(57)【要約】金属部材、特に軸ジョイントのボール軌道を有するジョイント内輪、を製造するための方法であって、粉末が充填キャビティに充填され、この充填キャビティが１つのダイと少なくとも１つの成形マンドレルおよびこれに向き合わせて配置される充填マンドレルと１つの中心マンドレルと少なくとも１つの下および上パンチとによって限定され、粉末が充填キャビティ内で圧力によって上および／または下パンチに加圧されて予備成形体とされ、抜き出して焼結される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属焼結体、特に軸ジョイント（１）のボール軌道（７）を有するジョイント内輪（３）、を製造するための方法であって、粉末が充填キャビティ（２８）に充填され、この充填キャビティ（２８）が１つのダイ（２７）と少なくとも１つの成形マンドレル（２２）およびこれに向き合わせて配置される充填マンドレル（２３）と１つの中心マンドレル（２６）と少なくとも１つの下および上パンチ（２４、２５）とによって区画され、粉末が充填キャビティ（２８）内で圧力によって上および／または下パンチ（２４、２５）に加圧されて予備成形体とされ、抜き出して焼結される、方法。
【請求項２】
充填操作のために充填マンドレル（２３）がダイ（２７）内の充填位置に挿入され、下パンチ（２４）が充填位置で保持され、加圧操作のとき充填マンドレル（２３）に付設された成形マンドレル（２２）がダイ（２７）内に挿入され、成形マンドレル（２２）が充填マンドレル（２３）をダイ（２７）内で押し下げ、その際に成形マンドレル（２２）の幾何学形状によって粉末内でボール軌道（７）が成形され、同時に上パンチ（２５）がダイ（２７）内に上パンチ加圧位置に至るまで挿入され、粉末が圧縮されて予備成形体とされ、ダイ（２７）の幾何学形状によってボール軌道（７）が成形され、下パンチ（２４）が下パンチ端位置に至るまで挿入され、粉末も圧縮され、抜出し操作のとき上パンチ（２５）および成形マンドレル（２２）がダイ（２７）から抜き出され、中心マンドレル（２６）が予備成形体（３）から引き戻されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
成形マンドレル（２２）に向き合う充填マンドレル（２３）の側面が充填位置においてダイ（２７）の上面（３０）および中心マンドレル（２６）の上面（３１）と同一平面で成端し、加圧位置において成形マンドレル（２２）が充填マンドレル（２３）の上面（３３）に当接してこれを押し戻す一方、同時に加圧力が上パンチ（２５）に加えられ、次に上パンチ（２５）と成形マンドレル（２２）がダイ（２７）から走り出、加圧を完了した予備成形体（３）が下パンチ（２４）によってダイ（２７）から抜き出される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
粉末が圧力と熱とによって加圧されて予備成形体とされることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
加圧の間、ダイと少なくとも１つのパンチ（２４、２５）が加熱されることを特徴とする、請求項１または４に記載の方法。
【請求項６】
ボール軌道（７）の形状が成形マンドレル（２２）によって成形されることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
ボール軌道（７）の形状が成形マンドレル（２２）とダイ（２７）とによって成形されることを特徴とする、請求項１または６に記載の方法。
【請求項８】
ボール軌道（７）の表面が焼結後に圧縮されることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
ボール軌道（７）の表面が焼結後に少なくとも１つのボール（３２）によって圧縮され、このボールがボール軌道面対して垂直に圧力を加え、この圧縮を冷状態または温状態で行うことができることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
ボール（３２）が少なくとも１回、ボール軌道（７）の少なくとも１つの部分領域を圧縮することを特徴とする、請求項１ないし９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
