DE4330779A1

DE4330779A1 - Gleichlaufgelenk mit einem Käfig mit kohlenstoffreichen aufgekohlten Schichten

Info

Publication number: DE4330779A1
Application number: DE19934330779
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Yoshida
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1993-09-10
Filing date: 1993-09-10
Publication date: 1995-03-16

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gleich laufgelenk mit einem Käfig, der für höhere Verschleißfestig keit aufgekohlt ist.

2. Stand der Technik

Bei den Gleichlaufgelenken weist, wie in den Fig. 1(A) und 1(B) dargestellt, ein herkömmliches Beispiel eines Ku gel-Gleichlaufgelenks eine Vielzahl von Spurrillen 6 auf, die axial auf der inneren Oberfläche des Öffnungsabschnittes 7a eines äußeren Teiles 7, das mit einer Drehwelle 7b verbunden ist, angeordnet sind, eine Vielzahl von Spurrillen 1, deren Anzahl gleich der Anzahl der Spurrillen 6 ist und die axial an der äußeren Oberfläche eines inneren Teiles 2, das mit der anderen Drehwelle 2b verbunden ist, verteilt sind und wobei das innere Teil 2 in dem Öffnungsabschnitt 7a des äußeren Teiles 7 aufgenommen ist, drehmomentübertragende Kugeln 8, die zwischen den jeweils zueinander zusammenpassenden Spur rillen 1 und 6 angeordnet sind, und einen Käfig 5, der zwi schen die äußere Oberfläche des inneren Teils 2 und die in nere Oberfläche des äußeren Teiles 7 eingefügt ist, um die Kugeln 8 zu halten.

Der Käfig 5 hat die Form eines Ringes und ist mit Hal telöchern 3 versehen, die in gleichen Abständen um seine Achse herum angeordnet sind und durch seine innere und äußere Oberfläche führen, um die Kugeln 8 zu halten.

Die Komponenten des Gelenks, wie das innere Teil 2, das äußere Teile 7, die Kugeln 8 und der Käfig 5, bestehen aus Stahl. Die Oberflächen der Spurrillen 1 und 6, die in dem äu ßeren Teil 7 und dem inneren Teil 2 ausgebildet sind, und die Gleitflächen 31 der Haltelöcher 3, die mit den Kugeln 8 des oben erwähnten Käfigs 5 in Gleitkontakt stehen, sind mit Schichten versehen, die durch Oberflächenhärtebehandlung ge härtet sind, um eine hohe Verschleißfestigkeit zu erzielen, da diese Oberflächen die Oberflächen 81 der Kugeln 8 unter Druck kontaktieren müssen, während das Gelenk in Benutzung ist.

Da die Gelenkteile komplizierte Formen aufweisen, muß ein Stahl für die Gelenkteile ausreichende Weichheit aufwei sen, um unter Produktivitätsgesichtspunkten bei Warm- oder Kaltbearbeitungsverfahren formgeschmiedet werden zu können.

Aus diesen Gründen wurden die Gelenkteile üblicherweise aus Stahl mit niedrigem oder mittlerem Kohlenstoffgehalt ge schmiedet, und sie wurden mit dem Gasaufkohlungsverfahren aufgekohlt oder eingesetzt und abgeschreckt, um gehärtete Oberflächenschichten zu erhalten. Durch das Aufkohlungsver fahren werden aufgekohlte Schichten, die etwa 1 Gew.-% Koh lenstoff enthalten, auf den oben erwähnten Spuroberflächen und Gleitflächen der Gelenkteile gebildet. Die aufgekohlten Schichten werden abgeschreckt und dann bei einer niedrigen Temperatur von 150°C bis 170°C angelassen, so daß die Ober flächen der aufgekohlten Schichten gehärtet werden, um einen Vickers-Härtewert von HV 700 oder mehr aufzuweisen, wodurch eine hohe Verschleißfestigkeit und eine lange Walzlebensdauer gewährleistet wird.

Die Gleichlaufgelenke der heutigen Kraftfahrzeuge sind jedoch größeren Belastungen ausgesetzt, da deren Motore über größere Ausgangs- und Nutzleistungen verfügen. Demgemäß kann auf die Oberflächen der Rillen 1 und 6 und die Gleitflächen 31 der Haltelöcher 3 höherer Belastungsdruck aufgebracht wer den. Des weiteren besteht der Wunsch, die Gleichlaufgelenke der Kraftfahrzeuge leichter und kompakter zu bauen, wodurch weiterhin der Flächendruck auf die Spuroberflächen der Ge lenkteile zunimmt.

