, können Gleichlauffestgelenke z. B. mit einer Verschiebehülse kombiniert werden. Ein Alternative hierzu bieten sogenannte Kugelverschiebegelenke, bei denen die Verschiebemöglichkeit unmittelbar im Gelenk vorgesehen ist. Allerdings sind die maximalen Beugewinkel im letztgenannten Fall in der Regel geringer.Should not just angle changes but also axial displacements are compensated, can constant velocity joints z. B. with a sliding sleeve be combined. An alternative to this offer so-called ball displacement joints which the possibility to move is provided directly in the joint. However, the maximum Bending angle in the latter case usually lower.

Die genannten Gelenke sind im Betrieb mitunter erheblichen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Beim Einsatz in Kraftfahrzeugen ist eine gute Verschleißfestigkeit für die Lebensdauer von großer Bedeutung. Aus diesem Grunde werden die Bauteile solcher Gelenke üblicherweise gehärtet. So ist beispielsweise in der DE 28 17 167 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Härten von Gelenkaußenteilen beschrieben, bei dem ein Flammkopf oder ein Induktor zum Erwärmen auf Härtetemperatur verwendet wird. Ein partielles Härten der von den Kugeln beaufschlagten Laufbahnen sowie der an die Kugelbahnen angrenzenden Führungsflächen für einen Käfig ist aus der DE 42 00 848 C1 bekannt.The joints mentioned are sometimes exposed to considerable mechanical stresses during operation. When used in motor vehicles, good wear resistance is of great importance for the service life. For this reason, the components of such joints are usually cured. For example, in the DE 28 17 167 A1 discloses a method and apparatus for curing outer joint parts using a flame head or inductor to heat to a hardening temperature. A partial hardening of the tracks acted upon by the balls as well as the guide surfaces for a cage which adjoin the ball tracks is known from US Pat DE 42 00 848 C1 known.

Weiterhin wird in der DE 31 32 363 C1 im Zusammenhang mit einem Gleichlaufgelenk ein Verfahren zum partiellen Oberflächenhärten angegeben. Bei diesem Verfahren werden lediglich die Kontaktstellen zwischen den Kugeln und den Kugellaufbahnen bzw. und dem Käfig induktiv mit Hilfe eines Forminduktors eingehärtet. Dadurch werden geringe Härteverzüge erreicht. Zudem kann verhindert werden, dass dünnwandige Bauteile durchgehärtet werden. Weitere, weniger stark belastete Abschnitte werden mit einer verschleißfesten Schicht versehen. Dies betrifft insbesondere die Flächen zwischen dem Käfig und dem Innenteil bzw. dem Käfig und dem Außenteil. Die verschleißfeste Schicht wird entweder durch Laser- oder Elektronenstrahlhärten hergestellt. Hierbei handelt es sich um Härtverfahren herkömmlicher Art, bei denen lediglich die Erwärmung durch elektromagnetische Strahlung bewerkstelligt wird.Furthermore, in the DE 31 32 363 C1 in the context of a constant velocity joint, a method for partial surface hardening is given. In this method, only the contact points between the balls and the ball tracks or and the cage are inductively hardened by means of a Forminduktors. As a result, low hardness distortions are achieved. In addition, it can be prevented that thin-walled components are through-hardened. Further, less heavily loaded sections are provided with a wear-resistant layer. This concerns in particular the surfaces between the cage and the inner part or the cage and the outer part. The wear resistant layer is made by either laser or electron beam curing. These are conventional hardening methods in which only the heating by electromagnetic radiation is accomplished.

