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DE112004001207B4 - Method for producing a joint with heavy-duty inner part - Google Patents

Method for producing a joint with heavy-duty inner part Download PDF

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DE112004001207B4
DE112004001207B4 DE112004001207T DE112004001207T DE112004001207B4 DE 112004001207 B4 DE112004001207 B4 DE 112004001207B4 DE 112004001207 T DE112004001207 T DE 112004001207T DE 112004001207 T DE112004001207 T DE 112004001207T DE 112004001207 B4 DE112004001207 B4 DE 112004001207B4
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joint
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Rolf Cremerius
Rainer Adolfs
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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Gelenks (1) aufweisend zumindest ein Außenteil (2), ein Innenteil (3), einen Käfig (4), eine Mehrzahl von Rollkörpern (5) und eine Welle (6), wobei die Welle (6) und das Innenteil (3) eine formschlüssige Verbindung (7) bilden und einen maximalen Beugewinkel (8) im Bereich von mindestens 25° zu einer Achse (9) des Gelenks (1) einstellbar ist, welches zumindest folgende Schritte umfasst: a) Bereitstellen eines Außenteils (2), eines Käfigs (4) und einer Mehrzahl von Rollkörpern (5); b) Bereitstellen einer Welle (6), die in einem Verbindungsabschnitt (15) mit einer Keilverzahnung (12) ausgeführt ist; c) Bereitstellen eines Rohlings (19) aus direkt härtbarem Stahl für das Innenteil (3) mit einer Öffnung (20); d) Wärmebehandlung des Innenteils (3), wobei das Innenteil (3) mit einer härtefreien Oberfläche (10) im Bereich der formschlüssigen Verbindung (7) ausgeführt ist; e) Versehen des Rohlings (19) mit einer Keilverzahnung (12) im Bereich der Öffnung (20) nach Schritt d); f) Montieren der Komponenten.Method for producing a joint (1) comprising at least one outer part (2), an inner part (3), a cage (4), a plurality of rolling elements (5) and a shaft (6), the shaft (6) and the Inner part (3) form a positive connection (7) and a maximum bending angle (8) in the range of at least 25 ° to an axis (9) of the joint (1) is adjustable, which comprises at least the following steps: a) providing an outer part ( 2), a cage (4) and a plurality of rolling elements (5); b) providing a shaft (6) which is executed in a connecting portion (15) with a spline (12); c) providing a blank (19) of directly hardenable steel for the inner part (3) with an opening (20); d) heat treatment of the inner part (3), wherein the inner part (3) with a hardness-free surface (10) in the region of the positive connection (7) is executed; e) providing the blank (19) with a spline (12) in the region of the opening (20) after step d); f) mounting the components.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gelenks umfassend zumindest ein Außenteil, ein Innenteil, einen Käfig, eine Mehrzahl von Rollkörpern und eine Welle. Die Welle und das Innenteil bilden zusammen eine formschlüssige Verbindung. Das Gelenk ist so gestaltet, dass es einen maximalen Beugewinkel im Bereich von mindestens 25° zu einer Achse des Gelenks ermöglicht. Es ist bekannt, dass zur Kraftübertragung im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen in der Regel kraftübertragende Bauteile wie drehmomentübertragende Gleichlaufgelenke, Antriebswellen, Kardanwellen, etc. eingesetzt werden. Bei der drehmomentübertragenden Verbindung der einzelnen Komponenten werden vielfach kraft- und/oder formschlüssige Verbindungen verwirklicht. Von besonderem Interesse im Hinblick auf die hier vorliegende Erfindung steht die Verbindung eines Gelenk-Innenteils mit einer Welle zur Drehmomentübertragung. Das Gelenk-Innenteil, das bei Kugeldrehgelenken eine Kugelnabe und bei Tripodegelenken einen Tripodestern darstellt, wird über eine Steck- bzw. Keilverzahnung, die in eine Innenbohrung des Gelenk-Innenteils und am Ende des Wellenteils angebracht ist, drehmomentfest mit der Welle verbunden. Diese Steck- bzw. Keilverzahnung hat sich im Automobilbau bereits bewährt.The invention relates to a method for producing a joint comprising at least an outer part, an inner part, a cage, a plurality of rolling bodies and a shaft. The shaft and the inner part together form a positive connection. The joint is designed to allow a maximum flex angle in the range of at least 25 ° to an axis of the joint. It is known that power transmission components such as torque transmitting constant velocity joints, drive shafts, cardan shafts, etc. are used for power transmission in the powertrain of motor vehicles in the rule. In the torque-transmitting connection of the individual components force and / or positive connections are often realized. Of particular interest in view of the present invention is the connection of a joint inner part with a shaft for torque transmission. The joint inner part, which is a ball hub in ball pivot joints and Tripodegelenken a Tripodestern is connected via a plug or spline, which is mounted in an inner bore of the inner joint part and at the end of the shaft part, torque-fixed to the shaft. This plug or spline has already proven itself in the automotive industry.

Allerdings ist in letzter Zeit ein erheblicher Anstieg der Antriebsleistung und der Antriebsmomente der Kraftfahrzeuge zu verzeichnen. Das bedeutet beispielsweise, dass eine deutlich höhere statische Belastung für zumindest einen Teil der Komponenten des Gelenks, wie zum Beispiel den Käfig, auftreten.However, there has recently been a significant increase in the drive power and the drive torque of the motor vehicles. This means, for example, that a significantly higher static load for at least a part of the components of the joint, such as the cage occur.

Zunächst sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Belastung der Komponenten des Gelenks zum Teil erheblich vom maximal erreichbaren Beugewinkel des Gelenks abhängig ist und sich mit zunehmendem Beugewinkel weiter erhöht. Deshalb müssen auch Maßnahmen getroffen werden, die die Funktion des Gelenks sicherstellen bzw. gewährleisten, dass für den Fall eines Bauteilversagens das Fahrzeug für den Bediener weiter beherrschbar bleibt. Diese erhöhte statische Belastung lässt sich auch bezüglich des Innenteils nachweisen, da mit größer werdendem Beugewinkel immer weniger Rollkörper mit dem Innenteil in Kontakt sind und somit die auftretenden statischen Kräfte also über eine immer kleinere werdende Anzahl von punkt- oder linienförmigen Kontaktbereichen der Rollkörper in das Innenteil eingeleitet werden. Nun soll sichergestellt werden, dass das Gelenk auch den erhöhten Anforderungen im Automobilbau dauerhaft standhalten kann.First, it should be noted at this point that the load on the components of the joint is sometimes considerably dependent on the maximum achievable flexion angle of the joint and further increases with increasing flexion angle. Therefore, measures must be taken to ensure the function of the joint or ensure that in the event of a component failure, the vehicle remains manageable for the operator. This increased static load can also be detected with respect to the inner part, since with increasing flexion angle fewer rolling elements with the inner part in contact and thus the static forces that occur over an ever smaller number of point or linear contact areas of the rolling elements in the inner part be initiated. Now it should be ensured that the joint can withstand the increased requirements in automotive engineering permanently.