Wenn ein Gleichlaufgelenk (siehe Fig. 1 und 2) unter solchen schweren, wie oben beschriebenen Belastungsbedingun gen verwendet wird, ist die innere Oberfläche des kugelhal tenden Loches 3, insbesondere der innere Oberflächenabschnitt 31, der parallel zur Umfangsrichtung des Käfigs 5 ist, in we sentlichem Maße einer großen, sich wiederholenden Druckspan nung, die durch das Aufeinandertreffen mit den Kugeloberflä chen 81 verursacht wird, und einer Reibungskraft, die durch die Gleiteinwirkung an den Kugeloberflächen 81 erzeugt wird, ausgesetzt. Demgemäß nimmt der Druck auf der Gleitfläche 31 des Halteloches 3 zu und die Gleitfläche 31 erwärmt sich auf eine hohe Temperatur. Außerdem wird vermutlich die Gleitflä che 31 des Halteloches 3 in Abhängigkeit von der Betriebsbe dingung durch Wärmeleitung von den Kugeln 8, die durch die Reibung in den Spurrillen des inneren und äußeren Teils er wärmt werden, teilweise auf eine hohe Temperatur von 300°C erwärmt. Wegen dieses hohen Temperaturanstiegs an der Gleit fläche 31 kann die aufgekohlte, gehärtete Schicht der Gleit fläche 31 Gefahr laufen, angelassen zu werden, in ihrer Härte verringert und folglich abgerieben oder verschlissen zu wer den.

Als ein Stand der Technik zum Erhalten der Verschleißfestigkeit des Käfigs hat die japanische Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 3-125054 ein Verfahren zum Herstellen eines Käfigs offenbart, bei dem der aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt hergestellte Käfig abgeschreckt und bei einer niedrigen Temperatur angelassen wird, wobei dann die Oberflächen der Haltelöcher 3 abgeschreckt und durch lokales Induktionserhitzen augenblicklich gehärtet werden (in einer kurzen Zeit von 1/1000 Sekunde) bei einer Hochfrequenz von etwa 25 MHz. Es ist jedoch schwierig, eine gleichmäßig gehärtete Oberflächenschicht über die gesamte Oberfläche des Käfigs 5 durch Induktionshärtung zu bilden. In dem Fall eines Käfigs, der insgesamt einer großen Kraft ausgesetzt ist, reicht es nicht aus, nur die die Kugeln kontaktierenden Oberflächen zu härten.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gleichlaufgelenk des oben erwähnten Typs, das ein äußeres Teil, das mit einer Vielzahl von Spurrillen auf seiner inneren Oberfläche in der axialen Richtung des äußeren Teils versehen ist, ein inneres Teil, das mit einer Vielzahl von Spurrillen auf seiner äuße ren Oberfläche versehen ist, wobei die Spurrillen auf der in neren Oberfläche mit jenen auf der äußeren Oberfläche zusam menpassen, und drehmomentübertragende Kugelteile aufweist, die zwischen den zusammenpassenden Rillen angeordnet sind und durch einen Käfig gehalten werden, der zwischen das äußere und innere Teil eingefügt ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gleichlaufgelenk zu schaffen, bei dem der Käfig eine gehär tete Oberflächenschicht aufweist, die härteren Betriebsbedin gungen unter einem höheren Käfigoberflächendruck aufgrund der Tatsache, daß das Gleichlaufgelenk heutzutage kompakter und leichter gebaut wird, widerstehen kann, wodurch eine lange Nutzungsdauer und eine hohe Zuverlässigkeit des Gelenks er halten wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht der Käfig des Gleich laufgelenks der vorliegenden Erfindung im wesentlichen aus weichem, kohlenstoffarmem Stahl, wobei die gesamte Oberfläche des Käfigs durch Aufkohlen gehärtet ist, um eine gehärtete Oberflächenschicht über den Käfig durch eine Aufkohlungsbe handlung zu bilden. Somit wird der Käfig durch die Erfindung in seiner Lebensdauer unter schweren Bedingungen durch die Kombination der Anordnung der Stahlzusammensetzung und der folgenden Härtebehandlung der gesamten Oberfläche des Käfigs verbessert.