Alternativ wird eine Beschichtung durch eine thermo-chemische Oberflächenbehandlung, eine Kunststoffbeschichtung oder eine anorganische Beschichtung vorgeschlagen. Beispiele hierfür sind das Hartverchromen, Vernickeln oder das Überziehen mit Siliziumcarbid. Weiterhin kommen Diffusionsbehandlungen wie Borieren, Chromieren oder Nitrieren in Frage. Bei derartigen Verfahren ist allerdings eine lokale Begrenzung schwierig.alternative becomes a coating by a thermo-chemical surface treatment, a plastic coating or an inorganic coating proposed. Examples of this are hard chrome plating, nickel plating or silicon carbide coating. Furthermore come diffusion treatments such as boriding, chromating or nitriding in question. However, in such methods a local limit difficult.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, das Verschleißverhalten von Gleichlauf- oder Tripodegelenken und deren Komponenten zu verbessern, um bei wachsender Drehmomentbelastung eine kompakte Bauweise und eine höhere Lebensdauer zu erzielen.The The present invention aims at the wear behavior of constant velocity or tripod joints and their components to improve with increasing torque load a compact design and a higher To achieve lifetime.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Gleichlauf- oder Tripodegelenk der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das sich dadurch auszeichnet, dass Funktionsflächen des Gleichlauf- bzw. Tripodegelenks Abschnitte mit einer durch eine elektromagnetische Strahlung, insbesondere Laserstrahlung erzeugten, verschleißfesten Beschichtung aufweisen.to solution This object is a constant velocity or tripod joint of the beginning mentioned type, which is characterized in that functional surfaces of the Synchronous or Tripodgelenks sections with a through a generated electromagnetic radiation, in particular laser radiation, wear resistant Have coating.

Im Unterschied zu den vorstehend genannten Gelenken weisen bei der erfindungsgemäßen Lösung besonders verschleißgefährdete Funktionsflächen des Gelenks nicht lediglich eine Härtung, sondern eine Beschichtung auf. Diese Beschichtung ist in besonderer Weise, nämlich mittels elektromagnetischer Strahlung aufgebracht, wodurch es möglich ist, diese sehr präzise lediglich an den gewünschten Stellen vorzusehen.in the Difference to the joints mentioned above show in the inventive solution especially wear-prone functional surfaces of the Joint not just a hardening, but a coating on. This coating is special Way, namely applied by means of electromagnetic radiation, which makes it possible, this very precise only in the desired places provided.

Hierdurch sind gezielte Verbesserungen der Materialeigenschaften im Bereich der Funktionsflächen möglich. Durch das Beschichten der Funktionsflächen wird zudem eine Steigerung der Bauteilfunktion erzielt. Daraus resultiert neben der Übertragung höherer Antriebsleistungen bei kompakter Bauweise ein verbessertes Verschleißverhalten sowie eine längere Lebensdauer.As a result, targeted improvements in the material properties in the area of functional surfaces are possible. By coating the functional surfaces, an increase in the component function is also achieved. This results in addition to the transfer of higher drive power in a compact design an improved wear behavior and a longer life.

Darüber hinaus können für die Komponenten von Gleichlauf- und Tripodegelenken kostengünstigere Grundwerkstoffe eingesetzt werden. Diese werden durch die Beschichtung lokal in ihren Materialeigenschaften beeinflusst.Furthermore can for the Components of constant velocity and tripod joints cheaper Base materials are used. These are covered by the coating locally influenced in their material properties.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind lediglich lokal stark beanspruchte Stellen der Funktionsflächen beschichtet, so dass der entsprechende Fertigungsaufwand verhältnismäßig gering bleibt.According to one advantageous embodiment of the invention are only locally strong coated areas of the functional surfaces, so that the corresponding manufacturing costs remains relatively low.

Die Beschichtung wird vorzugsweise lokal an Kugelkontaktflächen der Kugellaufbahnen vorgesehen. Mittels elektromagnetischer Strahlung werden die im Regelfall gekrümmten Flächen sehr gut erreicht. Insbesondere bei Gelenken, bei denen die Kugeln lediglich zwei Kontaktpunkte mit der zugehörigen Kugellaufbahn bilden, kann eine sehr gezielte partielle Veredelung der stark beanspruchten Bereiche erreicht werden.The Coating is preferably applied locally to ball contact surfaces Ball tracks provided. By means of electromagnetic radiation are usually curved surfaces reached very well. Especially in joints where the balls form only two contact points with the associated ball track, can be a very targeted partial refining of the heavily used Areas can be reached.

Sofern bei dem Gleichlauf- oder Tripodegelenk zwischen dem Außenteil und dem Innenteil ein Käfig angeordnet ist, der Fenster zur Aufnahme der Wälzkörper aufweist, kann die Beschichtung auch lokal an den Käfigfenstern vorgesehen werden.Provided in the constant velocity or tripod joint between the outer part and the inner part a cage is arranged, having the window for receiving the rolling elements, the coating also locally at the cage windows be provided.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Beschichtung auf die betreffende Funktionsfläche aufgeschmolzen. Es ist jedoch auch möglich, die Beschichtung aufzusintern, ohne dass der aufgebrachte Werkstoff der Beschichtung geschmolzen wird.In a further advantageous embodiment of the invention is the Coating melted onto the relevant functional surface. It is but also possible aufzusintern the coating without the applied material the coating is melted.

