RU2391577C2

RU2391577C2 - Separator of hinge, procedure for its fabrication, hinge and vehicle

Info

Publication number: RU2391577C2
Application number: RU2006144818/11A
Authority: RU
Inventors: Рольф ГРЕМЕРИУС (DE); Рольф ГРЕМЕРИУС; Райнер АДОЛЬФС (DE); Райнер АДОЛЬФС
Original assignee: Гкн Драйвлайн Интернэшнл Гмбх
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2010-06-10
Also published as: RU2006144818A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: separator (1) has multitude of openings around its circumference. Openings receive rolling elements (3) used in hinge (4). Separator (1) is made out of hardened and tempered steel with martensite drawback; also it has in essence uniform plasticity along its whole cross section. Here is also disclosed the procedure of fabrication of above said separator (1). The procedure consists in preliminary fabrication of a solid case of the separator by form shaping, further multitude of openings are made in the case by means of removing particles of material. Successively, separator (1) is subject to through hardening; martensite structure is created and finally separator (1) is tempered. Also there is disclosed hinge (4) with external element (6), internal element (7) and above said rolling elements (3) and separator (1). The vehicle equipped with above described hinge (4) is also claimed.

EFFECT: increased resistance of hinges to static destruction notwithstanding considerable angles between axles of shafts connected with hinges, capable to transmit torque for long time.

11 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к сепаратору с множеством отверстий или вырезов под используемые в шарнире тела качения. Изобретение относится также к способу изготовления такого сепаратора, шарниру и автотранспортному средству.The invention relates to a separator with many holes or cutouts for the rolling elements used in the hinge. The invention also relates to a method for manufacturing such a separator, a hinge, and a motor vehicle.

Изобретение относится прежде всего к сепараторам для шариковых шарниров равных угловых скоростей, используемых, например, в автомобилестроении. Такие шарниры имеют наружную и внутреннюю детали со множеством предусмотренных на них проходящих в основном в продольном направлении дорожек (канавок) для перемещения шариков. Между наружной и внутренней деталями шарнира помещают шарики, которые предназначены для передачи крутящего момента и для позиционирования, соответственно разделения которых, используется расположенный между наружной и внутренней деталями шарнира сепаратор. Сепаратор имеет множество отверстий (окон) под шарики и тем самым ограничивает их подвижность в осевом направлении.The invention relates primarily to separators for ball joints of equal angular velocities, used, for example, in the automotive industry. Such hinges have outer and inner parts with a plurality of tracks (grooves) extending mainly in the longitudinal direction for moving balls provided thereon. Between the outer and inner parts of the hinge are placed balls that are designed to transmit torque and for positioning, respectively separating which, a separator located between the outer and inner parts of the hinge is used. The separator has many holes (windows) for the balls and thereby limits their mobility in the axial direction.

С учетом существующих на сегодня различных типов шарниров настоящее изобретение относится прежде всего к сепараторам, используемым в следующих шарнирах. К шарнирам одного типа относятся шарниры Рцеппа, в которых непосредственная установка шариков в биссекторную плоскость обеспечивается благодаря меридиональным дорожкам их качения, которые имеют вид канавок, выполненных на сферических поверхностях внутренней и наружной деталей шарнира, при этом центры дорожек на внутренней и центры дорожек на наружной деталях смещены относительно друг друга в продольном направлении. К шарнирам другого типа относятся шарниры без поднутрений, в которых используется в основном тот же принцип, что и в шарнирах Рцеппа, и в которых дорожки качения шариков выполнены в осевом направлении без поднутрений. К шарнирам третьего типа относятся так называемые шарниры с двойным смещением, в которых на сепараторе предусмотрены сферические направляющие поверхности со смещенными в осевом направлении относительно друг друга центрами кривизны с внутренней и наружной сторон, в результате чего при изменении угла между осями соединенных таким шарниром валов происходит непосредственная установка сепаратора, а тем самым и опосредованная установка шариков в биссекторную плоскость. Подобные шарниры с криволинейными дорожками качения шариков выполняют в виде жестких карданных шарниров, а с прямыми дорожками качения шариков - в виде подвижных в осевом направлении шарниров. В качестве примера шарниров еще одного типа следует также упомянуть так называемые универсальные карданные шарниры типа "Лебро", в наружной и внутренней деталях которых имеются по меньшей мере частично функционально связанные между собой дорожки, которые проходят не строго в продольном направлении, а образуют между собой некоторый угол и тем самым обеспечивают непосредственную установку шариков в биссекторную плоскость и на половину пути перемещения.In view of the various types of hinges existing today, the present invention relates primarily to separators used in the following hinges. The hinges of one type include Röpppp hinges, in which the direct installation of the balls in the bisector plane is ensured by the meridional raceways, which have the form of grooves made on the spherical surfaces of the inner and outer parts of the hinge, while the centers of the tracks on the inside and the centers of the tracks on the external parts offset relative to each other in the longitudinal direction. Hinges of a different type include hinges without undercuts, in which basically the same principle is used as in the Röpppp hinges, and in which the raceways of the balls are made in the axial direction without undercuts. The hinges of the third type include the so-called hinges with double bias, in which the separator has spherical guide surfaces with axially displaced centers of curvature from the inner and outer sides, as a result of which when the angle between the axes of the shafts connected by such a hinge changes, installation of the separator, and thereby the indirect installation of balls in the bisector plane. Such hinges with curved ball raceways are in the form of rigid cardan joints, and with straight ball raceways in the form of axially movable joints. As an example of another type of hinge, one should also mention the so-called Lebro universal joint joints, in the outer and inner parts of which there are at least partially functionally interconnected tracks that do not extend strictly in the longitudinal direction, but form a certain angle and thereby provide a direct installation of the balls in the bisector plane and halfway.

Во всех этих известных шарнирах их сепараторы длительно или по меньшей мере периодически скользят по расположенным между дорожками качения шариков поверхностям внутренней детали и/или наружной детали шарнира. При этом для уменьшения износа или для повышения износостойкости все поверхности скольжения наружной и внутренней деталей шарнира соответственно его сепаратора должны быть упрочнены.In all these known hinges, their separators continuously or at least periodically slide along the surfaces of the inner part and / or the outer part of the hinge located between the raceways of the balls. Moreover, to reduce wear or to increase wear resistance, all sliding surfaces of the outer and inner parts of the hinge, respectively, of its separator should be hardened.