Weiter ist festzustellen, dass in letzter Zeit auch im Hinblick auf die Komponenten des Antriebsstrangs die Forderung nach kleinen, kompakten und leichten Ausführungen festzustellen ist. Damit soll der bestehende Bauraum nach Möglichkeit voll ausgeschöpft werden, wobei gleichzeitig eine Reduktion der Fahrzeugmasse zu einem reduzierten Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs führen soll.It should also be noted that recently, with regard to the components of the powertrain, the demand for small, compact and lightweight versions is noted. Thus, the existing space is to be fully exploited as far as possible, at the same time a reduction of the vehicle mass should lead to a reduced fuel consumption of the vehicle.

Diese Steck- bzw. Keilverbindung erfordert eine hohe Passgenauigkeit. Hinsichtlich der Formtoleranzen ist es üblicherweise erforderlich, die miteinander zu verbindenden Komponenten zuvor zu klassifizieren. Ursache hierfür ist unter anderem, dass die bekannten Komponenten, die eine Übertragung derartiger Drehmomente auch bei großen Beugewinkeln ermöglichen sollen, im Bereich der Verbindung an den Kontaktflächen einsatzgehärtet sind. Dieses Einsatzhärten, das mit dem Einbringen von großen Wärmemengen über einen langen Zeitraum verbunden ist, führt an den entsprechenden Teilen zu Härteverzügen und Verformungen, die unter Umständen zumindest teilweise nachbearbeitet, insbesondere geschliffen, werden müssen.This plug or wedge connection requires a high accuracy of fit. With regard to the shape tolerances, it is usually necessary to classify the components to be joined together beforehand. The reason for this is, inter alia, that the known components, which are intended to enable a transmission of such torques even at large flexion angles, are case-hardened in the region of the connection to the contact surfaces. This case hardening, which is associated with the introduction of large amounts of heat over a long period of time leads to the corresponding parts to hardness distortions and deformations that may have to be at least partially reworked, in particular ground, must be.

Besonders problematisch erweisen sich die Härteverzüge der Komponenten, die im Bereich von Fügestellen hin zu anderen Komponenten des Gelenks vorliegen, wie zum Beispiel im Bereich der Naben-Wellen-Verbindung bzw. der formschlüssigen Verbindung zwischen Welle und Innenteil. Gerade an diese Fügung werden ganz besondere Anforderungen gestellt. Beim Einsatz eines solchen Gelenks im Automobilbereich ist z. B. fahrzeugtechnisch eine Presspassung erforderlich (z. B. mit einer Einpresskraft ca. 10.000 Newton), damit auch unter Last des Gelenks kein wesentliches Spiel bezüglich dieser Fügestelle auftritt. Diese Presspassung ist wesentlich durch die Bauteilfestigkeit des Innenteils begrenzt.The hardness distortions of the components which are present in the area of joints towards other components of the joint, such as, for example, in the area of the hub-shaft connection or the positive connection between the shaft and the inner part, prove to be particularly problematic. Especially at this coincidence very special requirements are made. When using such a joint in the automotive sector is z. B. technically a press fit required (eg., With a press-in force about 10,000 Newton), so that even under load of the joint no significant play with respect to this joint occurs. This interference fit is essentially limited by the component strength of the inner part.

Derzeit sind drei Möglichkeiten üblich, dieser Problematik der exakten Passung der miteinander zu fügenden Komponenten (Innenteil, Welle) entgegen zu treten:

  • a) Klassifizieren Das Klassifizieren umfasst in der Regel ein Ausmessen der Geometrie der Keilverzahnung des Gelenkinnenteils bzw. der Welle. Anschließend werden die Komponenten einander zugeordnet, so dass sie laut Kundenanforderung gefügt werden können. Dieses Verfahren hat einen hohen logistischen Aufwand und einen hohen Platzbedarf zur Folge und ist zudem sehr arbeitsintensiv.
  • b) Nachträgliche Hartbearbeitung des Innenteils Eine nachträgliche Hartbearbeitung erfolgt in der Regel an der im Bereich der Innenverzahnung des Innenteils bzw. der Nabe, wobei die Innenverzahnung durch Räumen im gehärteten Zustand des Innenteils an die Abmessungen der zu fügenden Welle angepasst wird. Dies führt zu sehr hohen Werkzeug bzw. Prozesskosten.
  • c) Istmaß-Anpassung der Komponenten Hierbei wird zum Beispiel ein Rollverzahnungprozess der Welle (zur Herstellung einer Keilverzahnung der Welle) an die tatsächlichen Istmaße der Innenverzahnung des Innenteils angepasst. Dieses Verfahren erfordert jedoch eine zeitversetzte Fertigung, eine Lagerhaltung zumindest der einen Komponente und ist somit nur bedingt anwendbar.
Currently, there are three ways to counteract this problem of the exact fit of the components to be joined together (inner part, shaft):
  • a) Classification The classification generally comprises a measurement of the geometry of the splines of the inner joint part or the shaft. Subsequently, the components are assigned to each other so that they can be added according to customer requirements. This method results in a high logistical effort and a high space requirement and is also very labor-intensive.
  • b) Subsequent hard machining of the inner part A subsequent hard machining is usually carried out on the in the region of the internal toothing of the inner part or the hub, wherein the internal toothing is adapted by clearing in the hardened state of the inner part of the dimensions of the shaft to be joined. This leads to very high tool or process costs.
  • c) actual dimension adjustment of the components Here, for example, a rolling toothing process of the shaft (for producing a Splines of the shaft) adapted to the actual actual dimensions of the internal toothing of the inner part. However, this method requires a time-staggered production, storage of at least one component and is therefore only conditionally applicable.

Aus DE 31 32 363 C1 ist ein Verfahren zum partiellen Oberflächenhärten eines inneren und äußeren Gelenkkörpers eines Kugelgelenkes bekannt. Dabei werden nur ein Teil der Kugelbahnen und Kontaktstellen mit dem Käfig durch ein Induktionsverfahren gezielt gehärtet.Out DE 31 32 363 C1 a method for partial surface hardening of an inner and outer joint body of a ball joint is known. Only part of the ball tracks and contact points with the cage are specifically hardened by an induction process.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Gelenks anzugeben, welches die bekannte technischen Probleme zumindest teilweise lindert und die hieraus resultierende Anforderungen zumindest partiell erfüllt. Insbesondere soll ein Verfahren angegeben werden, durch das ein Gelenk erzeugt wird, welches auch unter hohen Belastungen und bei maximaler Auslenkung eine dauerhafte Kraft- bzw. Drehmomentübertragung gewährleistet. Dabei soll sich das Gelenk mit einem besonders einfachen und kostengünstigen Verfahren herstellen lassen, wobei unter anderem auch ermöglicht werden soll, Teilkomponenten des Gelenkes örtlich getrennt voneinander herzustellen und ohne Klassifizieren miteinander fügen zu können.On this basis, it is an object of the present invention to provide a method for producing a joint, which alleviates the known technical problems at least partially and meets the resulting requirements at least partially. In particular, a method is to be specified, by which a joint is generated, which ensures a permanent force or torque transmission even under high loads and maximum deflection. In this case, the joint should be produced with a particularly simple and inexpensive method, among other things, should also be made possible to produce sub-components of the joint locally separated from each other and to add without classifying each other.

Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren zur Herstellung eines Gelenks mit den Schritten gemäß Patentanspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen beschrieben. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und zu weiteren Ausgestaltungen der Erfindung führen.These objects are achieved with a method for producing a joint with the steps according to claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are described in the respective dependent claims. It should be noted at this point that the features listed individually in the claims can be combined with each other in any technologically meaningful manner and lead to further embodiments of the invention.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Gelenk hergestellt, dass zumindest ein Außenteil, ein Innenteil, einen Käfig, eine Mehrzahl von Rollkörpern und eine Welle umfasst, wobei die Welle und das Innenteil eine formschlüssige Verbindung bilden und einen maximalen Beugewinkel im Bereich von mindestens 25° zu einer Achse des Gelenks einstellbar ist, wobei das Innenteil einen direkt härtbaren Stahl umfasst.With the method according to the invention, a joint is produced that comprises at least an outer part, an inner part, a cage, a plurality of rolling elements and a shaft, wherein the shaft and the inner part form a positive connection and a maximum bending angle in the range of at least 25 ° an axis of the joint is adjustable, wherein the inner part comprises a directly hardenable steel.

Mit „Gelenk” sind insbesondere Gleichlaufkugeldrehgelenke gemeint. Dabei handelt es sich bevorzugt um eines aus der Gruppe: Rzeppa-Gelenk wie z. B. UF, RF, AC-Gelenke oder ein so genanntes DO-Gelenk. Hierbei steht UF für „undercut free” (hinterschnittfrei), RF für „radseitiges Festgelenk” und AC für „angular contact” (Winkelkontakt). Ein wesentlicher Unterschied zwischen RF- und AC-Gelenk liegt darin, dass das RF-Gelenk eine runde und das AC-Gelenk eine elliptische Bahn aufweist. UF-Gelenke lassen aufgrund einer gegenüber AC-Gelenken längern Bahn einen größeren maximalen Beugewinkel zu (bis zu über 50° gegenüber ca. 47° bei AC). Bei einem DO-Gelenk handelt es sich um ein besonderes Verschiebegelenk mit Bahnen für die Rollkörper, die parallel zur Gelenkachse verlaufen, wobei maximale Beugewinkel bis ca. 31° erreichbar sind. Grundsätzlich sei hier darauf hingewiesen, dass sich alle vorstehenden Gelenke in einem Bereich von 0° bis hin zum maximalen Beugewinkel beliebig abbeugen lassen.By "joint" in particular constant velocity ball joints are meant. It is preferably one of the group: Rzeppa joint such. As UF, RF, AC joints or a so-called DO joint. UF stands for "undercut free", RF for "wheel-sided fixed joint" and AC for "angular contact". A major difference between the RF and AC joints is that the RF joint has a round and the AC joint an elliptical orbit. UF joints allow a greater maximum flexion angle due to a longer path than AC joints (up to over 50 °, compared to around 47 ° C for AC). A DO joint is a special sliding joint with tracks for the rolling elements that run parallel to the joint axis, whereby maximum deflection angles of up to approx. 31 ° can be achieved. In principle, it should be pointed out here that all projecting joints can be bent as desired within a range of 0 ° up to the maximum bending angle.

Die Funktionen der einzelnen Komponenten des Gelenks wird nun am Beispiel eines Gleichlaufkugeldrehgelenkes näher erläutert, wobei in diesem Fall die Rollkörper als Kugeln ausgeführt sind. In dem Außenteil und dem Innenteil sind eine Mehrzahl von in Längsrichtung verlaufenden Kugelbahnen vorgesehen, mit denen die Kugeln zur Drehmomentübertragung geführt werden. Die Kugeln sind hierzu in sich radial gegenüberliegenden Bahnen im Innenteil und im Außenteil gleichzeitig geführt, wobei ein Käfig vorgesehen ist, der in seinen Käfigfenstern die Kugeln jeweils in einer senkrecht zur Achse liegenden Ebene hält.The functions of the individual components of the joint will now be explained in more detail using the example of a constant velocity ball pivot, in which case the rolling elements are designed as balls. In the outer part and the inner part, a plurality of longitudinally extending ball tracks are provided, with which the balls are guided for transmitting torque. For this purpose, the balls are guided simultaneously in radially opposed tracks in the inner part and in the outer part, wherein a cage is provided, which holds the balls in its cage windows each in a plane perpendicular to the axis.

Üblicherweise sind die Laufbahnen am Außenteil und/oder am Innenteil gehärtet. Die Anzahl der Kugeln bzw. Rollkörper kann unter Berücksichtigung des zur Verfügung stehenden Bauraumes sowie den Anforderungen hinsichtlich der Kraftübertragung gewählt werden. Üblich sind insbesondere Gleichlaufkugeldrehgelenke mit 6, 8 oder auch 10 Kugeln.Usually, the raceways are hardened on the outer part and / or on the inner part. The number of balls or rolling elements can be selected taking into account the available installation space and the requirements in terms of power transmission. In particular, constant velocity universal joints with 6, 8 or even 10 balls are common.

Das Gelenk ermöglicht nun, dass ein Winkel und/oder ein axialer Versatz (bei Verschiebegelenken) zwischen Antriebsseite und Abtriebsseite realisiert werden kann. Dabei lassen die Gelenke einen maximalen Beugewinkel im Bereich von mindestens 25° zur Achse des Gelenks zu. Der „Beugewinkel” meint dabei insbesondere den Winkel zwischen den Achsen, die mit der Antriebswelle bzw. der Abtriebswelle oder vergleichbaren Komponenten gebildet wird. Eine fluchtende Anordnung von Antriebswelle und Abtriebswelle stellt dabei einen Beugewinkel von 0° dar. Wird die Welle so weit wie möglich abgewinkelt, liegt der „maximale Beugewinkel” vor. Aus den vorstehenden Ausführungen betreffend die hier aufgeführten Gelenke ist erkennbar, dass zumindest die UF-, RC-, AC- und DO-Gelenke diese Bedingung erfüllen, da sie alle einen maximalen Beugewinkel oberhalb von 25° aufweisen.The joint now makes it possible to realize an angle and / or an axial offset (in the case of sliding joints) between the drive side and the driven side. The joints allow a maximum flexion angle in the range of at least 25 ° to the axis of the joint. The "bending angle" means in particular the angle between the axes, which is formed with the drive shaft or the output shaft or similar components. An aligned arrangement of drive shaft and output shaft thereby represents a deflection angle of 0 °. If the shaft is angled as far as possible, the "maximum deflection angle" is present. It can be seen from the above statements regarding the joints shown here that at least the UF, RC, AC and DO joints fulfill this condition, since they all have a maximum flexion angle above 25 °.