Weiterhin kann z. B. durch eine entsprechende Einstellung der Intensität der elektromagnetischen Strahlung bzw. eines Lasers die Beschichtung mit der Funktionsfläche verschmolzen sein. Dies ermöglicht eine besonders innige Verbindung der Beschichtung mit der betreffenden Funktionsfläche.Farther can z. B. by a corresponding adjustment of the intensity of the electromagnetic radiation or a laser fused the coating with the functional surface be. This allows a particularly intimate connection of the coating with the relevant Functional surface.

Der Horizont der Gefügeveränderungen an der Funktionsfläche infolge der Beschichtung kann bis zu 0,5 mm tief in das die Funktionsfläche aufweisende Bauteil hineinreichen.Of the Horizon of structural changes at the functional area Due to the coating can be up to 0.5 mm deep in the functional surface having Extend the component.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung ist dessen Material der Beschichtung derart gewählt, dass nach deren Aufbringung die Randschicht der Funktionsflächen im Bereich der Beschichtung durch Zusatzwerkstoffe auflegiert ist.According to one Another advantageous embodiment is the material of the coating chosen so that after their application, the surface layer of the functional surfaces in Area of the coating is alloyed by filler metals.

Legierungsbestandteile der Beschichtung sind vorzugsweise Metalle, Metalloxide und/oder Metallcarbide. Insbesondere können die Legierungsbestandteile der Beschichtung Titancarbid, Chrom oder ähnliche Hartstoffe umfassen.Alloy components the coating are preferably metals, metal oxides and / or Metal carbides. In particular, you can the alloying constituents of the coating titanium carbide, chromium or similar Hard materials include.

Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch Verfahren zur Herstellung eines Gleichlauf- oder Tripodegelenks des eingangs genannten Typs gelöst, bei dem zumindest Abschnitte von Funktionsflächen des Gleichlauf- bzw. Tripodegelenks unter Verwendung von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Laserstrahlung mit einer verschleißfesten Beschichtung versehen werden.The The above object is further achieved by methods of preparation a synchronous or tripod joint of the type mentioned above, at the at least sections of functional surfaces of the constant velocity or tripod joint using electromagnetic radiation, in particular Laser radiation provided with a wear-resistant coating become.

Mit einem solchen Verfahren lässt sich das vorstehend genannte Gleichlauf- oder Tripodegelenk nebst seiner vorteilhaften Ausgestaltungen besonders vorteilhaft herstellen.With such a procedure the above-mentioned synchronous or Tripodegelenk abut manufacture its advantageous embodiments particularly advantageous.

Wie oben bereits erläutert, ist es damit sehr gut möglich, lediglich stark beanspruchte Stellen der Funktionsflächen lokal bzw. partiell zu beschichten.As already explained above, is it very possible, only heavily stressed areas of the functional surfaces locally or partially coated.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das Material für die Beschichtung vorzugsweise in einem pulverförmigen Zustand bereitgestellt. Dieses kann oberflächlich aufgeschmolzen oder aufgesintert werden.According to one advantageous embodiment of the method is the material for the coating preferably in a powdery form Condition provided. This can be melted or superficially be sintered.

Es ist jedoch auch möglich, die Funktionsfläche selbst mittels der elektromagnetischen Strahlung aufzuschmelzen und das Beschichtungsmaterial in das so entstandene Schmelzbad einzubringen.It but it is also possible the functional area to melt itself by means of electromagnetic radiation and to introduce the coating material into the resulting molten bath.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahren sind in den Patentansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the method according to the invention are specified in the patent claims.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:following the invention with reference to an embodiment shown in the drawing explained in more detail. The Drawing shows in:

1 eine räumliche Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Gleichlaufgelenk, 1 a spatial representation of an embodiment of an inventive constant velocity joint,

2 eine Detailansicht einer Kugellaufbahn zur Veranschaulichung der lokalen Beschichtung besonders belasteter Bereiche, 2 a detailed view of a ball track for illustrating the local coating of particularly stressed areas,

3 eine Detailansicht eines Kugelkäfigs mit einer Beschichtung an den Kugelfenstern, und in 3 a detailed view of a ball cage with a coating on the spherical windows, and in

4 einen Schnitt durch die Beschichtung an einer Funktionsfläche. 4 a section through the coating on a functional surface.