При изготовлении сепаратора во избежание прежде всего его износа в результате трения при контакте с наружной, соответственно внутренней деталями шарнира упрочнению до настоящего времени подвергали приповерхностный слой сепаратора. В настоящее время именно в автомобилестроении наблюдается тенденция к постоянному увеличению усилий, соответственно крутящих моментов, которые должны передавать подобные шарниры. Подобное повышение нагрузок на шарниры предъявляет особые требования к ним главным образом в том случае, когда шарнир подвергается воздействию не исключительно осевых нагрузок, а должен передавать усилия, соответственно крутящие моменты, между ведущим и ведомым валами с пересекающимися осями. Эффективность передачи усилий, соответственно крутящих моментов, между ведущим и ведомым валами с пересекающимися осями зависит прежде всего от эффективности передачи усилий от шариков на сепаратор. Обычно шарик удерживается в сепараторе в своем положении за счет трехточечного контакта, а именно в одной точке контактирует с внутренней деталью сепаратора, во второй точке контактирует с его наружной деталью, а в третьей точке контактирует с сепаратором. С увеличением угла отклонения оси ведомого вала от оси ведущего вала возрастают действующие на шарик тангенциальные усилия, которые соответственно в большей мере должны компенсироваться сепаратором. Подобное действующее на сепаратор результирующее усилие приводит в конечном итоге к ограничению величины крутящего момента, который способен передавать шарнир при увеличенных углах отклонения оси ведомого вала от оси ведущего вала. По этой причине с учетом постоянно повышающихся запросов рынка, связанных с необходимостью увеличения передаваемых шарниром крутящих моментов, неизбежно приходилось увеличивать размеры шарниры.In the manufacture of the separator in order to avoid primarily its wear due to friction in contact with the external, respectively internal parts of the hinge, the surface layer of the separator has been hardened to date. Currently, it is in the automotive industry that there is a tendency to constantly increase the forces, respectively the torques, which such joints must transmit. Such an increase in the loads on the hinges makes special demands on them mainly when the hinge is not subjected exclusively to axial loads, but must transmit forces, respectively torques, between the drive and driven shafts with intersecting axes. The efficiency of the transmission of forces, respectively torques, between the drive and driven shafts with intersecting axes depends primarily on the efficiency of the transfer of forces from the balls to the separator. Usually, the ball is held in the separator in its position due to a three-point contact, namely, at one point it contacts the inner part of the separator, at the second point it contacts its outer part, and at the third point it contacts the separator. With an increase in the angle of deviation of the axis of the driven shaft from the axis of the drive shaft, the tangential forces acting on the ball increase, which, accordingly, must be more compensated by the separator. Such a resulting force acting on the separator ultimately leads to a limitation of the amount of torque that the joint can transmit at increased angles of deviation of the axis of the driven shaft from the axis of the drive shaft. For this reason, taking into account the constantly increasing market demands related to the need to increase the torque transmitted by the hinge, inevitably had to increase the size of the hinges.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать сепаратор для шарнира, позволяющий по меньшей мере частично решить известные, присущие уровню техники технические проблемы. Такой сепаратор прежде всего должен на протяжении длительного времени оставаться соответствующим постоянно меняющимся требованиям, предъявляемым к шарнирам именно в автомобилестроении, и предпочтительно должен обеспечивать возможность создания исключительно компактных шарниров. Помимо этого, задача изобретения состояла также в разработке простого в осуществлении и легко интегрируемого в серийное производство способа изготовления соответствующего сепаратора.Based on the foregoing, the present invention was based on the task of developing a hinge separator that allows at least partially solving the known technical problems inherent in the prior art. Such a separator, first of all, should for a long time remain relevant to the constantly changing requirements for hinges in the automotive industry, and preferably should provide the ability to create extremely compact hinges. In addition, the objective of the invention was also to develop a method of manufacturing an appropriate separator that is easy to implement and easily integrated into serial production.

Указанные задачи решаются с помощью предлагаемого в изобретении сепаратора, заявленного в п.1 формулы изобретения, и соответственно с помощью предлагаемого в изобретении способа, заявленного в п.5 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения представлены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения. В этом отношении необходимо отметить, что представленные в формуле изобретения признаки могут использоваться в любых технологически реализуемых комбинациях между собой, образующих другие предпочтительные варианты осуществления изобретения.These problems are solved by using the proposed in the invention of the separator, as claimed in claim 1, and, accordingly, by using the method proposed in the invention, as claimed in claim 5. Preferred embodiments of the invention are presented in the respective dependent claims. In this regard, it should be noted that the features presented in the claims can be used in any technologically feasible combinations among themselves, forming other preferred embodiments of the invention.

Предлагаемый в изобретении сепаратор имеет множество отверстий под используемые в шарнире тела качения и целиком имеет в основном одинаковую пластичность. Сказанное означает, в частности, что сепаратор не подвергают поверхностному упрочнению, которому до настоящего времени всегда подвергали сепараторы. В отличие от известных сепараторов, всю поверхность которых для придания ей максимально возможной твердости при сохранении сердцевины сепаратора пластичной до настоящего времени подвергали упрочнению, например, путем цементации, согласно изобретению предлагается выполнять весь сепаратор с одинаковой пластичностью по всему его поперечному сечению. В соответствии с этим у предлагаемого в изобретении сепаратора отсутствуют существенные различия в твердости, структуре и иных свойствах по его поперечному сечению, соответственно по его окружности. По результатам проведенных испытаний было установлено, что подобный сепаратор способен воспринимать статические усилия, которые более чем на 50% превышают статические усилия, которые способны выдерживать сепараторы, подвергнутые поверхностному упрочнению, соответственно цементации. Использование подобного сепаратора в шарнире позволяет увеличить длительно передаваемые с его помощью статические крутящие моменты на величину, достигающую 30% от величины статических крутящих моментов, которые способны передавать шарниры с известными сепараторами.The separator according to the invention has many openings for the rolling elements used in the hinge and in general has basically the same ductility. The foregoing means, in particular, that the separator is not subjected to surface hardening, to which separators have always been subjected to hitherto. In contrast to the known separators, the entire surface of which has been hardened so far to give it the maximum possible hardness while maintaining the core of the separator plastic, for example, by cementation, it is proposed according to the invention to carry out the entire separator with the same ductility over its entire cross section. In accordance with this, the proposed in the invention of the separator there are no significant differences in hardness, structure and other properties in its cross section, respectively, on its circumference. According to the results of tests, it was found that such a separator is capable of absorbing static forces that are more than 50% higher than the static forces that can withstand separators subjected to surface hardening, respectively cementation. The use of such a separator in the hinge allows you to increase the long-term transmitted static torques with it by up to 30% of the static torques that are able to transmit hinges with known separators.

Под "пластичностью" подразумевается прежде всего свойство конструкционного материала необратимо деформироваться под действием внешних сил, т.е. деформироваться пластически, а не разрушаться. Степень пластичности, помимо прочего, обычно зависит от температуры, при этом за исходную температуру принимается комнатная температура.By "ductility" is meant primarily the property of a structural material to be irreversibly deformed under the influence of external forces, i.e. deform plastically, and not collapse. The degree of plasticity, among other things, usually depends on the temperature, and the room temperature is taken as the initial temperature.