焼結を完了した部品（３）が次に鍛造され、ボール軌道（７）を有する焼結体（３）がダイ（２７）内の中心マンドレル（２６）上に挿入され、同一構造様式の鍛造工具が焼結体（３）を加圧して外輪郭を賦形し、次に焼結体が抜き出されることを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
焼結を完了した部品（３）が焼結または鍛造後にコイニングされ、ボール軌道（７）を有する焼結体（３）がダイ（２７）内の中心マンドレル（２６）上に挿入され、同じ構造様式のコイニング工具が焼結体（３）を加圧して外輪郭を賦形し、次に焼結体が抜き出されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
金属部材、特に軸ジョイント（１）のボール軌道（７）を有するジョイント内輪（３）を製造するための方法であって、素材がダイ（２７）内の中心マンドレル（２６）上に挿入され、同じ構造様式の鍛造工具が素材を加圧して外輪郭を賦形し、次にこの素材が抜き出される、方法。
【請求項１４】
ボール軌道（７）を有する金属焼結部材、特に焼結冶金学的に製造および／または鍛造される部材、特に軸ジョイント（１）のジョイント内輪を、請求項１ないし１３のいずれかに相当する方法によって製造するための装置において、加圧装置（２１）が少なくとも１つの成形マンドレル（２２）およびこの成形マンドレル（２２）に向き合わせて付設された少なくとも１つの充填マンドレル（２３）と１つの下および上パンチ（２４、２５）と１つの中心マンドレル（２６）とを有し、これらが充填キャビティ（２８）を形成しかつ半径方向でダイ（２７）によって取り囲まれていることを特徴とする、装置。
【請求項１５】
３つの成形マンドレル（２２）とこれに向き合わせて付設された３つの充填マンドレル（２３）が設けられており、これらがダイ（２７）の凹部（２８）内で案内されることを特徴とする、請求項１ないし１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
請求項１ないし１３のいずれかに相当する方法により製造される、外周面に配置されるボール軌道（７）を有する金属部材、特に焼結冶金学的に製造および／または鍛造される部材、特に軸ジョイント（１）のジョイント内輪（３）において、焼結体が一体に構成されていることを特徴とする、金属部材。
【請求項１７】
請求項１ないし１６のいずれかに記載の金属部材、特に焼結冶金学的に製造および／または鍛造される部材、特に軸ジョイント（１）のジョイント内輪（３）において、ボール軌道（７）が加圧軸線（２０）に対して角度を成して配置されおよび／または加圧軸線（２０）に対して湾曲していることを特徴とする、金属部材。
【請求項１８】
請求項１ないし１７のいずれかに記載の金属部材、特に焼結冶金学的に製造および／または鍛造される部材、特に軸ジョイントのジョイント内輪において、ボール軌道が丸く構成されていることを特徴とする、金属部材。
【請求項１９】
請求項１ないし１８のいずれかに記載の金属部材、特に焼結冶金学的に製造および／または鍛造される部材、特に軸ジョイント（１）のジョイント内輪（３）において、ボール軌道（７）がほぼ楕円形に構成されていることを特徴とする金属部材。
【請求項２０】
請求項１ないし１９のいずれかに記載の金属部材、特に焼結冶金学的に製造および／または鍛造される部材、特に軸ジョイント（１）のジョイント内輪（３）において、ボール軌道（７）が多角形に構成されていることを特徴とする、金属部材。
【請求項２１】
請求項１ないし２０のいずれかに記載の金属部材、特に焼結冶金学的に製造および／または鍛造される部材、特に軸ジョイント（１）のジョイント内輪（３）において、ボール軌道（７）が部分領域に、特にボール走行面（１６、１６’）の領域に、高密度を有することを特徴とする、金属部材。
【請求項２２】
請求項１ないし２１のいずれかに記載の金属部材、特に焼結冶金学的に製造および／または鍛造される部材、特に軸ジョイント（１）のジョイント内輪（３）において、ボール軌道（７）が部分領域を、特にボール走行面（１６、１６’）の領域を、熱処理されていることを特徴とする、金属部材。
【請求項２３】