Bei solch großen Abbeugung von mindestens 25°, insbesondere bei Winkeln oberhalb von 30° oder sogar 35°, steigt in einem erheblichen Umfang die statische Belastung des Innenteils des Gelenks. Ursache hierfür ist, dass nicht mehr alle vorhandenen Rollkörper mit dem Innenteil in Kontakt sind und demnach die statischen Kräfte nur über eine reduzierte Anzahl von Rollkörpern auf das Innenteil übertragen wird. Dies führt zu einer deutlich erhöhten, auf wenigere Kontaktflächen zwischen Rollkörper und Innenteil verteilten Krafteinleitung. Betrachtet man beispielsweise ein AC-Gelenk mit 6 Kugeln, so werden bei einem Beugewinkel von 0° alle Kugeln gleichmäßig belastet. Ab einem Beugewinkel von ca. 15° wird das erste Kugelpaar entlastet, so dass die Krafteinleitung zunehmend auf die verbleibenden 4 Kugeln verlagert wird. Bei einem Beugewinkel von ca. 25° beginnt die Entlastung des zweiten Kugelpaares, dass heißt, dieses Kugelpaar überträgt nun eine geringere Kraft, als dies bei einem Beugewinkel von 0° bei gleicher Belastung der Fall ist. Ab 30° Beugewinkel wird die gesamte Belastung schon hochgradig nur noch von 2 Kugeln übertragen, beispielsweise übertragen sie nun das 2,5fache der Belastung wie bei einem Beugewinkel von 0°. Die hier für ein AC-Gelenk mit 6 Kugeln veranschaulichten Prozesse lassen sich in vergleichbarer Weise auch bei anderen Ausgestaltungen der genannten Gelenke zeigen.With such a large deflection of at least 25 °, in particular at angles above 30 ° or even 35 °, the static load of the inner part of the joint increases to a considerable extent. The reason for this is that not all existing rolling bodies are in contact with the inner part and Accordingly, the static forces is transmitted only over a reduced number of rolling elements on the inner part. This leads to a significantly increased, on fewer contact surfaces between the rolling element and inner part distributed force application. If, for example, an AC joint with 6 balls is considered, all balls are loaded evenly at a deflection angle of 0 °. From a deflection angle of about 15 °, the first ball pair is relieved, so that the force is increasingly shifted to the remaining 4 balls. At a flexion angle of about 25 °, the relief of the second pair of balls begins, that is, this ball pair now transmits a lower force than is the case with a flexion angle of 0 ° under the same load. From a bending angle of 30 °, the entire load is transferred to a high degree only by two balls, for example, they now transmit 2.5 times the load as with a bending angle of 0 °. The processes illustrated here for an AC joint with 6 balls can be shown in a comparable manner in other embodiments of the joints mentioned.

Hier wurde nun erkannt, dass dieses Verhalten der Gelenke bei großen Abbeugungen zu einer Beschädigung des Innenteils führen kann. Deshalb wird nun erfindungsgemäß vorgeschlagen, für Gelenke, die bis zu so großen Beugewinkeln maximal abwinkelbar sind, das Innenteil mit einem direkt härtbaren Stahl auszuführen. Mit „direkt” härtbar ist insbesondere gemeint, dass keine Aufkohlung des Stahls im Rahmen einer Wärmebehandlung vorgenommen wird, sondern der Stahl bereits die Zusammensetzung (insbesondere einen Kohlenstoffgehalt im Bereich von 0,2% bis 0,8%) aufweist, die ein Harten durch Gefügeumwandlung in zumindest teilweise martensitisches Gefüge ermöglicht. Damit sind Voraussetzungen geschaffen, die einen gleichmäßigen Gefügeaufbau des Innenteils über den gesamten Querschnitt erlauben, wodurch ggf. Grenzschichten z. B. hinsichtlich des Kohlenstoffgehaltes vermieden werden. Mit einem solchen Material können einerseits die für die geforderte Lebensdauer des Gelenks und die erforderliche Bruchfestigkeit des Innenteils realisiert werden, da eine Härtung der Laufbahnen für die Rollkörper erreichbar ist, und gleichzeitig können sicher und dauerhaft höhere statische Kräfte bei großen Beugewinkeln aufgenommen werden, da die Kraft an den überwiegend punktförmigen Einleitungspunkte gleichmäßiger verteilt werden kann.Here it has now been recognized that this behavior of the joints can lead to damage of the inner part at large deflections. Therefore, it is now proposed according to the invention, for joints that can be bent up to a maximum bending angles, the inner part with a directly curable steel. By "directly" curable is meant in particular that no carburizing of the steel is carried out in the course of a heat treatment, but the steel already has the composition (in particular a carbon content in the range of 0.2% to 0.8%), the hard by Microstructure transformation in at least partially martensitic structure allows. This creates conditions that allow a uniform structural structure of the inner part over the entire cross-section, thereby possibly boundary layers z. B. be avoided in terms of carbon content. With such a material on the one hand can be realized for the required life of the joint and the required breaking strength of the inner part, since hardening of the raceways for the rolling body can be achieved, and at the same time can be safely and permanently absorbed higher static forces at large bending angles, as the Force can be distributed evenly at the predominantly punctiform introduction points.

Dabei ist es vorteilhaft, dass das Innenteil einen Vergütungsstahl umfasst. Der Vergütungsstahl hat die Eigenschaft, direkt härtbar zu sein. Dies ist maßgeblich seinem Kohlenstoffgehalt von 0,3% bis 0,8% zuzurechnen. Nach dem Vergüten weist der Vergütungsstahl in der Regel eine hohe Zähigkeit und eine feinkörniges Gefüge auf. Diese hervorzuhebenden Zähigkeitseigenschaften sind in besonderem Maße geeignet, die punktuell auftretenden Kräfte bei großen Beugewinkeln aufzunehmen. Die möglichen Wärmebandlungen werden später noch im Detail erläutert, an dieser Stelle ist vorab nur darauf hinzuweisen, dass unter „vergüten” hier das direkte Härten mit nachfolgendem Anlassen verstanden wird, wobei dies partiell oder für das gesamte Innenteil stattfinden kann.It is advantageous that the inner part comprises a tempering steel. The tempering steel has the property of being directly curable. This is largely attributable to its carbon content of 0.3% to 0.8%. After tempering, the tempering steel usually has a high toughness and a fine-grained structure. These toughening properties are particularly suitable for absorbing the forces occurring at large bending angles. The possible heat treatments will be explained later in detail, at this point is only to point out that under "tempering" here the direct hardening followed by tempering is understood, which may take place partially or for the entire inner part.