В одном из предпочтительных вариантов выполнения предлагаемого в изобретении сепаратора его твердость по Виккерсу (HV) составляет от 500 до 650 HV, прежде всего, например, от 550 до 600 HV. При определении твердости по Виккерсу в качестве индентора используют правильную четырехугольную пирамиду, которую с приложением к ней статической нагрузки вдавливают в течение определенного периода времени в поверхность испытываемого материала. Число твердости по Виккерсу (HV) рассчитывают как отношение приложенной к индентору нагрузки к площади поверхности оставленного пирамидой в испытываемом материале отпечатка, из-за чего упругие деформации остаются неучтенными. Этот метод определения твердости широко известен и поэтому не требует его более подробного описания.In a preferred embodiment of the separator according to the invention, its Vickers hardness (HV) ranges from 500 to 650 HV, in particular, for example, from 550 to 600 HV. When determining the Vickers hardness, the regular quadrangular pyramid is used as an indenter, which, with the application of a static load, is pressed into the surface of the test material for a certain period of time. The Vickers hardness number (HV) is calculated as the ratio of the load applied to the indenter to the surface area of the imprint left by the pyramid in the test material, due to which elastic deformations remain unaccounted for. This method of determining hardness is widely known and therefore does not require a more detailed description thereof.

Методом Виккерса твердость предлагаемого в изобретении сепаратора можно измерять в любой точке его поперечного сечения, при этом твердость внутренней части (сердцевины) сепаратора в основном соответствует твердости его краевого, соответственно приповерхностного, слоя. Твердость внутренней части сепаратора прежде всего должна отличаться менее чем на 15%, предпочтительно менее чем на 10%, от твердости на его поверхности. Указанной выше твердостью в пределах от 500 до 650 HV должен прежде всего обладать сепаратор, предназначенный для применения в шарнире, используемом в автомобилестроении.By the Vickers method, the hardness of the separator according to the invention can be measured at any point of its cross-section, while the hardness of the inner part (core) of the separator mainly corresponds to the hardness of its edge or surface layer. The hardness of the inner part of the separator should primarily differ by less than 15%, preferably less than 10%, from the hardness on its surface. The above hardness in the range from 500 to 650 HV must first of all have a separator designed for use in the hinge used in the automotive industry.

В следующем варианте сепаратор предлагается выполнять из улучшенной стали. Сказанное означает, в частности, что сепаратор целиком изготовлен из стали, которая для придания ей определенных, описанных выше положительных свойств была подвергнута термической обработке, состоявшей в первоначальной сквозной закалке и последующем отпуске. В качестве примера пригодных для изготовления предлагаемого в изобретении сепаратора сталей можно назвать нелегированные улучшаемые стали с содержанием углерода в пределах от 0,35 до 0,6%.In a further embodiment, the separator is proposed to be made of improved steel. The foregoing means, in particular, that the separator is entirely made of steel, which was subjected to heat treatment, which consisted of initial through hardening and subsequent tempering, to give it certain positive properties described above. As an example of steels suitable for the manufacture of the steel separator according to the invention, undoped alloy steels with a carbon content in the range of 0.35 to 0.6% can be mentioned.

Поскольку содержание углерода в улучшаемых сталях в принципе может составлять, например, от 0,3 до 0,7%, в следующем варианте осуществления изобретения сепаратор предлагается изготавливать из стали с содержанием углерода в пределах от 0,3 до 0,5%, прежде всего от 0,43 до 0,5%. С учетом того факта, что возможное повышение твердости стали при ее закалке в решающей степени зависит и от содержания в ней углерода, предложение изготавливать сепаратор из стали с относительно небольшим содержанием углерода на первый взгляд кажется неожиданным. Однако по результатам сложных испытаний было установлено, что деталь, изготовленная именно из улучшаемых сталей с несколько пониженным содержанием углерода и меньшими показателями твердости после отпуска, способна выдерживать более высокие статические нагрузки, чем деталь, изготовленная из улучшаемых сталей с бóльшим содержанием углерода. Помимо этого, изготовление сепараторов из улучшаемых сталей с пониженным содержанием углерода позволяет повысить надежность и эффективность их термической обработки с обеспечением постоянно высокого качества сепараторов при их серийном производстве.Since the carbon content in the steels being improved can in principle be, for example, from 0.3 to 0.7%, in a further embodiment of the invention, the separator is proposed to be made of steel with a carbon content in the range from 0.3 to 0.5%, in particular from 0.43 to 0.5%. Given the fact that a possible increase in the hardness of steel during its hardening depends to a decisive extent on the carbon content in it, the proposal to manufacture a separator from steel with a relatively low carbon content seems at first glance unexpected. However, according to the results of complex tests, it was found that a part made of improved steels with a slightly lower carbon content and lower hardness after tempering can withstand higher static loads than a part made of improved steels with a higher carbon content. In addition, the manufacture of separators from improved steels with a low carbon content allows you to increase the reliability and efficiency of their heat treatment to ensure consistently high quality separators in their serial production.

В следующем предпочтительном варианте выполнения предлагаемого в изобретении сепаратора его изготавливают из стали, которая содержит по меньшей мере бор в качестве легирующего элемента. Относительное содержание бора в такой стали предпочтительно должно составлять от 0,0001 до 0,0015%, прежде всего от 0,0001 до 0,001%. Наличие бора в стали не только позволяет придать ей высокую способность к обработке давлением и прокаливаемость (т.е. способность воспринимать закалку на глубину), но и обеспечивает прежде всего приемлемую сопротивляемость стали сдвигу отдельных ее участков при ее обработке удалением части материала. Наличие у стали подобного свойства имеет важное значение прежде всего при изготовлении из нее предлагаемого в изобретении сепаратора, поскольку отверстия в нем обычно выполняют путем вырубки. В этом отношении предлагаемый в изобретении сепаратор наиболее предпочтительно изготавливать из стали марки 45В2М (содержащей 0,45-0,5% C, 0,5-0,6% Mn, максимум 0,1 Si, максимум 0,015% P, максимум 0,025% S, 0,02-0,04% Al, 0,2-0,3% Cr, максимум 0,01% Mo, максимум 0,025% Ni, максимум 0,015% Cu, 0,003-0,0005% Ti, 0,0001-0,0005% B, максимум 0,012% N) или из иного аналогичного материала.In a further preferred embodiment, the separator according to the invention is made of steel, which contains at least boron as an alloying element. The relative boron content in such steel should preferably be from 0.0001 to 0.0015%, especially from 0.0001 to 0.001%. The presence of boron in steel not only makes it possible to give it a high ability to be processed by pressure and hardenability (i.e., the ability to perceive hardening to a depth), but it also provides, first of all, an acceptable resistance to steel shear of its individual sections during its processing by removing part of the material. The presence of such a property in steel is important primarily in the manufacture of the separator proposed in the invention from it, since the holes in it are usually made by cutting. In this regard, the separator according to the invention is most preferably made from steel grade 45B2M (containing 0.45-0.5% C, 0.5-0.6% Mn, maximum 0.1 Si, maximum 0.015% P, maximum 0.025% S, 0.02-0.04% Al, 0.2-0.3% Cr, maximum 0.01% Mo, maximum 0.025% Ni, maximum 0.015% Cu, 0.003-0.0005% Ti, 0.0001 -0.0005% B, maximum 0.012% N) or from other similar material.