請求項１ないし２２のいずれかに記載の金属部材、特に焼結冶金学的に製造および／または鍛造される部材、特に軸ジョイント（１）のジョイント内輪（３）において、ボール軌道（７）が部分領域を、特にボール走行面（１６、１６’）の領域を、表面処理されていることを特徴とする、金属部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧方向に対して角度を成して配置されるボール軌道および／またはボール軌道湾曲部を有する金属焼結体、特に軸ジョイントのジョイント内輪、その製造方法、およびこの方法を実施するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジョイント内輪とジョイント外輪とからなる軸ジョイントは公知である。それらはなかんずく、運転時に大きな変位を受ける軸の間でトルクを伝達するのに役立つ。その際、軸線方向変位の吸収も可能である。
【０００３】
互いに角度を成した軸を介してトルクを伝達する１例が等速軸ジョイントである。等速軸ジョイントはユニバーサルジョイント(Zapfengelenk)の類に属し、その最も一般的な構造様式がフック式ジョイントである。フック式ジョイントでは両方の軸のジョイントヨークがピンと結合されている。単純なフック式ジョイントは実質的に小さな角度変化を可能とする。軸の軸線方向および半径方向の摺動は可能でない。
【０００４】
これらの欠点を防止するのが等速ジョイントである。フック式ジョイントとは異なり等速軸ジョイントでは一様な角速度において出力側で一様な回転数が発生される。同じことはトルクにも妥当する。
【０００５】
撓み軸は２つのジョイントと１つの中間軸とからなる。中間軸は長さ変化を補償するために大抵は伸縮軸として実施されている。一様に伝達するための条件は、両方のジョイントヨークが１平面にあり、両方のジョイントヨークで偏向角度が常に同じ大きさである場合には少なくとも運転時に最も頻繁に現れる状態にあることである。これはＺ配置またはＷ配置によって達成することができる。自動車では大抵の場合前者が一般的である。その際、中間軸にのみ不規則性が現れる。僅かな空間で大きな角運動を例えば自動車の前輪駆動装置において補償するためにダブルジョイントが使用される。これは基本的に撓み軸に一致するが、しかし中間軸の代りに１つの短い中間部材‐軸またはスリーブ‐が設けられているだけであり、これは両方のジョイントの偏向角度が常に同じになるように案内されている。入力軸または出力軸に縦摺動性が設けられる。それに加えて等速ジョイントはトルクもしくは角速度の一様な摩擦結合式伝達を大抵はボールを介して可能とし、ボールはボール軌道内で、常にそれがジョイントの鏡像対称面にあるように案内されている。大型の等速ジョイントでは心出し部が不可欠である。等速ジョイントは大きな転向角度において一様な伝達を可能とする。等速ジョイントは固定式ジョイントまたは摺動式ジョイントとして構成され、固定式ジョイントは駆動軸を軸線方向で固定し、摺動式ジョイントは軸の長さ変化時の補償を縦摺動によって可能とする。
【０００６】
この種の軸ジョイントはジョイント外輪およびジョイント内輪で軸と結合されている。ジョイント内輪はボールを介してジョイント外輪内で案内される。ボールはボール保持器内でボール軌道内を移動し、ボール軌道はジョイント内輪の外面とジョイント外輪の内面とに一体に形成されている。軸ジョイントの幾何学形状から、ボール軌道用凹部は切削して一体に形成される必要がある。
【０００７】
この製造方式では一般に、費用のかかる高精密な切削加工が必要となる。その際に不利な点として、ジョイント内輪は数多くの作業ステップでさまざまな加工機械において製造されねばならない。これまでジョイント内輪は通常の仕方で鍛造素材から形成された。というのもアンダカットまたは成形部、例えばボール軌道は、いかなる加圧法でも製造することができず、従って金属粉末から加圧、焼結して最終形状とすることができなかったからである。これは一般に、アンダカッタの賦形を達成するために付加的操作ステップを必要とした。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、金属焼結体または鍛造体、特に軸ジョイントのジョイント内輪を簡単かつ精確に製造可能とする方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明はこの課題を方法請求項、装置請求項および物の請求項に明示した特徴で解決する。
【００１０】