Im Gegensatz zum Einsatzmaterial ist bei einem Vergütungsmaterial der erforderliche Kohlenstoffgehalt von vorne herein im Material enthalten. Dieser ist toleriert und garantiert somit eine bestimmte Ausbildungshärte, die zum Beispiel zur dauerhaften Bewältigung der auftretenden Hertzschen Flächenpressungen erforderlich ist. Das bedeutet, dass abhängig von dem Kontakt der kraftübertragenden Komponenten unterschiedlich hohe Spannungskonzentration unterhalb der Oberfläche entstehen. Hierfür ist eine Härtesteigerung bzw. Festigkeitssteigerung von mehr als dem 3fachen der Grundhärte von Stahl erforderlich (z. B. von 180 HV auf 58 + 4 HRC). Diese Härtsteigerung wird durch eine Gefügewandlung in Martensit erreicht. Zur Vermeidung übermäßiger Bauteilverzüge und einer zu geringen Bruchfestigkeit ist es ratsam, möglichst gezielt (örtlich, zeitlich, temperaturabhängig, etc,) zu härten. Bei einem Bauteil wie dem hier gegenständlichen Innenteil bei dem zudem noch hohen Kerbfaktoren wirken (Innenverzahnung, punktuelle Krafteinleitung über die Rollkörper) ist eine größtmögliche Restzähigkeit des Bauteiles erstrebenswert. Darüber hinaus haben Tests bewiesen, dass Innenteile aus Vergütungsstahl grundsätzlich höhere statische Bruchfestigkeiten als Einsatzgehärtete Innenteile aufweisen.In contrast to the feed material, the required carbon content of a tempering material is contained in the material from the very beginning. This is tolerated and thus guarantees a certain training hardness, which is required for example to permanently manage the occurring Hertz surface pressures. This means that, depending on the contact of the force-transmitting components, different levels of stress concentration occur below the surface. For this, a hardness increase or an increase in strength of more than 3 times the basic hardness of steel is required (eg from 180 HV to 58 + 4 HRC). This increase in hardness is achieved by a microstructure in martensite. To avoid excessive component distortion and too low breaking strength, it is advisable to harden as precisely as possible (local, temporal, temperature-dependent, etc.). In the case of a component such as the inner part in question, which also has high notch factors (internal toothing, selective introduction of force via the rolling elements), the greatest possible residual toughness of the component is desirable. In addition, tests have proven that internal parts made of tempered steel generally have higher static fracture strengths than case hardened internal parts.

Bevorzugt wird nun vorgeschlagen, dass Innenteil einen Stahl umfasst, der einen Kohlenstoffgehalt im Bereich von 0,4% bis 0,6% aufweist. Es wurde herausgefunden, dass gerade solche Stähle einer besonders hohen Belastung bei extremen Beugewinkeln dauerhaft standhalten können. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass es sich hierbei um einen Vergütungsstahl handelt. Unter Umstanden kann es vorteilhaft sein, Legierungsbestandteile (wie z. B. Mangan und/oder Bor) im Stahl vorzusehen, die eine Erhöhung der Härtbarkeit oder eine weitere Verbesserung der Zähigkeitseigenschaften zur Folge haben. Besonders bevorzugt sind beispielsweise Stähle mit der deutschen Bezeichnung Ck45, Cf53, C60.Preferably, it is now proposed that the inner part comprises a steel having a carbon content in the range of 0.4% to 0.6%. It has been found that especially such steels can permanently withstand a particularly high load at extreme bend angles. This applies in particular to the case that this is a tempered steel. Under certain circumstances, it may be advantageous to provide alloying components (such as manganese and / or boron) in the steel which result in an increase in hardenability or a further improvement in the toughness properties. Particularly preferred are, for example, steels with the German name Ck45, Cf53, C60.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Gelenks ist das Innenteil mit einer härtefreien Oberfläche im Bereich der formschlüssigen Verbindung ausgeführt ist. Damit ist insbesondere gemeint, dass das Innenteil in diesem Bereich im vergüteten, also angelassenen, Zustand vorliegt und somit dort keine wesentlichen Härteunterschiede nahe der Oberfläche des Innenteils vorliegen. Damit wird z. B. eine nahezu homogene Duktilität des Innenteils ausgehend von dieser Oberlache bis weit in den Querschnitt hinein, ggf. sogar über den gesamten Querschnitt, realisiert, die beispielsweise im Bereich von 500 HV bis 600 HV liegt. Eine solche Ausgestaltung des Innenteils hat zur Folge, dass eine einfache und hochgenaue Fertigung der Verbindung realisiert werden kann, wobei gleichzeitig die Anforderungen an die Kraftübertragung gewährleistet ist. Außerdem wird mit der nicht-(einsatz)gehärteten Ausgestaltung der Innenverzahnung des Innenteils eine Art „gutmütige Sollbruchstelle” bereitgestellt, die bei einer Überbeanspruchung des Gelenks ggf. zum Einsatz gelangt. Die gehärtete Wellenseite der formschlüssigen Verbindung würde in diesem Fall in der Öffnung des Innenteils sicher geführt werden. Eine Nichthärtung des Innenbereiches für eine ermöglicht unter anderem auch eine größtmögliche Bruchdehnung zur Bewältigung statischer Anforderungen, eine preiswertere und einfachere Herstellung der Endgeometrie der Innenverzahnung (Vermeidung einer Bearbeitung im gehärteten Zustand) und eine plastische Verformbarkeit der Innenteil-Innenverzahnung beim Fügen (ggf. sogar mit Vermeidung einer Klassifizierung).According to a further embodiment of the joint, the inner part is designed with a hardness-free surface in the region of the positive connection. This means in particular that the inner part is present in this area in the tempered, ie tempered, state and thus there are no significant differences in hardness near the surface of the inner part. This is z. B. a nearly homogeneous ductility of the inner part, starting from this upper surface until well into the Cross-section into, possibly even over the entire cross-section realized, which is for example in the range of 500 HV to 600 HV. Such an embodiment of the inner part has the consequence that a simple and highly accurate production of the connection can be realized, at the same time the requirements for the power transmission is ensured. In addition, with the non- (use) hardened configuration of the internal toothing of the inner part, a kind of "good-natured predetermined breaking point" is provided, which may be used in the event of overstressing of the joint. The hardened shaft side of the positive connection would be safely guided in this case in the opening of the inner part. A non-hardening of the inner area for one allows, inter alia, the greatest possible elongation at break to cope with static requirements, a cheaper and easier production of the final geometry of the internal teeth (avoiding machining in the cured state) and a plastic deformability of the inner part-internal teeth during joining (possibly even with Avoid classification).

Außerdem wir nun noch vorgeschlagen, dass die formschlüssige Verbindung mit einer Keilverzahnung gebildet ist. Mit „Keilverzahnung” ist insbesondere gemeint, dass das Innenteil bzw. die Welle über den Umfang mehrere, nebeneinander abwechselnd angeordnete Passfedern und Passnuten aufweisen. Die Anzahl solcher über den Umfang verteilter Passfedern bzw. Nuten liegt beispielsweise im Bereich von 15 bis 40. Die auf der Umfangsfläche angeordneten Passfedern der Keilverzahnung weisen in der Regel einen Modul von ca. 1,05833 auf. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Keilverzahnung mit gehärteten Passfedern der Welle und härtefreien, vergüteten Nuten/Stegen des Innenteils ausgeführt.In addition, we now proposed that the positive connection is formed with a spline. By "spline" is meant, in particular, that the inner part or the shaft over the circumference a plurality of side by side alternately arranged feather keys and fitting grooves. The number of such circumferentially distributed keys or grooves is for example in the range of 15 to 40. The keys arranged on the peripheral surface of the spline usually have a modulus of about 1.05833. According to a preferred embodiment, the spline is performed with hardened feather keys of the shaft and hardness-free, tempered grooves / webs of the inner part.

Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung des Gelenks weist das Innenteil in einem Verbindungsabschnitt mit der formschlüssigen Verbindung eine Härte im Bereich von 55 HRC bis 63 HRC, insbesondere im Bereich von 58 bis 62 HRC auf. Damit ist nun ein Gelenk angegeben, bei dem der Bereich des Innenteils nahe der formschlüssigen Verbindung mit einer gehärteten Oberfläche ausgeführt ist. Solche Gelenke können mit besonders hohen statischen Übertragungsmomenten belastet werden. Zur Vermeidung einer zu geringen Bruchfestigkeit ist es vorteilhaft, dass die partielle Härtung im Wesentlichen tatsächlich auf die belasteten Bereiche begrenzt wird, um einen relativ zähen Kern des Innenteils erhalten. Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass eine partielle Härtung im Bereich der Bahnen für die Rollkörper jedenfalls vorgesehen sein sollte.According to a further embodiment of the joint, the inner part in a connecting portion with the positive connection has a hardness in the range of 55 HRC to 63 HRC, in particular in the range of 58 to 62 HRC. This now indicates a joint in which the region of the inner part is designed close to the positive connection with a hardened surface. Such joints can be burdened with particularly high static transmission torques. To avoid too low breaking strength, it is advantageous that the partial hardening is essentially limited to the loaded areas in order to obtain a relatively tough core of the inner part. In addition, it should be noted that a partial hardening in the area of the webs for the rolling bodies should be provided anyway.

Besonders vorteilhaft ist zudem, wenn zumindest das Außenteil, das Innenteil und der Käfig das gleiche Material umfassen. Bei einer solchen Ausgestaltung des Gelenks ist insbesondere eine solche gemeint, bei der zumindest der Käfig und das Innenteil und bevorzugt auch noch das Außenteil oder sogar zusätzlich noch die Rollkörper mit dem gleichen Material hergestellt sind. Bevorzugt handelt es sich dabei um einen Vergütungsstahl, der Basis für diese Komponenten ist. Dies hat neben den belastungstechnisch deutlich verbesserten Eigenschaften des Gelenks auch noch andere Vorteile, wie zum Beispiel im Hinblick auf eine kostengünstigere Materialbeschaffung aufgrund der größeren Marge, eine einfachere Lagerhaltung und Logistik sowie eine bessere Recyclingfähigkeit des Gelenks zur Folge.It is also particularly advantageous if at least the outer part, the inner part and the cage comprise the same material. In such an embodiment of the joint is meant in particular one in which at least the cage and the inner part and preferably also the outer part or even additionally the rolling bodies are made with the same material. Preferably, this is a tempering steel, which is the basis for these components. This has in addition to the load technically significantly improved properties of the joint also other advantages, such as in terms of a more cost-effective procurement of materials due to the larger margin, easier storage and logistics and better recyclability of the joint result.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gelenks aufweisend zumindest ein Außenteil, ein Innenteil, einen Käfig, eine Mehrzahl von Rollkörpern und eine Welle beschrieben. Dabei bilden die Welle und das Innenteil schließlich eine formschlüssige Verbindung und gewährleisten die Einstellbarkeit einen maximalen Beugewinkel im Bereich von mindestens 25° zu einer Achse des Gelenks. Dieses Verfahren umfasst zumindest folgende Schritte:

  • a) Bereitstellen eines Außenteils, eines Käfigs und einer Mehrzahl von Rollkörpern;
  • b) Bereitstellen einer Welle, die in einem Verbindungsabschnitt mit einer Keilverzahnung ausgeführt ist;
  • c) Bereitstellen eines Rohlings aus direkt härtbarem Stahl für das Innenteil mit einer Öffnung;
  • d) Wärmebehandlung des Innenteils, wobei das Innenteil mit einer härtefreien Oberfläche im Bereich der formschlüssigen Verbindung ausgeführt ist;
  • e) Versehen des Rohlings mit einer Keilverzahnung im Bereich der Öffnung nach Schritt d);
  • f) Montieren der Komponenten.
According to the invention, a method for producing a joint comprising at least an outer part, an inner part, a cage, a plurality of rolling bodies and a shaft is described. The shaft and the inner part finally form a positive connection and ensure the adjustability of a maximum flexion angle in the range of at least 25 ° to an axis of the joint. This method comprises at least the following steps:
  • a) providing an outer part, a cage and a plurality of rolling elements;
  • b) providing a shaft which is formed in a connecting portion with a spline;
  • c) providing a blank made of directly hardenable steel for the inner part with an opening;
  • d) heat treatment of the inner part, wherein the inner part is designed with a hardness-free surface in the region of the positive connection;
  • e) providing the blank with a spline in the region of the opening after step d);
  • f) mounting the components.

Klarstellend sei hier darauf hingewiesen, dass die oben genannte Aufzählung nicht zwangsläufig als Reihenfolge der unterschiedlichen Arbeitsschritte bzw. Verfahrensschritte aufzufassen ist. So ist es beispielsweise möglich, die Schritte a), b) und c), d), e) zumindest teilweise zeitgleich und unter Umständen auch örtlich voneinander getrennt ausgeführt werden können. Selbstverständlich kann die Montage weitere Komponenten der Gelenke in den Herstellungsablauf integriert werden. Auf die besonderen Ausführungsvarianten der einzelnen Verfahrensschritte wird nachfolgend genauer eingegangen.For the sake of clarity, it should be pointed out that the list mentioned above is not necessarily to be understood as a sequence of the different work steps or method steps. Thus, it is possible, for example, that steps a), b) and c), d), e) can be carried out at least partially simultaneously and under certain circumstances also spatially separated from one another. Of course, the assembly of other components of the joints can be integrated into the manufacturing process. The particular embodiment variants of the individual method steps will be discussed in more detail below.

Die Bereitstellung bzw. Herstellung eines Außenteils, eines Käfigs und einer Mehrzahl von Rollkörpern kann demnach unabhängig und in bekannter Weise durchgeführt werden. Bezüglich der Bereitstellung der Welle ist anzumerken, dass es sich hierbei bevorzugt um eine Vollwelle aus Vergütungsstahl oder einem Borstahl (besonders hohe Härtbarkeit und Einhärttiefen möglich für hohe Übertragungsdrehmomente) handelt. Die Keilverzahnung der Welle kann ebenfalls auf herkömmliche Weise und bevorzugt unabhängig von der Herstellung der Keilverzahnung des Innenteils erzeugt werden. Bezüglich des Bereitstellens eines Rohlings aus direkt härtbarem Stahl für das Innenteil mit einer Öffnung ist anzumerken, dass dieses bevorzugt ein Schmieden des Rohling umfasst, wobei insbesondere die Umfangsfläche bzw. die Laufbahnen für die Rollkörper geprägt werden. Betreffend die Eigenschaften eines direkt härtbaren Stahls sei auf die obigen (insbesondere bevorzugten) Ausführungen verwiesen. Schließlich wird in diesem „weichen” Zustand des Rohlings auch die Keilverzahnung im Bereich der Öffnung eingearbeitet. Für den Fall, dass eine Härtung (nur) der Außenkontur vorgenommen wird, kann die Endbearbeitung der Keilverzahnung des Innenteils auch nach der Wärmebehandlung im „weichen” Zustand, insbesondere mittels des Fertigungsverfahrens Räumen, vorgenommen werden, wobei Verzüge aufgrund der nicht existenten Wärmeeinbringung nach dem Räumen vermieden werden.The provision or production of an outer part, a cage and a plurality of rolling bodies can therefore be carried out independently and in a known manner. With regard to the provision of the shaft is to be noted that this is preferably a solid shaft of tempered steel or boron steel (particularly high hardenability and Einhärttiefen possible for high Transmission torques) is. The spline of the shaft can also be produced in a conventional manner and preferably independently of the production of the spline of the inner part. With regard to the provision of a blank made of directly hardenable steel for the inner part with an opening, it should be noted that this preferably comprises forging of the blank, wherein in particular the peripheral surface or the raceways for the rolling bodies are embossed. With regard to the properties of a directly hardenable steel, reference is made to the above (particularly preferred) embodiments. Finally, in this "soft" state of the blank, the spline is also incorporated in the region of the opening. In the event that a hardening (only) of the outer contour is made, the finishing of the spline of the inner part can be made even after the heat treatment in the "soft" state, in particular by means of the manufacturing process spaces, with distortions due to the non-existent heat input after the Rooms are avoided.