Следующим объектом настоящего изобретения является предлагаемый в нем способ изготовления сепаратора со множеством отверстий под используемые в шарнире тела качения. Такой способ заключается в выполнении, по меньшей мере, следующих стадий:The next object of the present invention is its proposed method of manufacturing a separator with many holes for used in the hinge rolling elements. Such a method consists in performing at least the following steps:

- путем формообразования изготавливают сплошной корпус сепаратора,- by means of shaping, a continuous casing of the separator is made,

- в корпусе сепаратора путем удаления части материала выполняют множество отверстий,- in the separator housing by removing part of the material, many holes are made,

- сепаратор подвергают сквозной закалке,- the separator is subjected to through hardening,

- сепаратор подвергают отпуску.- the separator is subjected to vacation.

Под "формообразованием", выполняемым на указанной первой стадии предлагаемого в изобретении способа, подразумевается возможность изготовления корпуса сепаратора как технологическими методами первичного формообразования, так и технологическими методами формоизменения. Корпус сепаратора предпочтительно изготавливать путем отрезания от трубчатой заготовки.By “shaping” carried out at the indicated first stage of the method proposed in the invention is meant the possibility of manufacturing a separator body by both technological methods of primary shaping and technological methods of shaping. The separator body is preferably made by cutting from a tubular workpiece.

Выполнение в корпусе сепаратора множества отверстий "путем удаления части материала" обычно заключается в механическом удалении материала из корпуса сепаратора с помощью режущего инструмента. Для выполнения отверстий в корпусе сепаратора пригоден прежде всего метод вырубки. В некоторых случаях может также оказаться целесообразным выполнять отверстия в корпусе сепаратора путем удаления части материала с помощью высокоэнергетических лучей. Для придания сепаратору определенной формы или для изменения контура его поверхности корпус сепаратора дополнительно можно обрабатывать и иными методами, например подвергать корпус сепаратора в незакаленном мягком состоянии обработке резанием путем точения, сверления и/или фрезерования.The implementation in the separator housing of many holes "by removing part of the material" usually consists in mechanically removing material from the separator housing using a cutting tool. To make holes in the separator housing, the cutting method is primarily suitable. In some cases, it may also be appropriate to make holes in the separator body by removing part of the material using high-energy rays. To give the separator a certain shape or to change the contour of its surface, the separator body can be additionally processed using other methods, for example, to subject the separator body in an unhardened soft state to machining by turning, drilling and / or milling.

На следующей стадии сепаратор предлагается согласно изобретению подвергать сквозной закалке. С этой целью сепаратор нагревают, например, до температуры в пределах от 800 до 1000°С и затем резко охлаждают до температуры в пределах примерно от 20 до 60°С. Длительность резкого охлаждения до указанной температуры должна при этом составлять менее 10 с, прежде всего от 0,5 до 4 с. Скорость резкого охлаждения не должна быть слишком высокой, поскольку в противном случае не исключено образование закалочных трещин. Помимо этого, резкое охлаждение сепаратора должно быть максимально равномерным с целью минимизировать его возможное коробление. После сквозной закалки сепаратор во всем объеме своего материала имеет мартенситную структуру и поэтому обладает высокой хрупкостью и склонностью к растрескиванию. Во избежание трещинообразования под действием внутренних напряжений сепараторы необходимо как можно быстрее подвергать отпуску.In the next stage, the separator is proposed according to the invention to be subjected to through hardening. For this purpose, the separator is heated, for example, to a temperature in the range from 800 to 1000 ° C and then sharply cooled to a temperature in the range from about 20 to 60 ° C. The duration of the quenching to the indicated temperature should be less than 10 s, especially from 0.5 to 4 s. The rate of quenching should not be too high, since otherwise the formation of quenching cracks is not excluded. In addition, the sharp cooling of the separator should be as uniform as possible in order to minimize its possible warping. After through hardening, the separator in its entire material has a martensitic structure and therefore has high brittleness and a tendency to crack. To avoid cracking under the influence of internal stresses, the separators must be tempered as soon as possible.

После сквозной закалки сепаратор вновь подвергают термической обработке. Для отпуска сепаратор предпочтительно нагревать до температуры в пределах от 150 до 250°С и в зависимости от используемого метода отпуска выдерживать при этой температуре в течение, например, 5-90 мин, предпочтительно, однако, в течение не более 10 мин. Цель отпуска состоит в повышении пластичности стали, из которой изготовлен сепаратор, по сравнению с ее пластичностью непосредственно после закалки, при этом, однако, отпуск обычно сопровождается некоторым снижением прочности стали. В результате отпуска в материале до определенного уровня снижаются внутренние напряжения, возникшие в нем при закалке. Режим отпуска, прежде всего температура и продолжительность выдержки при ней, зависит от химического состава материала и от его полученного в результате закалки структурного состояния. Однако обычно с повышением температуры отпуска прочность материала снижается, тогда как его показатели относительного удлинения и относительного сужения при разрыве улучшаются.After through hardening, the separator is again subjected to heat treatment. For tempering, the separator is preferably heated to a temperature in the range of 150 to 250 ° C. and, depending on the tempering method used, is held at this temperature for, for example, 5-90 minutes, preferably, however, for no more than 10 minutes. The purpose of tempering is to increase the ductility of the steel of which the separator is made, compared with its ductility immediately after quenching, however, tempering is usually accompanied by a slight decrease in the strength of the steel. As a result of tempering in the material, the internal stresses arising in it during quenching are reduced to a certain level. The tempering regime, first of all, the temperature and the exposure time, depends on the chemical composition of the material and on its structural state quenching. However, usually with increasing tempering temperature, the strength of the material decreases, while its relative elongation and relative narrowing at break improve.