本発明によれば、金属焼結体または鍛造体、特に軸ジョイントのボール軌道を有するジョイント内輪を製造するための方法であって、粉末が充填キャビティに充填され、この充填キャビティが１つのダイと少なくとも１つの形成マンドレルおよびこれに向き合わせて配置される充填マンドレルと１つの中心マンドレルと少なくとも１つの下および上パンチとによって限定され、粉末が充填キャビティ内で圧力によって上パンチと下パンチとの間で加圧されて予備成形体とされ、抜き出して焼結されるようになった方法が提案される。充填キャビティに金属焼結粉末が装入される。成形マンドレルが充填マンドレルに至るまで挿入され、工具相互の相対摺動によって部品幾何学形状が固定され、次に粉末は上および／または下パンチに加圧力を加えることによって圧縮されて予備成形体とされる。加圧を完了した予備成形体は上パンチおよび成形マンドレルの後退後に加圧装置から抜き出して焼結される。高密度を達成するために、焼結体が焼結後に温間または冷間で再加工されると望ましい。僅かな許容差および／または部分的圧縮を達成するために焼結および／または鍛造後にコイニング操作が可能である。例えば、ジョイント内輪のボール軌道を冷間でロール成形しまたは選択的に焼結鍛造後にロール成形すると有利である。
【００１１】
焼結冶金学的に製造された部材は、ジョイント内輪の本体全体が、優れた材料特性と表面品質とを有する高強度組織を形成するという利点を有する。
【００１２】
本発明の有利な構成において、充填操作のために充填マンドレルはダイ内の充填位置に挿入され、中心マンドレルがダイ内の充填位置に挿入され、下パンチが充填位置で保持され、加圧操作のとき充填マンドレルに付設された成形マンドレルがダイ内に挿入され、成形マンドレルが充填マンドレルをダイ内で押し下げ、その際に成形マンドレルの幾何学形状によって粉末内でボール軌道が成形され、同時に上パンチがダイ内に上パンチ加圧位置に至るまで挿入され、粉末が圧縮されて予備成形体とされ、ダイの幾何学形状によってボール軌道が成形され、下パンチが下パンチ端位置に至るまで挿入され、粉末も圧縮され、抜出し操作のとき上パンチおよび成形マンドレルがダイから抜き出され、中心マンドレルが予備成形体から引き戻される。ジョイント内輪、ボールハブの外輪郭は一部がダイ自体によって、一部がダイ内で加圧方向に移動する成形マンドレルによって成形される。ジョイント内輪の幾何学形状に依存して少なくとも２つの上成形マンドレルと２つの下充填マンドレルが設けられ、好ましくは、加圧方向で摺動可能にダイ内で支承される３つのマンドレルが設けられている。
【００１３】
本発明の特別有利な構成において、成形マンドレルに向き合う充填マンドレルの側面は充填位置においてダイの上面および中心マンドレルの上面と同一平面で成端し、加圧位置において成形マンドレルは充填マンドレルの上面に当接してこれを押し戻す一方、同時に加圧力が上パンチに加えられ、上パンチがダイ内に挿入され、次に上パンチと成形マンドレルとがダイから抜き出され、加圧を完了した予備成形体が下パンチによってダイから抜き出される。
【００１４】
本発明の望ましい構成において粉末は圧力と熱とによって加圧されて予備成形体とされる。
【００１５】
本発明の特別望ましい構成において、加圧の間、ダイと少なくとも１つのパンチは加熱される。
【００１６】
本発明の望ましい構成において、ボール軌道の形状は成形マンドレルによって成形される。
【００１７】
本発明の他の望ましい構成において、ボール軌道の形状は成形マンドレルとダイとによって成形される。
【００１８】
本発明の有利な構成において、ボール軌道の表面は焼結後に圧縮される。高強度を達成するための表面の圧縮は例えばロール成形によって行うことができ、その際、ボール軌道表面の部分領域のみが圧縮されると有利である。ボール軌道表面の少なくともボール走行面を圧縮するのが望ましい。
【００１９】
本発明の特別有利な構成において、ボール軌道の表面は焼結後に少なくとも１つのボールによって圧縮され、このボールがボール軌道面に対して垂直に圧力を加える。
【００２０】
本発明の他の有利な構成において、ボールは少なくとも１回、ボール軌道の少なくとも１つの部分領域を圧縮する。好ましくは超硬合金からなるボールが少なくとも１回、好ましくは複数回、被圧縮面上を転動し、こうして表面が歩進的に圧縮され成形されるのが望ましい。
【００２１】
本発明の有利な構成において、焼結を完了した部品は次に鍛造され、ボール軌道を有する焼結体がダイ内の中心マンドレル上に挿入され、鍛造工具が焼結体を加圧して外輪郭を賦形し、次に焼結体が抜き出される。
【００２２】
本発明の他の有利な構成において、焼結を完了した部品は焼結または鍛造後にコイニングされ、ボール軌道を有する焼結体がダイ内の中心マンドレル上に挿入され、コイニング工具が焼結体を加圧して外輪郭を賦形し、次に焼結体が抜き出される。
【００２３】