Die Wärmebehandlung gemäß Schritt d) umfasst zumindest einen Härteprozess, wobei hier ein Erwärmen und Abschrecken zur Erzeugung eines zumindest teilweise martensitischen Gefüges im Rohling zu verstehen ist. Dabei kann nun von den Vorteilen des Einsatzes eines direkt härtbaren Stahls besonders profitiert werden.The heat treatment according to step d) comprises at least one curing process, which is to be understood here as heating and quenching to produce an at least partially martensitic microstructure in the blank. It can now be particularly benefited by the benefits of using a directly curable steel.

Grundsätzlich sei darauf hingewiesen, dass das Härten des gesamten Rohlings vorgenommen werden kann (Durchhärtung) oder auch nur ein partielles, lokal (insbesondere auf Bereiche nahe der Oberfläche des Innenteils) begrenztes Härten erfolgen kann (z. B. nur der Außenkontur (Laufflächen der Rollkörper) und/oder dem Bereich mit der Innenverzahnung). Eine Durchhärtung kann im Falle einer extrem hohen statischen Anforderung erforderlich sein. Weiterhin ist auch eine individuelle Härte-Strukturierung über die Wanddicke bis in den Zahnkopf möglich, wodurch ein bestmöglicher Kompromiss bezüglich einer erforderlichen Zahnfußfestigkeit und einer kostengünstigen Herstellbarkeit möglich ist. Das bevorzugte induktive Schusshärten ermöglich nahezu jeden beliebigen Härteverlauf von der scharfen partiellen Außenkonturhärtung über eine Strukturierung bis zur Durchhärtung. Beim Durchhärten bauen nur sehr geringe innere Spannungen im Material auf. Weiter ist zu berücksichtigen, dass daraus eine gehärtete Innenverzahnung resultiert, die eine höhere Abscherfestigkeit und eine bessere Spielfreiheit über die Lebensdauer bereitstellt.In principle, it should be pointed out that the hardening of the entire blank can be carried out (through hardening) or even only a partial, locally (in particular on areas near the surface of the inner part) limited hardening can take place (eg only the outer contour (running surfaces of the rolling elements ) and / or the area with the internal toothing). Curing may be required in case of an extremely high static requirement. Furthermore, an individual hardness structuring over the wall thickness is possible up to the tooth head, whereby a best possible compromise in terms of a required Zahnfußfestigkeit and cost manufacturability is possible. The preferred inductive firing allows almost any arbitrary hardness profile of the sharp partial outer contour hardening on structuring to curing. When hardening build up only very low internal stresses in the material. It should also be noted that this results in a hardened internal toothing, which provides a higher shearing resistance and a better freedom of play over the lifetime.

Hier nun wird eine Wärmebehandlung bevorzugt, die in die Fertigungslinie zur Herstellung solcher Innenteile gut integriert werden kann (durch direkte Einzelteil-Härtung), da die benötigten Zeiträume zur Bereitstellung einer gewünschten Härte des Innenteils viel kürzer sind, als beispielsweise auch im Vergleich zum Einsatzhärten, bei dem das Material zunächst mit Kohlenstoff angereichert werden muss. Entsprechend den gewünschten Härteeigenschaften des Innenteils bzw. der Fertigung (einzeln, im Batch bzw. chargenweise) werden folgende Härteprozesse vorgeschlagen:Here, a heat treatment is preferred which can be well integrated into the production line for producing such internal parts (by direct individual part curing), since the time periods required to provide a desired hardness of the inner part are much shorter than, for example, compared to case hardening. in which the material must first be enriched with carbon. According to the desired hardness properties of the inner part or the production (individually, batchwise or batchwise), the following hardening processes are proposed:

Erwärmungsverfahren:Heating methods:

  • 1. Verfahren zur Erwärmung einzelner Innenteile: a. durch Induktion im Schuss- oder Vorschubverfahren b. durch einen Energiestrahl (z. B. Laser, Elektronenstrahl) c. durch elektrischen Widerstand1. Method for heating individual internal parts: a. by induction in the shot or feed process b. through an energy beam (eg laser, electron beam) c. by electrical resistance
  • 2. Verfahren zur gleichzeitigen Erwärmung mehrere Innenteile im Durchlauf mittels Induktions-, Elektro- oder Gas- Durchlaufofen2. Method for simultaneous heating of several internal parts in the run by means of an induction, electric or gas continuous furnace
  • 3. Verfahren zur gleichzeitigen Erwärmung mehrere Innenteile in einer Kammer mittels Induktions-, Elektro-, Gas-, oder Plasma-Kammerofen.3. A method for the simultaneous heating of several internal parts in a chamber by means of induction, electric, gas, or plasma chamber furnace.

Besonders bevorzugt ist hierbei eine in die Fertigungslinie integrierte induktive Schusserwärmung des Innenteils. Sie ermöglicht eine sehr schnelle, hocheffiziente und gezielte Erwärmung lokal begrenz auf die Bereiche des Innenteils, welche gehärtet werden sollen.Particularly preferred here is an inductive firing of the inner part integrated in the production line. It allows a very fast, highly efficient and targeted heating locally limited to the areas of the inner part, which are to be cured.

Abschreckverfahren:quenching:

  • 1. Verfahren zur Abschreckung einzelner Innenteile: a. durch Abschreckduschen i. umschlingend am Einzelteil oder im axialen Vorschub ii. axial am Einzelteil oder im horizontalen Vorschub iii. seitlich am Einzelteil oder im horizontalen Vorschub b. im Bad oder Whirlpool (zumeist im freien Fall)1. Method for quenching individual internal parts: a. by quenching showers i. wrapping on the item or in the axial feed ii. axially on the single part or in the horizontal feed iii. on the side of the item or in the horizontal feed b. in the bath or whirlpool (mostly in free fall)
  • 2. Verfahren zur Abschreckung der Innenteile im Batch: a. durch axiales Eintauchen in ein Öl oder Salzbad b. durch Duschen c. durch Gasabschreckung.2. Process for deterring the internal parts in the batch: a. by axial immersion in an oil or salt bath b. through showers c. by gas quenching.