Сепаратор можно подвергать отпуску непосредственно на позиции закалки или же на последующей позиции отпуска (например, в отдельной индукционной, электрической или газовой проходной или камерной печи). Предпочтителен при этом процесс, обеспечивающий возможность поштучной обработки деталей и допускающий тем самым возможность его интегрирования в поточную линию. Отпуск предпочтительно проводить в малом объеме и в течение короткого периода времени (по возможности соответствующего такту работы поточной линии). Необходимая общая продолжительность отпуска определяется длительностью нагрева детали до требуемой температуры отпуска, а также длительностью выдержки при этой температуре. Чем короче продолжительность отпуска, соответственно выдержки при заданной температуре, тем выше требуемая температура отпуска. При продолжительности отпуска в секундном диапазоне, что при определенных условиях является необходимым условием для возможности проведения этого процесса в закалочной установке, сепаратор обычно требуется подвергать "высокотемпературному отпуску" (температура которого превышает температуру обычного длительного отпуска в печи продолжительностью примерно от 0,5 до 1,5 ч). Однако этот тип отпуска часто сопряжен с риском перегрева, в результате которого материал сепараторов приобретает сложно выявляемую повышенную мягкость. При предпочтительном проведении отпуска в индукционной проходной печи подвергать сепараторы связанному с риском перегрева "высокотемпературному отпуску" не требуется, поскольку в такой печи отпуск можно проводить при обычной для него температуре за 1-5 мин с производительностью, предпочтительно соответствующей производительности производственной линии. Из результатов серий проведенных испытаний следует, что для получения шарнира, способного длительно оставаться работоспособным при его применении в указанной в настоящем изобретении области, твердость подвергнутых сквозной закалке сепараторов после отпуска должна быть ниже и должна лежать в более узких пределах, чем у подвергнутых цементации сепараторов, предпочтительно должна составлять от 57 до 60 HRC.The separator can be tempered directly at the quenching position or at a subsequent tempering position (for example, in a separate induction, electric or gas feed-through or chamber furnace). In this case, a process is preferable, providing the possibility of piece-wise processing of parts and thereby allowing the possibility of its integration into the production line. Vacation is preferably carried out in a small volume and for a short period of time (if possible corresponding to the cycle of the production line). The required total tempering time is determined by the duration of heating the part to the desired tempering temperature, as well as the exposure time at this temperature. The shorter the duration of the vacation, respectively, the exposure at a given temperature, the higher the required temperature of the vacation. When the tempering time is in the second range, which under certain conditions is a prerequisite for the possibility of carrying out this process in the quenching unit, the separator is usually required to be subjected to “high-temperature tempering" (the temperature of which exceeds the temperature of a usual long tempering in a furnace lasting from about 0.5 to 1, 5 h). However, this type of tempering is often associated with the risk of overheating, as a result of which the separator material acquires a difficult to detect increased softness. While it is preferable to conduct tempering in an induction continuous kiln, it is not necessary to expose the separators to the risk of overheating of “high temperature tempering”, since tempering in such a kiln can be carried out at its usual temperature for 1-5 minutes with a productivity that preferably corresponds to the productivity of the production line. From the results of the series of tests carried out it follows that in order to obtain a hinge capable of remaining operable for a long time when used in the field specified in the present invention, the hardness of the through-hardened separators after tempering should be lower and should lie within narrower limits than those subjected to carburizing separators, preferably should be from 57 to 60 HRC.

В одном из вариантов осуществления предлагаемого в изобретении способа сепаратор при его сквозной закалке нагревают по меньшей мере одним из следующих методов: индукционным нагревом, нагревом высокоэнергетическим лучом, нагревом в проходной или камерной печи. В зависимости от того, подвергают ли сепараторы термической обработке поштучно или вместе по несколько штук, можно использовать, например, следующие методы нагрева:In one embodiment of the method of the invention, the separator, when it is quenched, is heated by at least one of the following methods: induction heating, heating with a high-energy beam, heating in a passage or chamber furnace. Depending on whether the separators are heat treated individually or together in several pieces, you can use, for example, the following heating methods:

а) нагрев отдельных сепараторов индукционно-импульсным методом, высокоэнергетическим лучом (например, лазерным лучом, электронным лучом) или электросопротивлением,a) heating individual separators by an induction-pulse method, a high-energy beam (for example, a laser beam, an electron beam) or electrical resistance,

б) нагрев сепараторов в непрерывном режиме в индукционной, электрической или газовой проходной печи,b) heating the separators in a continuous mode in an induction, electric or gas feed-through furnace,

в) нагрев сепараторов в камере индукционной, электрической, газовой или плазменной камерной печи.c) heating of the separators in the chamber of an induction, electric, gas or plasma chamber furnace.

Наиболее предпочтительна при этом интегрированная в технологический процесс индукционно-импульсная закалка нагреваемых по отдельности сепараторов. Помимо этого, для прежде всего частичной закалки сепаратора можно использовать высокоэнергетические лучи, например лазерный или электронный луч.In this case, induction-impulse hardening integrated in the technological process of quenching of separately heated separators is most preferable. In addition, for primarily partial hardening of the separator, high-energy beams, such as a laser or electron beam, can be used.

Для резкого охлаждения сепаратора при закалке можно использовать следующие методы:The following methods can be used to quench the separator during quenching:

а) резкое охлаждение отдельного сепаратора путем душевого закалочного охлаждения, проводимого либо с охватом отдельной детали или с осевой подачей, либо в осевом направлении отдельной детали или с горизонтальной подачей, либо сбоку отдельной детали или с горизонтальной подачей, или путем закалочного охлаждения в обычной или гидроциклонной ванне, обычно со свободным падением,a) rapid cooling of an individual separator by shower quenching cooling, carried out either with the coverage of a separate part or with axial feed, or in the axial direction of a separate part or with horizontal feed, or from the side of a separate part or with horizontal feed, or by quenching cooling in a conventional or hydrocyclone bath, usually with free fall,

б) резкое охлаждение одновременно нескольких сепараторов путем погружения в осевом направлении в масляную или соляную ванну путем душевого закалочного охлаждения или путем охлаждения в потоке газа.b) sudden cooling of several separators simultaneously by immersion in the axial direction in an oil or salt bath by quenching shower cooling or by cooling in a gas stream.

Наиболее предпочтительно при этом использовать интегрированное в закалочную машину поштучное душевое закалочное охлаждение с помощью кольцевого закалочного разбрызгивателя.In this case, it is most preferable to use one-piece shower quenching cooling integrated in the quenching machine using an annular quenching spray.

Температура закалки, называемая также температурой аустенитизации, у доэвтектоидных сталей находится примерно на 50°С выше так называемой линии Ас₃ на соответствующей диаграмме состояния железо-углерод. Под закалкой стали в общем случае подразумевается превращение твердого раствора углерода и легирующих элементов в γ-железе в образующуюся при закалке мартенситную структуру. При этом превращение подобного твердого раствора в другие структуры, такие как феррит, перлит и бейнит, подавляется. Скорость охлаждения при закалке должна превышать критическую скорость охлаждения во избежание образования именно этих промежуточных структур.The quenching temperature, also called austenitization temperature, in hypoeutectoid steels is approximately 50 ° C higher than the so-called Ac ₃ line in the corresponding iron-carbon state diagram. In general, hardening of steel means the conversion of a solid solution of carbon and alloying elements in γ-iron into a martensitic structure formed during hardening. In this case, the conversion of such a solid solution into other structures, such as ferrite, perlite and bainite, is suppressed. The quenching cooling rate must exceed the critical cooling rate in order to avoid the formation of precisely these intermediate structures.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления предлагаемого в изобретении способа отпуск сепаратора позволяет довести его твердость до значений в пределах от 500 до 600 HV. Под "отпуском" подразумевается нагрев детали до температуры, которая находится ниже так называемой линии Ac₁ на диаграмме состояния железо-углерод (после предшествующей закалки), и выдержка при этой температуре с последующим охлаждением. На первой стадии отпуска (от 100 до 180°С) происходит выделение мельчайших частиц Fe_2,4C (ε-карбида), при этом дисперсионное твердение нарастает за счет упрочнения в результате перенасыщения (тетрагональный мартенсит превращается в кубический). При температуре выше 200°С ε-карбиды становятся нестабильными и вследствие диффузии углерода из остаточного аустенита претерпевают превращение в Fe₃C. В результате этого существенно снижается содержание углерода в аустените. Для достижения указанных выше показателей твердости сепаратора сталь, например, марки 45В2М можно отпускать при температуре около 190°С, после выдержки при которой, длящейся в зависимости от режима отпуска от примерно 40 с до 120 мин, сталь вновь охлаждают.In another preferred embodiment of the method of the invention, tempering of the separator makes it possible to bring its hardness to values in the range of 500 to 600 HV. By “tempering” is meant heating the part to a temperature that is below the so-called Ac ₁ line in the iron-carbon state diagram (after the previous quenching), and holding at this temperature with subsequent cooling. At the first stage of tempering (from 100 to 180 ° С), the smallest particles of Fe _2.4 C (ε-carbide) are precipitated, while dispersion hardening increases due to hardening as a result of supersaturation (tetragonal martensite turns into cubic). At temperatures above 200 ° C, ε-carbides become unstable and, due to carbon diffusion from residual austenite, undergo conversion to Fe ₃ C. As a result, the carbon content in austenite is significantly reduced. To achieve the separator hardness indices indicated above, steel, for example, grade 45В2М, can be tempered at a temperature of about 190 ° C, after which it is allowed to cool again, depending on the tempering mode, from about 40 seconds to 120 minutes.