Insbesondere ist der Käfig des Gleichlaufgelenks der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt hergestellt ist, der im wesentlichen 0,1 bis 0,4 Gew.-% Kohlenstoff, 1,0 Gew.-% oder weniger Silicium, 1,0 Gew.-% oder weniger Mangan, 0,5 bis 3,0 Gew.-% Chrom enthält und dessen Rest im wesentlichen aus Eisen (Fe) besteht, und der aufgekohlt und gehärtet ist, um eine kohlenstoffreiche, aufgekohlte Oberflächenschicht zu bilden, die zumindest 1,5 Gew.-% Kohlenstoff enthält.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1(A) ist eine senkrechte Schnittansicht eines Ku gelgelenks, das dargestellt ist als ein Beispiel eines be kannten Gleichlaufgelenks mit einem Aufbau ähnlich dem des Gelenks, das durch die vorliegende Erfindung geschaffen wird, und

Fig. 1(B) ist eine horizontale Querschnittsansicht des Kugelgelenks einschließlich eines Käfigs;

Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Härteverteilung in Ab hängigkeit von der Entfernung von der aufgekohlten und abge schreckten Oberfläche des Oberflächenschichtabschnitts des Käfigs darstellt, wobei die kohlenstoffreiche, aufgekohlte Schicht in dem praktischen Beispiel der vorliegenden Erfin dung mit der Härteverteilung eines Vergleichsbeispiels verg lichen ist;

Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Oberflächenhärte der aufgekohlten Schicht und einer Wärmehal tezeit darstellt, wenn ein aufgekohlter und angelassener Kä fig des praktischen Beispiels der vorliegenden Erfindung bei einer vorgegebenen konstanten Temperatur gehalten wird; und

Fig. 4 ist ein Diagramm, das das Verschleißmaß des ku gelhaltenden Loches des Käfigs des praktischen Beispiels der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei das Verschleißmaß in Reibungsversuchen im Vergleich mit jenem des kugelhaltenden Loches des Käfigs des Vergleichsbeispiels gemessen ist.

In den Fig. 2 bis 4 stellt Kurve a die Werte des praktischen Beispiels der vorliegenden Erfindung und Kurve b die Werte des Vergleichsbeispiels dar.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Der Käfig des Gleichlaufgelenks der vorliegenden Erfin dung ist aus einem kohlenstoffarmen Stahl hergestellt, der 0,1 bis 0,4 Gew.-% Kohlenstoff enthält. Der Kohlenstoffgehalt ist auf einen niedrigen Bereich von 0,1 bis 0,4 Gew.-% einge stellt, um die Kaltverform- oder Kaltbearbeitbarkeit des Werkstoffs zu verbessern, wodurch das Kaltschmieden des Kä figs und das Kaltausstanzen der kugelhaltenden Löcher er leichtert wird. Falls der Kohlenstoffgehalt kleiner als 0,1 Gew.-% ist, wird der Werkstoff zu weich und verfügt über keine ausreichende Zugfestigkeit. Falls der Kohlenstoffgehalt größer als 0,4 Gew.-% ist, wird der Werkstoff zu hart und be sitzt eine geringere Kaltverform- oder -Kaltschmiedbarkeit.

Der geformte Käfig besitzt eine große Härte, da er eine aufgekohlte, gehärtete Oberflächenschicht aufweist, die durch Abschrecken und Anlassen einschließlich der inneren Oberflä che, der äußeren Oberfläche und seiner kugelaufnehmenden Lochoberflächen hergestellt worden ist. Dies verleiht dem Kä fig höhere Verschleißfestigkeit. Da der Kohlenstoffgehalt in der aufgekohlten Oberflächenschicht höher ist, ist die Anlaß beständigkeit der Schicht gegen Weichwerden bei dem Anlaß- oder Vergütungsverfahren größer. Da der Käfig der vorliegen den Erfindung aufgekohlt ist und die kohlenstoffreiche, auf gekohlte Oberflächenschicht 1,5 Gew.-% oder mehr Kohlenstoff enthält, vermindert sich die Härte der Schicht weniger, auch wenn der Käfig bei einer hohen Temperatur von etwa 300°C, die höher als die gewöhnliche Anlaßtemperatur von 150°C bis 180°C ist, angelassen wird. Daher wird die aufgekohlte Oberflächen schicht weniger weich, auch wenn die Gleitfläche des Käfigs auf eine hohe Temperatur erwärmt wird, während das Gelenk un ter hohem Oberflächendruck in Benutzung ist. Der Käfig kann somit seine notwendige Verschleißfestigkeit beibehalten. Falls der Kohlenstoffgehalt der Oberflächenschicht kleiner als 1,5 Gew.-% ist, wird die Schicht notwendigerweise bei ei ner hohen Temperatur, der der Käfig ausgesetzt ist, weich.