Das Ausführungsbeispiel in 1 zeigt ein Gleichlaufgelenk 1, das hier beispielhaft in Form eines Gleichlauffestgelenks dargestellt ist.The embodiment in 1 shows a constant velocity joint 1 , which is shown here by way of example in the form of a constant velocity fixed joint.

Dieses Gleichlaufgelenk 1 umfasst ein ringförmiges Außenteil 2 als Gelenkkörper, das an seiner Innenseite mehrere Laufbahnen 3 aufweist. Die am Umfang der Innenseite gleichmäßig verteilten Laufbahnen 3 erstrecken sich dabei parallel zu einer Längs- bzw. Drehachse des Außenteils 2. Es ist jedoch auch möglich, eine Schränkung der Laufbahnen 3 vorzusehen.This constant velocity joint 1 includes a ring shaped outer part 2 as a joint body, on its inside several raceways 3 having. The evenly distributed on the circumference of the inside raceways 3 extend parallel to a longitudinal or rotational axis of the outer part 2 , However, it is also possible, a limitation of the raceways 3 provided.

In dem Außenteil 2 ist ein Innenteil 4 als Nabe angeordnet, das an seiner Außenseite eine gleiche Anzahl von Laufbahnen 5 aufweist. Die Laufbahnen 5 des Innenteils 4 liegen den Laufbahnen 3 des Außenteils 2 gegenüber, wobei jeweils eine Laufbahn 3 des Außenteils 2 und eine Laufbahn 5 des Innenteils 4 ein Laufbahnenpaar bilden. Dabei sind die Laufbahnen 5 des Innenteils 4 in entsprechender Weise wie die Laufbahnen 3 des Außenteils 2 achsparallel angeordnet. Jedoch ist auch hier eine gegebenenfalls gegensinnige Schränkung möglich.In the outer part 2 is an interior part 4 arranged as a hub, on its outside an equal number of raceways 5 having. The raceways 5 of the inner part 4 lie the careers 3 of the outer part 2 opposite, each with a career 3 of the outer part 2 and a career 5 of the inner part 4 form a pair of tracks. Here are the careers 5 of the inner part 4 in a similar way as the raceways 3 of the outer part 2 arranged axially parallel. However, an optionally opposing Schränkung is also possible here.

In jedem Laufbahnenpaar 3, 5 ist zur Drehmomentübertragung zwischen dem Außenteil 2 und dem Innenteil 3 ein Wälzkörper in Form einer Kugel 6 angeordnet. Die Kugeln 6 werden von einem Käfig 7 gehalten, der hierzu in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Fenster 8 aufweist.In every pair of tracks 3 . 5 is for torque transmission between the outer part 2 and the inner part 3 a rolling element in the form of a sphere 6 arranged. The balls 6 be from a cage 7 held, this distributed circumferentially window 8th having.

Wie 1 zeigt, weist der Käfig 7 an seiner Außenseite eine kugelförmige Außenfläche 9 auf, die an kugelförmigen Innenflächenabschnitten des Außenteils 2 schwenkbar geführt sind. In gleicher Weise ist der Käfig 7 über eine kugelförmig Innenfläche 10 an entsprechenden Außenflächenabschnitten des Innenteils 4 geführt. Dadurch wird gewährleistet, dass das Gelenk 1 bei einer Beugung um ein feststehendes Beugezentrum schwenkt und die Kugeln 6 stets in einer Halbwinkelebene des Gelenks 1 laufen.As 1 shows, the cage points 7 on its outside a spherical outer surface 9 on, on spherical inner surface portions of the outer part 2 are guided pivotally. In the same way is the cage 7 over a spherical inner surface 10 on corresponding outer surface portions of the inner part 4 guided. This will ensure that the joint 1 at a bend around a fixed flexion center pivots and the balls 6 always in a half-angle plane of the joint 1 to run.

Erfindungsgemäß weisen Funktionsflächen des Gleichlaufgelenks 1 Abschnitte mit einer durch eine elektromagnetische Strahlung, insbesondere Laserstrahlung erzeugten, verschleißfesten Beschichtung 11 bzw. 12 auf.According to the invention, functional surfaces of the constant velocity joint 1 Sections with a wear-resistant coating produced by an electromagnetic radiation, in particular laser radiation 11 respectively. 12 on.