При отпуске сепаратор можно нагревать по меньшей мере одним из следующих методов:During tempering, the separator can be heated by at least one of the following methods:

а) нагрев отдельных сепараторов при отпуске индукционно-импульсным методом (обычно отпуск длится от 20 до 60 с), электросопротивлением или в горячей среде (обычно в масляных или соляных ваннах),a) heating of individual separators during tempering by induction-pulse method (usually tempering lasts from 20 to 60 s), electrical resistance or in a hot environment (usually in oil or salt baths),

б) нагрев при отпуске в непрерывном режиме в индукционной, электрической или газовой проходной печи,b) heating during tempering in a continuous mode in an induction, electric or gas continuous furnace,

в) нагрев при отпуске сепараторов в камере индукционной, электрической, газовой или плазменной камерной печи.c) heating during the release of the separators in the chamber of an induction, electric, gas or plasma chamber furnace.

Отпуск сепаратора в зависимости от метода закалки обычно выполняют по меньшей мере путем его погружения в горячую жидкость (прежде всего при поштучном нагреве) или путем его пропускания через по меньшей мере одну проходную или камерную печь (прежде всего при одновременном нагреве нескольких деталей).Depending on the quenching method, the separation of the separator is usually carried out at least by immersion in a hot liquid (primarily by piece heating) or by passing it through at least one continuous or chamber furnace (primarily when several parts are heated simultaneously).

Объектом изобретения в особенно предпочтительно варианте его осуществления является также шарнир, имеющий наружную деталь, внутреннюю деталь, множество тел качения и сепаратор, имеющий указанное выше исполнение, соответственно изготавливаемый описанным выше предлагаемым в изобретении способом. Использование подобного сепаратора в шарнире позволяет значительно повысить и нагрузочную способность самого шарнира, который благодаря этому способен также передавать высокие статические усилия, соответственно крутящие моменты, при больших углах между осями соединяемых им валов. Повышение сопротивления сепаратора статическому разрушению непосредственно приводит и к улучшению свойств шарнира.An object of the invention, in a particularly preferred embodiment, is also a hinge having an outer part, an inner part, a plurality of rolling elements and a separator having the aforementioned design, respectively manufactured by the method described above. The use of such a separator in the hinge can significantly increase the load capacity of the hinge itself, which due to this is also able to transmit high static forces, respectively torques, at large angles between the axes of the shafts connected to it. Increasing the resistance of the separator to static fracture directly leads to an improvement in the properties of the joint.

Указанные преимущества проявляются наиболее ярко в том случае, когда подобный шарнир соединяет между собой валы, угол между осями которых превышает 20°. Максимально возможный угол между осями валов, соединяемых предлагаемым в изобретении шарниром (угол изгиба в шарнире), может составлять от 30 до более 50°. При столь значительных углах отклонения оси ведомого вала от оси ведущего вала на сепаратор действуют существенно более высокие усилия, обусловленные осевой нагрузкой, создаваемой телами качения. При этом по результатам проведенных испытаний было установлено, что подвергнутый сквозной закалке улучшенный сепаратор обладает гораздо более высоким сопротивлением статическому разрушению именно при воздействии подобных экстремально высоких нагрузок. Помимо этого, по результатам проведенных испытаний было установлено, что применение в шарнире предлагаемого в изобретении сепаратора, сопротивление которого разрушению превышает тот же показатель известных сепараторов на величину, достигающую 50%, позволяет увеличить максимальный передаваемый через предлагаемый в изобретении шарнир квазистатический крутящий момент при угле между осями соединенных им валов, равном 45°, на величину, достигающую 30% от величины максимального крутящего момента, который способны передавать известные шарниры.These advantages are most pronounced in the case when such a hinge connects shafts to each other, the angle between the axes of which exceeds 20 °. The maximum possible angle between the axes of the shafts connected by the hinge according to the invention (bending angle in the hinge) can be from 30 to more than 50 °. With such significant angles of deviation of the axis of the driven shaft from the axis of the drive shaft, significantly higher forces act on the separator due to the axial load created by the rolling bodies. Moreover, according to the results of the tests, it was found that the improved separator subjected to through hardening has a much higher resistance to static destruction precisely under the influence of such extremely high loads. In addition, according to the results of the tests, it was found that the use of a hinge according to the invention of the separator, the fracture resistance of which exceeds the same indicator of the known separators by up to 50%, makes it possible to increase the maximum quasistatic torque transmitted through the hinge according to the invention at an angle between the axes of the shafts connected by it, equal to 45 °, by an amount reaching 30% of the maximum torque that the known hinge is capable of transmitting s.

В качестве примера наиболее предпочтительной области применения подобных шарниров можно назвать автотранспортные средства. Под автотранспортными средствами подразумеваются прежде всего легковые, грузовые и иные автомобили. К другим возможным техническим областям применения предлагаемого в изобретении шарнира относятся, например, ветряные силовые установки или иные силовые передачи, в которых невозможна передача крутящих моментов, соответственно усилий, через жесткие связи.As an example of the most preferred area of application of such hinges can be called vehicles. Under the motor vehicles are meant primarily cars, trucks and other cars. Other possible technical fields of application of the hinge according to the invention include, for example, wind turbines or other power transmissions in which it is not possible to transmit torques, respectively forces, through hard connections.

Ниже изобретение, а также необходимые для его реализации технические средства более подробно рассмотрены со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи. Следует отметить, что на этих чертежах представлены наиболее предпочтительные, но не ограничивающие объем изобретения варианты его осуществления. На прилагаемых к описанию чертежах, в частности, показано:Below the invention, as well as the necessary technical means for its implementation, are discussed in more detail with reference to the drawings attached to the description. It should be noted that these drawings show the most preferred, but not limiting the scope of the invention, options for its implementation. In the accompanying drawings, in particular, is shown:

на фиг.1 - схематичный вид в разрезе сепаратора,figure 1 is a schematic sectional view of a separator,

на фиг.2 - схематичный вид шарнира,figure 2 is a schematic view of a hinge,

на фиг.3 - вид в аксонометрии автотранспортного средства, оснащенного несколькими шарнирами,figure 3 is a perspective view of a motor vehicle equipped with several hinges,

на фиг.4 - схема, иллюстрирующая способ изготовления сепаратора по одному из вариантов,figure 4 is a diagram illustrating a method of manufacturing a separator according to one of the options

на фиг.5 - схема, иллюстрирующая способ изготовления сепаратора по другому варианту.figure 5 is a diagram illustrating a method of manufacturing a separator according to another variant.