Vorzugsweise sollte die aufgekohlte Oberflächenschicht des Käfigs 2 bis 3 Gew.-% Kohlenstoff enthalten.

Der Stahl enthält 0,5 Gew.-% oder mehr Chrom, um die Anlaßbeständigkeit gegen Weichwerden der aufgekohlten Schicht zu verbessern und um der aufgekohlten Oberflächenschicht eine größere Warmfestigkeit zu verleihen. Falls jedoch der Stahl zu viel Chrom enthält, besitzt die aufgekohlte Schicht eine geringere Zähigkeit. Der maximale Chromgehalt ist daher auf 3,0 Gew.-% begrenzt. Chrom wird verwendet, um feinkörniges Chromcarbid in der aufgekohlten Schicht zu bilden, da die aufgekohlte Schicht 1,5 Gew.-% Kohlenstoff enthält. Zusammen mit Zementit ist das feinkörnige bzw. feinverteilte Chromcar bid wirksam, um die Lebensdauer bis zum Abschälen oder Ab platzen der aufgekohlten Oberflächenschicht zu verlängern.

Im Fall der vorliegenden Erfindung ist die Zugabe von Molybdän nicht immer nötig. Jedoch ist 0,1 Gew.-% oder mehr Molybdän enthalten, um das Abschreckverhalten und die Warmfe stigkeit der aufgekohlten Oberflächenschicht auf die gleiche Weise wie durch Zugabe von Chrom zu verbessern und um ihr eine höhere Verschleißfestigkeit zu verleihen, ohne die Zä higkeit aufgrund der Ausscheidung von Molybdäncarbid zu be einträchtigen. Da Molybdän mit Kohlenstoff in dem Austenit, das viel Kohlenstoff während des Aufkohlungsverfahrens ent hält, reagiert und grobkörniges Molybdäncarbid erzeugt, ver bessert die Zugabe größerer Mengen von Molybdän die Ver schleißfestigkeit der aufgekohlten Oberflächenschicht nicht. Aus diesem Grund ist der maximale Molybdängehalt auf 1,5 Gew. -% begrenzt. Vorzugsweise sollte der Molybdängehalt in einem Bereich von 0,1 bis 0,4 Gew.-% liegen.

Notwendige Mengen von Silicium und Mangan werden als Vor-Desoxidationsmittel für die Desoxidation bzw. Beruhigung oder die Al-Desoxidation beim Stahlherstellungsverfahren hin zugefügt. Die Zugabe von viel Silicium verstärkt die Anlaßbe ständigkeit gegen Weichwerden, beeinträchtigt jedoch die Kaltschmiedbarkeit der aufgekohlten Oberflächenschicht durch Verfestigung des Ferrits in einem normalisierten oder normal geglühten Zustand. Aus diesem Grund sollte die Menge an hin zuzugebendem Silicium 1 Gew. -% oder weniger sein.

Der Gehalt an Phosphor und Schwefel sollte als geringfügige Elementenmengen so niedrig wie möglich sein. Sauerstoff kann durch Al-Desoxidation wegen des kohlenstoffarmen Stahls reduziert werden.

Als der vorzugsweise für den Käfig des Gelenks der vor liegenden Erfindung verwendbare Stahl kann demgemäß mit Al beruhigter Stahl vorzugsweise verwendet werden, der 0,15 bis 0,25 Gew.-% Kohlenstoff, 0,25 bis 0,60 Gew.-% Silicium, 0,20 bis 0,50 Gew.-% Mangan, 1,6 bis 2,1 Gew.-% Chrom, 0,10 bis 0,40 Gew.-% Molybdän enthält und dessen Rest im wesentlichen Eisen (Fe) ist.