So sind bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Kugelkontaktflächen der Kugellaufbahnen 3, 5 beschichtet. Wie 2 anhand einer Laufbahn 5 des Innenteils 4 zeigt, ist die verschleißfeste Beschichtung 11 lokal begrenzt, das heißt es ist nicht das gesamte Innenteil 4 beschichtet. Vielmehr bleibt die Beschichtung 11 örtlich auf stark beanspruchte Stellen der Funktionsflächen beschränkt. In 2 stellen die Kugelkontaktflächen der hier beispielhaft elliptischen Laufbahn 5 einen Teilabschnitt der Laufbahn 5 dar. Selbstverständlich können an Gleichlaufgelenken, bei denen der Laufbahnenquerschnitt im wesentlichen der Kontur der Kugeln 6 angepasst ist, die Laufbahnen insgesamt beschichtet sein.Thus, in the embodiment shown here, the ball contact surfaces of the ball raceways 3 . 5 coated. As 2 on the basis of a career 5 of the inner part 4 shows is the wear-resistant coating 11 locally limited, that is, it is not the entire inner part 4 coated. Rather, the coating remains 11 locally restricted to heavily used areas of the functional areas. In 2 represent the ball contact surfaces of the example elliptical career here 5 a section of the track 5 Of course, at constant velocity joints, where the raceway cross-section substantially the contour of the balls 6 adjusted, the raceways be coated in total.

Weiterhin ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine entsprechende verschleißfeste Beschichtung 12 an den Käfigfenstern 8 vorgesehen. 3 zeigt eine Detailansicht eines Käfigfensters 8. Die Beschichtung 12 ist dabei auf den Anlagebereich einer Kugel 6 am Fensterrand beschränkt.Furthermore, in the illustrated embodiment, a corresponding wear-resistant coating 12 at the cage windows 8th intended. 3 shows a detailed view of a cage window 8th , The coating 12 is on the investment area of a sphere 6 limited at the window border.

Die Beschichtungen 11 und 12 können auf die jeweilige Funktionsfläche, das heißt eine Flanke des Fensters 8 bzw. eine Laufbahn 3 oder 5 unter Verwendung elektromagnetischer Strahlung aufgeschmolzen oder aufgesintert sein.The coatings 11 and 12 can on the respective functional area, that is a flank of the window 8th or a career 3 or 5 be melted or sintered using electromagnetic radiation.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Beschichtungen 11 und 12 jedoch mit der jeweiligen Funktionsfläche verschmolzen. 4 zeigt einen Schnitt durch den Randbereich einer Funktionsfläche einschließlich der zugehörigen Beschichtung, die hier mit dem Bezugszeichen 11 gekennzeichnet ist. Die unterschiedlichen Materialien sind durch entgegengesetzte Schraffuren gekennzeichnet. Durch das Aufschmelzen der Funktionsfläche wird diese in einer Randschicht mit dem Beschichtungsmaterial vermischt. Vorzugsweise wird die Beschichtung 11 so gewählt, dass die Funktionsfläche im Bereich der Beschichtung durch Zusatzwerkstoffe auflegiert wird.In the embodiment shown here are the coatings 11 and 12 however merged with the respective functional area. 4 shows a section through the edge region of a functional surface including the associated coating, here with the reference numeral 11 is marked. The different materials are characterized by opposite hatchings. By melting the functional surface of these is mixed in an edge layer with the coating material. Preferably, the coating 11 chosen so that the functional surface is alloyed in the area of the coating by filler metals.

Hierdurch wird eine Verbesserung der Materialeigenschaften in bezug auf die Verschleißfestigkeit und Strukturfestigkeit erzielt, die es ermöglicht, für das die Funktionsfläche aufweisende Bauteil kostengünstigere Grundwerkstoffe einzusetzen.hereby is an improvement in material properties with respect to the wear resistance and achieves structural strength which makes it possible for the functional surface having Component less expensive Use base materials.

Wie 4 weiter zeigt, kann der Horizont H der Gefügeveränderungen an der Funktionsfläche infolge der Beschichtung bis zu 0,5 mm tief in das die Funktionsfläche aufweisende Bauteil hineinreichen.As 4 Furthermore, the horizon H of the microstructural changes on the functional surface as a result of the coating can extend as far as 0.5 mm deep into the component having the functional surface.