На фиг.1 схематично в продольном разрезе показан выполненный по одному из вариантов сепаратор 1. Сепаратор 1 имеет корпус 5 цилиндрической формы с бочкообразно выпуклыми наружу окружными или боковыми поверхностями. Толщина 14 материала, из которого изготавливают подобные корпуса 5 сепараторов, обычно составляет от 2,5 до 6,0 мм. В показанном на чертеже варианте выполнения сепаратора 1 по его окружности предусмотрено несколько отверстий 2. Эти отверстия служат для размещения в них используемых в шарнире тел качения. В данном случае сепаратор имеет шесть отверстий 2, количество которых, однако, может также равняться четырем или восьми. Обычно каждое отверстие 2 выполняют такой формы, которая обеспечивает достаточную подвижность находящегося в нем тела качения под нагрузкой. Вместе с тем в одном отверстии 2 можно размещать и несколько тел качения. В этом случае сепаратор 1 может иметь иное исполнение, отличное от показанного на чертеже.Figure 1 schematically in longitudinal section shows a separator 1 made in accordance with one embodiment. The separator 1 has a cylindrical body 5 with barrel-shaped convex outward circumferential or lateral surfaces. The thickness 14 of the material from which such bodies 5 of the separators are made is usually from 2.5 to 6.0 mm. In the embodiment of the separator 1 shown in the drawing, several openings 2 are provided around its circumference. These openings serve to accommodate the rolling bodies used in the hinge. In this case, the separator has six holes 2, the number of which, however, can also be four or eight. Typically, each hole 2 is made in such a form that provides sufficient mobility of the rolling body in it under load. At the same time, several rolling elements can be placed in one hole 2. In this case, the separator 1 may have a different design, different from that shown in the drawing.

На фиг.2 схематично показан шарнир 4, имеющий наружную деталь 6, внутреннюю деталь 7, множество тел 3 качения и предлагаемый в изобретении сепаратор 1. В таком шарнире усилие, соответственно крутящий момент, передается от ведущего вала 9 через показанное на чертеже зубчатое (шлицевое) соединение 15 на внутреннюю деталь 7 сепаратора и далее на тела 3 качения. Тела 3 качения могут направленно перемещаться по дорожкам качения, соответственно по направляющим дорожкам 16, на внутренней детали 7 и наружной детали 6 и тем самым передавать крутящий момент от внутренней детали 7 на наружную деталь 6. Для ограничения подвижности тел 3 качения в направлении оси 19 служит сепаратор 1. Действующее на сепаратор 1 в направлении оси 19 усилие существенно возрастает, когда передающий крутящий момент вал 9 располагается к оси 19 под углом 8. В этом случае воспринимаемые сепаратором 1 в осевом направлении направляющие усилия значительно возрастают.Figure 2 schematically shows a hinge 4 having an outer part 6, an inner part 7, a plurality of rolling bodies 3 and a separator 1 according to the invention. In this hinge, the force or torque is transmitted from the drive shaft 9 through the toothed (splined) shown in the drawing ) connection 15 to the inner part 7 of the separator and then to the rolling elements 3. The rolling bodies 3 can be directed along the raceways, respectively, along the guide tracks 16, on the inner part 7 and the outer part 6, and thereby transmit torque from the inner part 7 to the outer part 6. To limit the mobility of the rolling bodies 3 in the direction of the axis 19, separator 1. The force acting on the separator 1 in the direction of the axis 19 increases significantly when the torque-transmitting shaft 9 is located at an angle 8 to the axis 19. In this case, the guide rails perceived by the separator 1 in the axial direction ilya increase significantly.

На фиг.3 схематично показано автотранспортное средство 10 с приводной системой для передачи крутящего момента от вала двигателя на колеса 11. Для этого используется множество различных валов 9, соединенных между собой шарнирами 4. Предлагаемые в изобретении шарниры 4 располагают преимущественно со стороны колес 11 для передачи на них крутящего момента.Figure 3 schematically shows a motor vehicle 10 with a drive system for transmitting torque from the engine shaft to the wheels 11. For this, many different shafts 9 are used, interconnected by hinges 4. The hinges 4 according to the invention are preferably arranged on the side of the wheels 11 for transmission torque on them.

На фиг.4 схематично проиллюстрирован процесс изготовления подобного сепаратора 1 с корпусом 5. Корпус 5 изготавливают на первой стадии (А) путем формообразования. После этого в корпусе вырубкой на стадии (В) выполняют отверстия 2, после которой сепаратор 1 в основном приобретает свою окончательную форму. В показанном на чертеже варианте сепараторы 1 подвергают последующей термической обработке партиями вне линии их поштучного изготовления, т.е. сначала накапливают несколько сепараторов 1, затем их группируют и после этого одновременно подвергают нагреву, резкому охлаждению и отпуску. Таким образом, сепараторы 1 совместно по несколько штук укладывают на поддон и подвергают сквозной закалке, при которой их на стадии (С) нагревают показанным на чертеже в качестве примера нагревательным элементом 12. В данном случае нагревательные элементы 12 выполнены в виде размещенных в проходной печи индукторов, мимо которых перемещают множество сепараторов 1 (например, ленточным транспортером 22). После этого сепараторы 1 подвергают на стадии (D) резкому охлаждению предпочтительно в закалочной ванне 13. Для обеспечения равномерной пластичности во всем объеме каждого из сепараторов 1 их на стадии (Е) подвергают также отпуску, для чего их и в этом случае погружают в ванну 13 с маслом. Подобным способом предпочтительно подвергать термической обработке одновременно множество сепараторов 1, объединенных в партии (количество сепараторов в которых может, например, достигать 1000 штук). Именно при обработке сепараторов столь крупными партиями необходимо учитывать, что при совместной закалке сепараторов в одной масляной ванне интенсивность охлаждения при закалке снижается. Однако как раз описанная выше сталь марки 45В2М в этом случае обеспечивает получение сепараторов по меньшей мере с более однородной пластичностью по всему объему каждого из них по сравнению, например, со сталью марки Ck 45.Figure 4 schematically illustrates the manufacturing process of such a separator 1 with a housing 5. The housing 5 is made in the first stage (A) by shaping. After that, holes 2 are made in the case by cutting in stage (B), after which the separator 1 basically acquires its final shape. In the embodiment shown in the drawing, the separators 1 are subjected to subsequent heat treatment in batches outside the line of their single-piece manufacture, i.e. First, several separators 1 are accumulated, then they are grouped, and then they are simultaneously heated, quenched and tempered. Thus, the separators 1 are stacked together in several pieces on a pallet and subjected to through hardening, in which they are heated in stage (C) by the heating element 12 shown in the drawing as an example. In this case, the heating elements 12 are made as inductors placed in a continuous furnace , past which move a lot of separators 1 (for example, belt conveyor 22). After that, the separators 1 are subjected to rapid cooling in stage (D), preferably in a quenching bath 13. To ensure uniform plasticity in the entire volume of each of the separators 1, they are also tempered in stage (E), for which they are also immersed in the bath 13 with butter. In a similar way, it is preferable to heat-treat simultaneously multiple separators 1, combined in batches (the number of separators in which can, for example, reach 1000 pieces). It is during the processing of separators in such large batches that it is necessary to take into account that when the separators are quenched together in one oil bath, the cooling rate decreases during quenching. However, just the above-described steel grade 45B2M in this case provides separators with at least more uniform ductility over the entire volume of each of them compared, for example, with steel grade Ck 45.