Nachfolgend wird das Wärmebehandlungsverfahren zum Er zielen der kohlenstoffreichen, aufgekohlten Oberflächen schicht beschrieben. Die Aufkohlungsbehandlung wird durch Zugabe von Kohlenwasserstoffgas in die umgebende Atmosphäre durchgeführt, um ein Kohlenstoffpotential unter Verwendung eines gewöhnlichen Gasaufkohlungsofens einzustellen. Um die Kohlenstoffmenge in der aufgekohlten Oberflächenschicht auf 1,5 Gew.-% oder mehr einzustellen, wird das Kohlenstoffpoten tial in der Aufkohlungsatmosphäre bei 1,5% oder mehr beibe halten. Die Aufkohlungstemperatur wird auf 900°C bis 1100°C eingestellt und die Aufkohlungszeit wird derart bestimmt, daß die gewünschte Dicke der aufgekohlten Oberflächenschicht er halten wird. Da Korngrenzenschichten oxidieren und anomale Strukturen in der aufgekohlten Schicht leicht erzeugt werden können, muß die umgebende Atmosphäre überwacht werden, um den Gehalt an CO₂ und H₂O in der Atmosphäre so weit wie möglich zu reduzieren. Anstatt des Gasaufkohlungsverfahrens kann auch ein Vakuumaufkohlungsverfahren oder ein Entladungsaufkoh lungsverfahren (Plasmaaufkohlungsverfahren), wie nachfolgend beschrieben, verwendet werden.

Bei der vorliegenden Erfindung arbeitet der Chromgehalt in dem Stahl mit dem kohlenstoffreichen Gehalt in der aufge kohlten Schicht zusammen, so daß feinkörnige Carbide inner halb der aufgekohlten Schicht feinst verteilt ausfallen, wo durch der Schicht eine höhere Verschleißfestigkeit und Warm festigkeit verliehen wird. Um diese Auswirkungen zu erzielen, ist es wünschenswert, daß der Stahl sofort nach dem Aufkohlen mit Öl abgeschreckt wird und dann bei einer konstanten Tempe ratur gerade unterhalb des Ar₁-Punktes (des Umwandlungspunk tes) gehalten wird, um weichgeglühtes feines Zementit und feine Chromcarbide zu bilden, so daß der Stahl zum Zeitpunkt des Abschreckens wieder austenitisiert wird. Außerdem kann während dem Aufkohlen auch ein Verfahren verwendet werden, bei dem die Temperatur bei etwa 670°C gerade unterhalb des Ar₁-Punktes während dem Aufkohlen gehalten wird, um Carbide kugelförmig zu machen bzw. weichzuglühen, und wobei dann die Temperatur angehoben wird, um den Stahl wieder auf zukohlen zum Durchführen des Abschreckens.

Nach dem Aufkohlen wird der Stahl austenitisiert und mit Öl abgeschreckt und er wird dann bei einer normalen Anlaßtemperatur im Bereich von 150°C bis 180°C oder bei einer halbhohen Anlaßtemperatur im Bereich von 170°C bis 300°C angelassen. Die Oberfläche des Stahls wird dann durch Schleifen nachbehandelt oder veredelt. Als Ergebnis ist die gesamte Oberfläche mit der aufgekohlten Schicht bedeckt, die 1,5 Gew.-% Kohlenstoff enthält und einen Oberflächenhärtewert von HV 700 oder mehr aufweist.

Beispiele

Als ein praktisches Beispiel der vorliegenden Erfindung wurde ein Käfig für ein stationäres Kugelgelenk mit einer kohlenstoffreichen, aufgekohlten Oberflächenschicht geprüft. Der für den Käfig verwendete Stahl ist ein mit AI beruhigter Stahl, dessen Zusammensetzung in Tabelle 1 angegeben ist. Der Stahl wurde durch Schmieden in die Form des oben erwähnten Käfigs geformt. Die kugelaufnehmenden Löcher wurden durch Kaltausstanzen hergestellt.