Als Legierungsbestandteile für die Beschichtung kommen vor allem Metalle, Metalloxide und/oder Metallcarbide infrage. Beispielhaft seien hier Titancarbid, Chrom und ähnliche Hartstoffe genannt.When Alloy components for The coating is mainly metals, metal oxides and / or Metallcarbide in question. Examples include titanium carbide, chromium and similar Called hard materials.

Deren Auf- bzw. Einbringung in die Funktionsflächen erfolgt, wie oben bereits erwähnt, durch elektromagnetische Strahlung, wobei neben Laserstrahlung prinzipiell auch der Einsatz von Elektronenstrahlung möglich ist. Hierdurch lässt sich eine sehr zielgenaue partielle Beschichtung stark beanspruchter Stellen zum Zweck der Verbesserung der Materialeigenschaften realisieren.their Applying or introducing into the functional surfaces, as already above mentioned, by electromagnetic radiation, in addition to laser radiation in principle also the use of electron radiation is possible. This is possible a very precise partial coating of highly stressed To realize bodies for the purpose of improving the material properties.

Die Zufuhr des Beschichtungsmaterials erfolgt bevorzugt in einem festen Aggregatzustand, insbesondere in Pulverform. Das Beschichtungsmaterial kann bereits vor dem Einsatz der elektromagnetischen Strahlung appliziert werden, was insbesondere dann praktikabel ist, wenn das Beschichtungsmaterial lediglich auf eine Oberfläche aufgeschmolzen oder aufgesintert wird. Möglich ist jedoch auch der Eintrag des Beschichtungsmaterials bzw. Zusatzmaterials in das bereits per Strahlung erschmolzene Material der Funktionsfläche.The supply of the coating material is preferably carried out in a solid state, in particular in powder form. The coating material can be applied even before the use of electromagnetic radiation, which is particularly practicable when the Beschichtungsma terial is only melted or sintered on a surface. However, it is also possible to introduce the coating material or additional material into the material of the functional surface which has already been melted by radiation.

Die Erfindung wurde vorstehend im Zusammenhang mit einem in 1 dargestellten Gleichlauffestgelenk näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf die Anwendung bei solchen Gelenken beschränkt, sondern kann vielmehr auch bei anderen Typen von Gleichlaufgelenken sowie bei Tripodegelenken eingesetzt werden. Dies gilt entsprechend auch für die oben erläuterten Beispiele besonders belasteter Funktionsflächen.The invention has been described above in connection with a 1 illustrated constant velocity joint explained in more detail. However, it is not limited to the use in such joints, but rather can be used in other types of constant velocity joints and tripod joints. This also applies correspondingly to the examples of particularly stressed functional surfaces explained above.

Durch das Beschichten und Legieren der Funktionsflächen unter Verwendung elektromagnetischer Strahlung wird eine Verbesserung der Materialeigenschaften in den hochbelasteten Bereichen von Gleichlauf- bzw. Tripodegelenken erzielt. Dies ermöglicht den Einsatz kostengünstiger Grundwerkstoffe für die Komponenten solcher Gelenke, die durch die Strahlungsbeschichtung in bezug auf die Verschleißeigenschaften beanspruchungskonform partiell veredelt werden.By the coating and alloying of functional surfaces using electromagnetic Radiation will improve the material properties in the highly loaded areas of synchronized or Tripodegelenken achieved. this makes possible the use of cheaper Base materials for the components of such joints caused by the radiation coating in terms of wear characteristics partially compliant with the claim.

11
GleichlaufgelenkConstant velocity joint
22
Außenteilouter part
33
Laufbahncareer
44
Innenteilinner part
55
Laufbahncareer
66
KugelBullet
77
KäfigCage
88th
Fensterwindow
99
kugelförmige Außenfläche des Käfigsspherical outer surface of the cage
1010
kugelförmige Innenfläche des Käfigsspherical inner surface of the cage
1111
Beschichtungcoating
1212
Beschichtungcoating

Claims (22)