課題の他の解決は、ボール軌道を有する金属焼結体、特に軸ジョイントのジョイント内輪を製造するための装置であって、加圧装置を備えており、この加圧装置が少なくとも１つの成形マンドレルおよびこの成形マンドレルに向き合わせて付設された少なくとも１つの充填マンドレルと１つの下および上パンチと１つの中心マンドレルとを有し、これらが充填キャビティを形成しかつ半径方向でダイによって取り囲まれているものによって与えられる。このような加圧装置は単純な作業経過を特徴としている。加圧操作は安価であり、また公知の切削製造と比較してなかんずく時間節約的である。これにより、短時間のうちに大量個数のジョイント内輪を製造することが可能となる。充填マンドレルおよび成形マンドレルを取り囲むダイは成形マンドレルに半径方向で作用する加圧力を捕捉する。
【００２４】
本発明の有利な構成において、各３つの成形マンドレルとこれに向き合わせて付設された３つの充填マンドレルが設けられており、これらがダイの凹部内で案内される。ダイの凹部内に配置される充填マンドレルおよび成形マンドレルとダイ自体がジョイント内輪の外輪郭を形成するが、この外輪郭はその幾何学的造形のゆえに通常の加圧装置では製造できない。
【００２５】
課題はさらに、外周面に配置されるボール軌道を有する金属焼結体、特に軸ジョイントのジョイント内輪であって、焼結体が一体に構成されているものによって解決される。ジョイント内輪の強度および寿命の理由から、例えばプレス技術で簡単に製造できる２つの部材から組み立てるのでなく、ジョイント内輪を一体に構成すると有利である。
【００２６】
本発明の望ましい構成において、ボール軌道は加圧軸線に対して角度を成して配置されおよび／または加圧軸線に対して湾曲している。ジョイント内輪はアンダカット、凹部およびプロフィルを備えており、好ましくはジョイント本体軸線に対して、すなわち加圧方向に対しても、軸線方向で外面上で整列して半径方向で湾曲したボール軌道を備えており、ボール軌道は軌道底と軌道側面とを備えており、ジョイント内輪は、ジョイント内輪を軸線方向で加圧しかつ加圧装置もしくは鍛造装置から取り出すことを可能とする幾何学形状を有する。
【００２７】
本発明の他の望ましい構成において、ボール軌道は丸く構成されている。
【００２８】
本発明の有利な構成において、ボール軌道はほぼ楕円形に構成されている。この構成は特別有利であるが、それはボールが２点でのみボール軌道上に載置され、転動時にボール軌道上に１つの接触線が生じるだけであるからである。この領域は上で述べたように有利には圧縮され、場合によっては熱処理および／または表面処理される。
【００２９】
本発明の望ましい構成においてボール軌道は多角形に構成されている。ボール軌道のこの構成も、ほぼ楕円形のボール軌道と同様に、ボールがボール軌道上に僅かな載置面を有するだけであり、従って転動抵抗が低下し、特にヘルツ応力を最適化できるという利点を提供する。
【００３０】
本発明の有利な構成において、ボール軌道は部分領域に、特にボール走行面の領域に、高密度を有する。
【００３１】
本発明の他の有利な構成において、ボール軌道は部分領域を、特にボール走行面の領域を、熱処理されている。このような部材は、ボール軌道が高強度を得る利点を有する。この部材は少なくともボール軌道の領域を例えば高周波焼入れおよび表面硬化によって熱処理することができる。
【００３２】
本発明の特別有利な構成において、ボール軌道は部分領域を、特にボール走行面の領域を、表面処理されている。ボール走行面の性質を適切に最適化するために、表面は例えばショットピーニング、プラズマ窒化、軟窒化、リン酸塩処理、冷状態および温状態でのロール成形によって処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
等速軸ジョイントの１実施形態を基に本発明が図面に示してある。
【００３４】
図１に等速軸ジョイント１が示してある。これがジョイント外輪２とジョイント内輪３とを有する。ジョイント外輪２は軸４と結合され、ジョイント内輪３は軸５と結合されている。軸４と軸５が入出力システムを形成する。ジョイント内輪３はジョイント外輪２内に受容されている。軸４、５が相互に屈曲するときボール６がボール軌道７内で案内されているように、ボール６はジョイント外輪２とジョイント内輪３との間でボール軌道７内に配置されている。その際、ボールは強制的に鏡像対称平面を走行する。図示態様において屈曲角度は０°であり、ボールは軸４、５の軸線によって形成される直線に対して垂直な平面にある。この配置が蓋輪８を有し、この蓋輪がボールをボール軌道内で保持する。入力軸が回転すると出力軸は可能な限界内で適宜に屈曲している場合でも一様な回転数と一様なトルクとで伝達される。軸ジョイント１は軟質シール１８で外側を密封されている。