Tabelle 1

Die Stahlzusammensetzungen für das praktische Beispiel und das Vergleichsbeispiel (%)

Die Aufkohlungsbehandlung wurde wie folgt durchgeführt. Eine Graphitanode und eine Kathode des Käfigs des praktischen Beispiels wurden in dem Widerstandsheizungs-Vakuumofen ange ordnet. Der Käfig des praktischen Beispiels wurde im Vakuum vorgewärmt, dann aufgekohlt, indem eine Entladung bei 920°C für 3 Stunden bei einem Druck von 2 bis 10 mmHg erzeugt wurde, während Propangas in den Ofen zugeführt wurde. Nach der Entladung wurde das praktische Beispiel bei einer kon stanten Weichglüh-Temperatur von 680°C für eine Stunde im Va kuum gehalten. Die Temperatur wurde dann auf 890°C erhöht und das Beispiel wurde einer Diffusionsbehandlung für 0,5 Stunden und dann einer Entladungsaufkohlung für 2 Stunden unterzogen, während wieder Propangas zugeführt wurde, dann wurde das Bei spiel in dem Ofen abgekühlt.

Eine Abschreckbehandlung wurde durch Erwärmen des Bei spiels in einem blanken, zunderfreien Abschreckofen bei 830°C für eine Stunde und dann durch Ölabschreckung durchgeführt. Eine Anlaßbehandlung wurde durch Erwärmen des Beispiels bei 160°C für 2 Stunden und dann durch Luftabkühlung durchge führt.

Als Vergleichsbeispiel wurde ein dem praktischen Bei spiel ähnlicher Käfig durch Verwendung des kohlenstoffarmen Stahls mit der Zusammensetzung, wie sie in Tabelle 1 angege ben ist, hergestellt. Das Vergleichsbeispiel wurde einer Auf kohlungsbehandlung bei 930°C für 3 Stunden und bei einem Koh lenstoffpotential von 1,0% in einem normalen Gasaufkohlungs ofen unterzogen. Dieses Vergleichsbeispiel wurde auch unter den gleichen Bedingungen wie jene für das praktische Beispiel abgeschreckt und angelassen.

Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Härteverteilung der aufgekohlten Schicht nach dem Anlassen darstellt. Die Härte nahe der Oberfläche des praktischen Beispiels, das heißt, des einer kohlenstoffreichen Aufkohlungsbehandlung (durch Kurve a in dem Diagramm dargestellt) ausgesetzten Käfigs ist größer als jene des Vergleichsbeispiels (durch Kurve b in dem Dia gramm dargestellt). Diese Härteverteilung entspricht dem Un terschied zwischen dem Kohlenstoffgehalt (1,6 Gew.-%) in der aufgekohlten Schicht des praktischen Beispiels und dem Koh lenstoffgehalt (1,0 Gew.-%) in der aufgekohlten Schicht des Vergleichsbeispiels.

Fig. 3 zeigt ein Diagramm, das die Änderungen der Ober flächenhärte darstellt, wenn der Käfig des praktischen Bei spiels und derjenige des Vergleichsbeispiels bei konstanten Temperaturen von 200°C und 300°C gehalten werden, um die Warmfestigkeit der aufgekohlten Schichtoberfläche zu untersu chen.

Wenn das Vergleichsbeispiel bei 200°C gehalten wird, beginnt gemäß Fig. 3 die Oberflächenhärte in dem anfänglichen Wärmestadium abzunehmen und sie sinkt auf HV 700 (HRC 60) oder weniger, wie durch Kurve b in dem Diagramm dargestellt ist. Im Falle des Käfigs des praktischen Beispiels wird die Oberflächenhärte beinahe in ihrer Höhe beibehalten, auch wenn das praktische Beispiel bei 200°C über 100 Stunden gehalten wird, wie durch Kurve a dargestellt ist. Sogar wenn das prak tische Beispiel bei 300°C gehalten wird, nimmt die Härte nur sehr langsam ab. Folglich kann das praktische Beispiel für ein Gelenk verwendet werden, das übermäßigen Belastungsbedin gungen ausgesetzt ist, die die Oberflächentemperatur teil weise auf etwa 300°C erhöhen könnten.

Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse eines Rei bungsversuchs darstellt, der zur Untersuchung der Verschleiß festigkeit der kugelhaltenden Löcher des Käfigs ausgeführt wurde. Die Bedingungen des Reibungsversuchs sind nachfolgend angegeben:

Gelenk:
BJ87 [JASO (Japanese Automobile Standards Organization) C304-89]
Drehmoment:	960 Nm
Drehzahl:	200 U/min
Winkel:	6 Grad

Fig. 4 zeigt, daß die kohlenstoffreiche, aufgekohlte Schicht des praktischen Beispiels (durch Kurve a in dem Dia gramm dargestellt) zum Reduzieren des Betrages an Verschleiß in dem frühen Reibungsstadium wirksamer ist als jene des Ver gleichsbeispiels (durch Kurve b in dem Diagramm dargestellt), und daß sie eine kleinere Verschleißgeschwindigkeit sogar während des Dauerreibungszustands aufweist, wodurch eine hö here Verschleißfestigkeit angezeigt wird.

Wie oben beschrieben, können durch Bereitstellung des Käfigs der vorliegenden Erfindung mit der kohlenstoffreichen, aufgekohlten Oberflächenschicht unter Verwendung des Stahls mit der Zusammensetzung des praktischen Beispiels der vorlie genden Erfindung die kugelhaltenden Löcher des Käfigs eine höhere Verschleißfestigkeit aufweisen und die Oberfläche des Käfigs kann zäh gemacht werden, wodurch das den Käfig enthal tende Gelenk unter schweren Belastungsbedingungen verwendet werden kann. Des weiteren hat der Käfig eine höhere Kalt schmiedbarkeit.

Claims

1. Gleichlaufgelenk, das ein äußeres Teil, das mit einer Vielzahl von Spurrillen auf seiner inneren Oberfläche in der axialen Richtung des äußeren Teils versehen ist, ein inneres Teil, das mit einer Vielzahl von Spurrillen auf seiner äuße ren Oberfläche versehen ist, wobei die Spurrillen auf der in neren Oberfläche mit jenen auf der äußeren Oberfläche zusam menpassen, und drehmomentübertragende Kugelteile aufweist, die zwischen den zusammenpassenden Rillen drehbar angeordnet sind und durch einen Käfig gehalten werden, der zwischen das äußere und innere Teil eingefügt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (5) aus kohlenstoffarmem Stahl besteht, der im wesentlichen 0,1 bis 0,4 Gew.-% Kohlenstoff, 1,0 Gew.-% oder weniger Silicium, 1,0 Gew.-% oder weniger Mangan und 0,5 bis 3,0 Gew.-% Chrom enthält und dessen Rest im wesentlichen Ei sen (Fe) ist, und der aufgekohlt ist, um eine kohlenstoffrei che, aufgekohlte Oberflächenschicht zu bilden, die 1,5 Gew.-% oder mehr Kohlenstoff enthält.

2. Gleichlaufgelenk, das ein äußeres Teil, das mit einer Vielzahl von Spurrillen auf seiner inneren Oberfläche in der axialen Richtung des äußeren Teils versehen ist, ein inneres Teil, das mit einer Vielzahl von Spurrillen auf seiner äuße ren Oberfläche versehen ist, wobei die Spurrillen auf der in neren Oberfläche mit jenen auf der äußeren Oberfläche zusam menpassen, und drehmomentübertragende Kugelteile aufweist, die zwischen den zusammenpassenden Rillen drehbar angeordnet sind und durch einen Käfig gehalten werden, der zwischen das äußere und innere Teil eingefügt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (5) aus kohlenstoffarmem Stahl besteht, der im wesentlichen 0,1 bis 0,4 Gew.-% Kohlenstoff, 1,0 Gew.-% oder weniger Silicium, 1,0 Gew.-% oder weniger Mangan, 0,5 bis 3,0 Gew.-% Chrom und 0,1 bis 1,5 Gew.-% Molybdän enthält und des sen Rest im wesentlichen Eisen (Fe) ist, und der aufgekohlt ist, um eine kohlenstoffreiche, aufgekohlte Oberflächen schicht zu bilden, die 1,5 Gew.-% oder mehr Kohlenstoff ent hält.

3. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß der Stahl mit Al beruhigter Stahl ist, der im we sentliche 0,15 bis 0,25 Gew.-% Kohlenstoff, 0,25 bis 0,60 Gew.-% Silicium, 0,20 bis 0,50 Gew.-% Mangan, 1,6 bis 2,1 Gew.-% Chrom und 0,10 bis 0,40 Gew.-% Molybdän enthält und dessen Rest im wesentlichen Eisen (Fe) ist.