Gleichlauf- oder Tripodegelenk, umfassend: – ein Außenteil (2), das an seiner Innenseite Laufbahnen (3) aufweist, – ein Innenteil (4), das in dem Außenteil (2) angeordnet ist und an seiner Außenseite Laufbahnen (5) aufweist, die den Laufbahnen (3) des Außenteils (2) gegenüberliegen, wobei jeweils eine Laufbahn (3) an dem Außenteil (2) und eine Laufbahn (5) an dem Innenteil (4) ein Laufbahnpaar bilden, sowie – Wälzkörper, insbesondere Kugeln (6) oder Rollen, die in den Laufbahnpaaren aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass Funktionsflächen des Gleichlauf- bzw. Tripodegelenks (1) Abschnitte mit einer durch eine elektromagnetische Strahlung, insbesondere Laserstrahlung erzeugten, verschleißfesten Beschichtung (11, 12) aufweisen.Synchronous or tripod joint, comprising: - an outer part ( 2 ) on its inside raceways ( 3 ), - an inner part ( 4 ), which in the outer part ( 2 ) is arranged and on its outside raceways ( 5 ), which the raceways ( 3 ) of the outer part ( 2 ), each with a career ( 3 ) on the outer part ( 2 ) and a career ( 5 ) on the inner part ( 4 ) form a pair of tracks, and - rolling elements, in particular balls ( 6 ) or rollers which are received in the raceway pairs, characterized in that functional surfaces of the constant velocity or Tripodegelenks ( 1 ) Sections with a wear-resistant coating produced by an electromagnetic radiation, in particular laser radiation ( 11 . 12 ) exhibit. Gleichlauf- oder Tripodegelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich lokal stark beanspruchte Stellen der Funktionsflächen beschichtet sind.Synchronous or tripod joint according to claim 1, characterized characterized in that only locally heavily stressed areas the functional surfaces are coated. Gleichlauf- oder Tripodegelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (11) lokal an Kontaktflächen der Wälzkörperlaufbahnen (3, 5) vorgesehen ist.Synchronous or tripod joint according to claim 1 or 2, characterized in that the coating ( 11 ) locally on contact surfaces of the rolling body raceways ( 3 . 5 ) is provided. Gleichlauf- oder Tripodegelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Außenteil (2) und dem Innenteil (4) ein Käfig (7) angeordnet ist, der Fenster (8) zur Aufnahme der Wälzkörper (6) aufweist, und dass die Beschichtung (12) lokal an den Käfigfenstern (8) vorgesehen ist.Synchronous or tripod joint according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the outer part ( 2 ) and the inner part ( 4 ) a cage ( 7 ), the window ( 8th ) for receiving the rolling elements ( 6 ), and that the coating ( 12 ) locally at the cage windows ( 8th ) is provided. Gleichlauf- oder Tripodegelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (11, 12) aufgeschmolzen ist.Synchronous or tripod joint according to one of claims 1 to 4, characterized in that the coating ( 11 . 12 ) is melted. Gleichlauf- oder Tripodegelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung in (11, 12) aufgesintert ist.Synchronous or tripod joint according to one of claims 1 to 4, characterized in that the coating in ( 11 . 12 ) is sintered. Gleichlauf- oder Tripodegelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (11, 12) mit der Funktionsfläche verschmolzen ist.Synchronous or tripod joint according to one of claims 1 to 4, characterized in that the coating ( 11 . 12 ) is merged with the functional surface. Gleichlauf- oder Tripodegelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Horizont der Gefügeveränderungen an der Funktionsfläche infolge der Beschichtung (11, 12) bis zu 0,5 mm tief in das die Funktionsfläche aufweisende Bauteil hineinreicht.Synchronous or tripod joint according to one of claims 1 to 7, characterized in that the horizon of structural changes to the functional surface due to the coating ( 11 . 12 ) extends to 0.5 mm deep into the component having the functional surface. Gleichlauf- oder Tripodegelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Randschicht der Funktionsflächen im Bereich der Beschichtung durch Zusatzwerkstoffe auflegiert ist.Synchronous or tripod joint according to one of claims 1 to 8, characterized in that the edge layer of the functional surfaces in Area of the coating is alloyed by filler metals. Gleichlauf- oder Tripodegelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Legierungsbestandteile der Beschichtung (11, 12) Metalle, Metalloxide und/oder Metallcarbide umfassen.Synchronized or tripod joint according to one of claims 1 to 9, characterized in that alloy constituents of the coating ( 11 . 12 ) Metals, metal oxides and / or metal carbides. Gleichlauf- oder Tripodegelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Legierungsbestandteile der Beschichtung (11, 12) Titancarbid, Chrom oder ähnliche Hartstoffe umfassen.Synchronized or tripod joint according to one of claims 1 to 10, characterized in that alloy constituents of the coating ( 11 . 