На фиг.5 схематично проиллюстрирован способ изготовления сепараторов 1 с интегрированной в поточную линию поштучной их термической обработкой. Стадии (А) и (В) этот способа в основном соответствуют стадиям способа, описанного выше со ссылкой на фиг.4. После выполнения этих стадий каждый отдельный сепаратор 1 подвергают термической обработке на позиции 23 нагрева, позиции 24 резкого охлаждения и позиции 25 отпуска. На позиции нагрева сепаратор 1 на поддоне 20 перемещают, например, к кольцевым нагревательным элементам 12 (таким как индукторы) и в процессе термической обработки на стадии (С) по меньшей мере частично приводят в движение 21 относительно них, которое в показанном на фиг.5 примере представляет собой вращение. После нагрева сепаратора 1 до требуемой температуры закалки его на поддоне 20 перемещают на позицию 24 резкого охлаждения. На позиции 24 резкого охлаждения, выполняемого на стадии (D), имеется система 17 подачи закалочной жидкости 18, выполненная в показанном на чертеже примере по типу разбрызгивателя, соответственно закалочного душа. В процессе охлаждения сепаратор 1 также можно по меньшей мере периодически приводить в движение 21 относительно системы 17 подачи закалочной жидкости. Необходимо дополнительно отметить, что в относительное движение 21 на различных стадиях процесса термической обработки можно приводить сепаратор 1 и/или по меньшей мере один нагревательный элемент 12, соответственно по меньшей мере одну систему 17 подачи закалочной жидкости 18. В завершение сепаратор 1 на стадии (Е) подвергают отпуску погружением в соответствующую ванну 13.Figure 5 schematically illustrates a method for the manufacture of separators 1 with integrated heat treatment on a piece-by-piece basis. Steps (A) and (B) of this method basically correspond to the steps of the method described above with reference to FIG. 4. After performing these steps, each individual separator 1 is heat treated at a heating position 23, a quench position 24, and a tempering position 25. At the heating position, the separator 1 on the pallet 20 is moved, for example, to ring heating elements 12 (such as inductors) and during the heat treatment in step (C) is at least partially driven 21 relative to them, which is shown in FIG. 5 An example is a rotation. After heating the separator 1 to the desired quenching temperature, it is moved to a quench position 24 on a pallet 20. At the position 24 of the quenching performed in step (D), there is a quenching fluid supply system 17 made in the example shown in the drawing as a sprinkler or quench shower. During cooling, the separator 1 can also be at least periodically driven 21 relative to the quenching fluid supply system 17. It should be further noted that in the relative motion 21 at various stages of the heat treatment process, separator 1 and / or at least one heating element 12, respectively, at least one quenching fluid supply system 18 can be brought into action. Finally, separator 1 in step (E ) are subjected to vacation by immersion in an appropriate bath 13.

Применение предлагаемых в изобретении подвергнутых сквозной закалке, соответственно улучшению сепараторов в шарнирах, используемых в автомобилестроении, позволяет существенно повысить сопротивление шарниров статическому разрушению даже при значительных углах между осями валов, соединяемых такими шарнирами, которые тем самым способны прежде всего длительно передавать и крутящие моменты, тенденция к постоянному увеличению которых наблюдается в автомобилестроении. Одновременно описанный выше способ изготовления подобных сепараторов допускает возможность его простого интегрирования в серийное производство благодаря возможности простого интегрирования стадий нагрева, соответственно охлаждения сепараторов в поточную линию. В результате удается сократить количество транспортировочных средств и количество персонала, уменьшить потребную площадь для размещения необходимого оборудования и прежде всего отказаться также за ненадобностью от использования "ноу-хау", необходимого для цементации сепараторов.The use of the through-hardening proposed in the invention, respectively, the improvement of the separators in the hinges used in the automotive industry, can significantly increase the resistance of the hinges to static fracture, even at significant angles between the axes of the shafts connected by such hinges, which are thus able to primarily transmit and torque to a constant increase which is observed in the automotive industry. At the same time, the above-described method of manufacturing such separators allows the possibility of its simple integration into mass production due to the possibility of simple integration of the heating stages, respectively cooling of the separators in the production line. As a result, it is possible to reduce the number of vehicles and the number of personnel, reduce the required area for the placement of the necessary equipment, and, above all, also abandon the use of the "know-how" necessary for cementing separators.

Claims

1. A separator (1) with many holes (2) for rolling bodies (3) used in the hinge (4), characterized in that it is made of improved steel with tempered martensite and has basically the same ductility over its entire cross section.

2. The separator (1) according to claim 1, characterized in that it has a hardness in the range from 500 to 650 HV.

3. The separator (1) according to claim 1, characterized in that it is made of steel with a carbon content in the range from 0.3 to 0.5%.

4. The separator (1) according to claim 1, characterized in that it is made of steel, which contains at least boron as an alloying element.

5. A method of manufacturing a separator (1) with many holes (2) for the rolling bodies (3) used in the hinge (4), which consists in performing at least the following steps:
by shaping, a continuous casing (5) of the separator is made,
in the separator housing by removing part of the material, many holes (2) are made,
the separator (1) is subjected to through hardening with the formation of a martensitic structure,
the separator (1) is subjected to tempering.

6. The method according to claim 5, characterized in that the separator (1) during its through hardening is heated by at least one of the following methods: induction heating, heating with a high-energy beam, heating in a continuous or chamber furnace.

7. The method according to claim 5, characterized in that by tempering the separator (1), its hardness is adjusted to values ranging from 500 to 600 HV.

8. The method according to claim 5, characterized in that the release of the separator (1) is performed at least by immersion in a hot liquid or by passing it through at least one continuous or chamber furnace.

9. A hinge (4) having an outer part (6), an inner part (7), a plurality of rolling bodies (3) and a separator (1) made according to one of claims 1 to 4 or made by a method according to one of claims 5 -8.

10. The hinge (4) according to claim 9, characterized in that it enables the drive shaft (9) and the driven shaft to be connected together at an angle (8) between their axes exceeding 20 °.

11. A motor vehicle (10) equipped with a hinge (4) according to claim 9 or 10.