【００３５】
ボール軌道７は加圧軸線（ボールハブ軸線２０）と平行にまたは角度を成して配置しておくことができる。さらに、ボール軌道７が加圧軸線（ボールハブ軸線２０）に対して湾曲していることが可能である。それとともに、半径方向で湾曲したボール軌道７が可能であり、ボール軌道７は軌道底１２と軌道側面１３とを備えている。
【００３６】
図２はボールハブ３（ジョイント内輪）用加圧装置２１の斜視図であり、加圧装置２１が３つの成形マンドレル２２．１、２２．２、２２．３とこれに向き合わせて付設された充填マンドレル２３．１、２３．２、２３．３とを有する。さらに下パンチ２４と上パンチ２５と中心マンドレル２６が設けられている。パンチ２４、２５とマンドレル２２、２３、２６は半径方向でダイ２７によって取り囲まれる。充填マンドレル２３と成形マンドレル２２とを取り囲むダイ２７は成形マンドレル２２に半径方向で作用する加圧力を捕捉する。
【００３７】
成形マンドレル２２とこれに向き合わせて付設された充填マンドレル２３はダイ２７の凹部２８．１、２８．２内で案内される。ダイ２７の凹部２８．１、２８．２内に配置される充填マンドレル２３および成形マンドレル２２とダイ２７自体がジョイント内輪３の外輪郭を形成するが、この外輪郭はその幾何学的造形のゆえに通常の加圧装置では製造できない。
【００３８】
図３は加圧装置２１の斜視図であり、成形マンドレル２２がダイ２７内に挿入されている。加圧操作のとき成形マンドレル２２がダイ２７内に挿入され、成形マンドレル２２が充填マンドレル２３をダイ２７内で押し下げ、成形マンドレル２２の幾何学形状によってボールハブ３のボール軌道７が粉末内で成形される。
【００３９】
図４は充填位置における加圧工具２１を示す。充填操作のために充填マンドレル２３がダイ２７内の充填位置に挿入され、中心マンドレル２６がダイ内の充填位置に挿入され、下パンチ２４が充填位置で保持される。充填位置において金属焼結粉末２９が充填キャビティ２８に充填され、充填キャビティ２８はダイ２７と３つの成形マンドレル２２．１、２２．２、２２．３とこれに向き合わせて配置される充填マンドレル２３．１、２３．２、２３．３と中心マンドレル２６と下および上パンチ２４、２５とによって区画される。充填位置のとき、成形マンドレル２２に向き合う充填マンドレル２３の側面はダイ２７の上面３０および中心マンドレル２６の上面３１と同じ高さにある。
【００４０】
ダイ２７の凹部２８内に配置される充填マンドレル２３および成形マンドレル２２とダイ２７自体がジョイント内輪３の外輪郭を形成するが、この外輪郭はその幾何学的造形のゆえに通常の加圧装置では製造できない。
【００４１】
図５は加圧位置における加圧工具２１を示す。成形マンドレル２２が充填マンドレル２３に至るまで挿入され、成形マンドレル２２が充填マンドレル２３をダイ２７内で押し下げ、その際に成形マンドレル２２の幾何学形状によってボールハブ３のボール軌道７が粉末内で成形される。同時に上パンチ２５がダイ２７内に上パンチ加圧位置に至るまで挿入され、こうして粉末が圧縮されて予備成形体とされ、ボール軌道７はダイ２７の幾何学形状によっても成形される。下パンチ２４が下パンチ端位置に至るまで挿入され、これにより粉末も圧縮される。充填マンドレル２３および成形マンドレル２２を取り囲むダイ２７は成形マンドレル２２に半径方向で作用する加圧力を捕捉する。加圧操作中に工具が相互に相対摺動することによってボールハブ３の部品幾何学形状は固定される。
【００４２】
焼結粉末は熱を利用して加圧されて予備成形体とされると有利である。例えば加圧中にダイ２７と少なくとも１つのパンチ２４、２５は加熱することができる。
【００４３】
図６は抜出し位置における加圧工具２１を示す。抜出し操作のとき上パンチ２５と成形マンドレル２２はダイ２７から抜き出される。中心マンドレル２６が予備成形体３から引き戻される。加圧を完了した予備成形体３は下パンチ２４によってダイから抜き出される。次に予備成形体３は焼結される。
【００４４】
加圧を完了した予備成形体３は高密度を達成するために焼結後に温間または冷間で再加工されると有利である。僅かな許容差および／または部分的圧縮を達成するために焼結および／または鍛造後にコイニング操作が可能である。例えば、ジョイント内輪３のボール軌道７を冷間でロール成形しまたは選択的に焼結鍛造後にロール成形すると有利である。ボール軌道表面の部分領域のみが圧縮されると有利であり、その際ボール軌道表面の少なくともボール３２の走行面１６が圧縮されねばならないであろう。