12 ) Include titanium carbide, chromium or similar hard materials. Verfahren zur Herstellung eines Gleichlauf- oder Tripodegelenks (1) mit einem Außenteil (2), das an seiner Innenseite Laufbahnen (3) aufweist, einem Innenteil (4), das in dem Außenteil (2) angeordnet ist und an seiner Außenseite Laufbahnen (5) aufweist, die den Laufbahnen (3) des Außenteils (2) gegenüberliegen, wobei jeweils eine Laufbahn (3) an dem Außenteil (2) und eine Laufbahn (5) an dem Innenteil (4) ein Laufbahnpaar bilden, sowie mit Wälzkörpern, insbesondere Kugeln (6) oder Rollen, die in den Laufbahnpaaren aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Abschnitte vom Funktionsflächen des Gleichlauf- bzw. Tripodegelenks (1) unter Verwendung von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Laserstrahlung mit einer verschleißfesten Beschichtung (11, 12) versehen werden.Method for producing a synchronized or tripod joint ( 1 ) with an outer part ( 2 ) on its inside raceways ( 3 ), an inner part ( 4 ), which in the outer part ( 2 ) is arranged and on its outside raceways ( 5 ), which the raceways ( 3 ) of the outer part ( 2 ), each with a career ( 3 ) on the outer part ( 2 ) and a career ( 5 ) on the inner part ( 4 ) form a pair of tracks, and with rolling elements, in particular balls ( 6 ) or rollers, which are received in the raceway pairs, characterized in that at least portions of the functional surfaces of the constant velocity or tripod ( 1 ) using electromagnetic radiation, in particular laser radiation with a wear-resistant coating ( 11 . 12 ). Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich lokal stark beanspruchte Stellen der Funktionsflächen beschichtet werden.Method according to claim 12, characterized in that that only locally heavily stressed areas of the functional surfaces coated become. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (11) lokal an Kontaktflächen der Wälzkörperlaufbahnen (3, 5) angebracht wird.Method according to claim 12 or 13, characterized in that the coating ( 11 ) locally on contact surfaces of the rolling body raceways ( 3 . 5 ) is attached. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Außenteil (2) und dem Innenteil (4) ein Käfig (7) angeordnet ist, der Fenster (8) zur Aufnahme der Wälzkörper (6) aufweist, und dass die Beschichtung (12) lokal an den Käfigfenstern (8) angebracht wird.Method according to one of claims 12 to 14, characterized in that between the outer part ( 2 ) and the inner part ( 4 ) a cage ( 7 ), the window ( 8th ) for receiving the rolling elements ( 6 ), and that the coating ( 12 ) locally at the cage windows ( 8th ) is attached. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (11, 12) aufgeschmolzen wird.Method according to one of claims 12 to 15, characterized in that the coating ( 11 . 12 ) is melted. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (11, 12) aufgesintert wird.Method according to one of claims 12 to 15, characterized in that the coating ( 11 . 12 ) is sintered on. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung in (11, 12) mit der Funktionsfläche verschmolzen wird.Method according to one of claims 12 to 15, characterized in that the coating in ( 11 . 12 ) merges with the functional surface. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Horizont der Gefügeveränderungen an der Funktionsfläche infolge der Beschichtung (11, 12) bis zu 0,5 mm tief in das die Funktionsfläche aufweisende Bauteil hineinreicht.Method according to one of claims 12 to 18, characterized in that the horizon of structural changes to the functional surface due to the coating ( 11 . 12 ) extends to 0.5 mm deep into the component having the functional surface. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Randschicht der Funktionsflächen im Bereich der Beschichtung (11, 12) durch Zusatzwerkstoffe auflegiert wird.Method according to one of claims 12 to 19, characterized in that the surface layer of the functional surfaces in the region of the coating ( 11 . 12 ) is alloyed by filler metals. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass Legierungsbestandteile der Beschichtung (11, 12) Metalle, Metalloxide und/oder Metallcarbide umfassen.Method according to one of claims 12 to 20, characterized in that alloy constituents of the coating ( 11 . 12 ) Metals, metal oxides and / or metal carbides. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass Legierungsbestandteile der Beschichtung (11, 12) Titancarbid, Chrom oder ähnliche Hartstoffe umfassen.Method according to one of claims 12 to 21, characterized in that alloy constituents of the coating ( 11 . 12 ) Include titanium carbide, chromium or similar hard materials.
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CN103016535A (en) * 2012-12-20 2013-04-03 常熟长城轴承有限公司 Roller bearing ring surface structure

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