【００４５】
例えば、ボール軌道７の表面が焼結後にボールを利用して圧縮され、このボールがボール軌道面に対して垂直に圧力を加え、ボールが少なくとも１回、ボール軌道７の少なくとも１つの部分領域を圧縮することによって、ボール軌道表面の圧縮は行うことができる。しかし、好ましくは超硬合金からなるボールが数回、被圧縮面上を転動し、こうして表面が歩進的に圧縮されて成形されると有利である。
【００４６】
焼結を完了した部品３が次に鍛造され、ボール軌道７を有する焼結体３がダイ２７内の中心マンドレル２６上に挿入され、鍛造工具が焼結体３を加圧して外輪郭を賦形し、次に焼結体が抜き出されると有利である。
【００４７】
焼結または鍛造後、焼結体３がコイニングされることも有利である。鍛造およびコイニングには、前記加圧工具２１とほぼ同じ構造様式を有する工具を使用することができる。
【００４８】
特に、金属状素材を前記鍛造工具でボールハブ３へと鍛造することも可能である。
【００４９】
図７はボールハブ３を平面図で示す。ボールハブ３は一体に構成されており、これによりボールハブ３の強度および寿命は高い。ボール軌道７は加圧軸線（ボールハブ軸線２０）に対して角度を成して配置されている。ボールハブ３はそれぞれ互いに対で付設されるボール軌道７を有する。ボール軌道７は図平面内に向かって軸線方向で整列しており、半径方向湾曲部１４を有する。互いに対で付設された各ボール軌道７において湾曲部１４は対置されており、すなわちボール軌道７は軸線方向で互いに接近している。ボールハブ軸線２０は図平面に対して垂直にボールハブ３の中心を通過する。
【００５０】
図８はボールハブ３を図７のＡ‐Ａ断面に沿って示す。
【００５１】
図９はボール軌道７とボール３２を断面で示す。ボール３２は丸い幾何学形状を有する。ボール軌道７はほぼ楕円形の幾何学形状を有する。ボール３２は走行面１６、１６’上を走行し、各瞬間にボール軌道７上に２つの接触点１７、１７’を有する。各接触点１７、１７’は異なる軌道側面１３、１３’にある。接触点１７、１７’はボール中心から２δの角度で相互に分離されている。この構成は特別有利であるが、それはボール３２が２点でのみボール軌道７上に載置され、転動時にボール軌道７上に１つの接触線が生じるだけであるからである。ボール３２がボール軌道７上に僅かな載置面のみを有することによって、転動抵抗が低下する。ボール３２の湾曲とボール軌道７は、ヘルツ応力が最少となるように最適化されている。この領域が有利には圧縮され、場合によっては熱処理および／または表面処理される。考えられる方法には例えば高周波焼入れ、表面硬化、ショットピーニング、プラズマ窒化、軟窒化、リン酸塩処理、冷状態および温状態でのロール成形がある。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】等速軸ジョイントの断面図である。
【図２】ボールハブ用加圧工具の斜視図である。
【図３】マンドレルを挿入した加圧工具の断面図である。
【図４】充填位置における加圧工具の断面図である。
【図５】加圧位置における加圧工具の断面図である。
【図６】抜出し位置における加圧工具の断面図である。
【図７】ボールハブの平面図である。
【図８】ボールハブを図７のＡ‐Ａ線断面図である。
【図９】ボール軌道とボールとの横断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  軸ジョイント
２  ジョイント外輪
３  ジョイント内輪、ボールハブ、予備成形体、焼結を完了した部品、焼結体
４、５  軸
６  ボール
７  ボール軌道
８  蓋輪
１２  軌道底
１３  軌道側面
１６  走行面
１７  接触面
１８  軟質シール
２０  ボールハブ軸線
２１  加圧装置
２２  成形マンドレル
２３  充填マンドレル
２４  下パンチ
２５  上パンチ
２６  中心マンドレル
２７  ダイ
２８  充填キャビティ
２９  金属焼結粉末
３０  ダイの上面
３１  中心マンドレルの上面
３２  ボール
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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