Besonders bevorzugt ist hierbei eine in eine Härtemaschine integrierte Einzelteil-Ringduschenabschreckung. Dabei lassen sich beachtenswerte Vorteile erreichen. So ist eine besonders umweltschonende Härtung möglich, da ein Abschreckmittel auf Wasserbasis eingesetzt werden kann, so dass keine Sonderentsorgung erforderlich ist. Weiterhin ist dieses Abschreckverfahren besonders verzugsarm, da es ringsum und zeitgleich kühlt. Damit ist eine effiziente, da auf ein Einzelteil konzentrierte, und wirtschaftliche Wärmebehandlung ermöglicht.Particularly preferred in this case is a built-in hardening machine single-part ring shower quenching. This can be achieved noteworthy advantages. So a particularly environmentally friendly curing is possible, since a water-based quenching agent can be used, so that no special disposal is required. Furthermore, this quenching method is particularly low distortion, since it cools all around and at the same time. This allows an efficient, focused on an individual part, and economic heat treatment.

Dabei ist das Verfahren bevorzugt so durchzuführen, dass der Rohling während Schritt d) vergütet wird. Beim Vergüten schließt sich dem Härteprozess noch eine Wärmebehandlung, nämlich das Anlassen, an. Dabei findet das Härten bevorzugt in einer Anlage bzw. Maschine statt (z. B. mit Taktzeiten von 10 bis 30 Sekunden), so dass das Innenteil nicht aus der Fertigungslinie genommen werden muss. Gerade für diesen Fall ist also auch eine Kurzzeit-Anlassung (im Vergleich zur konventionellen Ofenanlassung) des Materials des Innenteils bevorzugt. Nachfolgend werden besonders vorteilhafte Varianten des Anlassens beschrieben, die mit den oben angeführten Erwärmungs- und Abschreckverfahren kombiniert werden können: In this case, the method is preferably carried out so that the blank is coated during step d). During tempering, the tempering process is followed by a heat treatment, namely annealing. The hardening preferably takes place in a plant or machine (eg with cycle times of 10 to 30 seconds), so that the inner part does not have to be removed from the production line. Just in this case, therefore, a short-term reason (compared to the conventional furnace occasion) of the material of the inner part is preferred. Hereinafter, particularly advantageous variations of annealing will be described, which can be combined with the above-mentioned heating and quenching processes:

Anlassverfahren:Starting procedures:

  • 1. Verfahren zur Anlasserwärmung einzelner Innenteile: a. durch Induktion im Schussverfahren (Anlassen im Sekundenbereich, z. B. 20–60 Sekunden) b. durch elektrischen Widerstand c. im Warmbad (bevorzugt Öl- oder Salzbad)1. Method for starter heating of individual internal parts: a. by induction in the shooting process (tempering in seconds, eg 20-60 seconds) b. by electrical resistance c. in a warm bath (preferably oil or salt bath)
  • 2. Verfahren zur gleichzeitigen Anlasserwärmung mehrerer Innenteile im Durchlauf mittels Induktions-, Elektro- oder Gas-Durchlaufofen2. Method for simultaneous starter heating of several internal parts in the run by means of induction, electric or gas continuous furnace
  • 3. Verfahren zur gleichzeitigen Anlasserwärmung mehrerer Innenteile in einer Kammer mittels Induktions-, Elektro-, Gas-, oder Plasma-Kammerofen3. A method for simultaneous starter heating of several internal parts in a chamber by means of induction, electric, gas, or plasma chamber furnace
  • 4. Verfahren zur Anlasserwärmung im Warmbad (bevorzugt Öl- oder Salzbad)4. Procedure for Warming the Warm in the Warm Bath (preferably Oil or Salt Bath)

Bevorzugt ist hierbei das Verfahren zur Anlasserwärmung im Induktions-Durchlaufofen, da sich dieses Verfahren besonders gut in die Fertigungslinie einer Massenproduktion von Innenteilen eingliedern lässt. Die Zykluszeit hierfür beträgt z. B. 10 bis 30 Sekunden, wobei nur ein geringer Platzbedarf besteht und gleichzeitig eine hohe Einsatzflexibilität realisierbar ist. Dieses Verfahren ermöglicht eine recht schnelle Erwärmung des Innenteils (z. B. gegenüber einem Gasofen), womit eine Gesamtanlasszeit eines Innenteils z. B. im Bereich von 3 bis 15 Minuten vorliegt. Die Anlasstemperaturen liegen hierbei bevorzugt im Bereich von 160° bis 190°C. Damit kann letztendlich eine Fertigung vergüteter Innenteile mit einer Taktzeit wie einer modernen Massenproduktionslinie (ca. 10–30 Sekunden) verwirklicht werden.In this case, the method for starter heating in the induction continuous furnace is preferred, since this method can be incorporated particularly well into the production line of mass production of internal parts. The cycle time for this is z. B. 10 to 30 seconds, with only a small footprint and at the same time a high versatility is feasible. This method allows a fairly rapid heating of the inner part (eg, compared to a gas oven), whereby a total annealing time of an inner part z. B. is present in the range of 3 to 15 minutes. The tempering temperatures are preferably in the range of 160 ° to 190 ° C. This can ultimately be a production of tempered internal parts with a cycle time as a modern mass production line (about 10-30 seconds) can be realized.

Vorteilhaft bezüglich eines partiellen Härtens bzw. Vergütens des Innenteils im Bereich der Außenkontur (mit den Laufflächen für die Rollkörper) und der Öffnung (nahe der formschlüssigen Verbindung) ist, dass die gehärtete Innenverzahnung die Übertragung höherer maximale Drehmomente erlaubt. Gleichzeitig ist eine fertigungsintegrierte Härtung mit geringeren Verzügen möglich. Das damit erzeugt Innenteil hat eine deutlich verbesserte Bruchfestigkeit gegenüber einsatzgehärteten Innenteilen, wie sie bislang eingesetzt wurden. Bevorzugt wird das Harten der Oberflächen gleichzeitig mittels induktivem Schuss-Härten bewirkt.Advantageous with respect to a partial hardening or tempering of the inner part in the region of the outer contour (with the rolling surfaces for the rolling elements) and the opening (near the positive connection) is that the hardened inner toothing allows the transmission of higher maximum torques. At the same time, production-integrated hardening with lower distortion is possible. The inner part thus produced has a significantly improved breaking strength compared with case-hardened inner parts, as they were previously used. Preferably, the hardening of the surfaces is effected simultaneously by inductive shot hardening.

Bezüglich des Fügens ist besonders vorteilhaft, wenn auf das Klassifizieren von Innenteil und Welle bzw. ein Ausmessen des Gegenteils und eine Nachbearbeitung der Oberfläche oder der Form im gehärteten Zustand vermieden wird.With regard to joining, it is particularly advantageous to avoid classifying the inner part and the shaft or measuring the opposite and reworking the surface or the mold in the hardened state.

Ganz besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausgestaltung des Verfahrens, bei dem Schritt d) ein partielles Vergüten des Rohlings im Bereich einer Umfangsfläche umfasst. Damit ist insbesondere gemeint, dass nur im Bereich der Laufbahnen der Rollkörper vergütet wird, im Bereich der Öffnung des Innenteils (nahe der formschlüssigen Verbindung) jedoch keine wesentliche Härtesteigerung des Ausgangsmaterials vorgenommen wird. Damit ist z. B. die Möglichkeit der Räumung der Innenverzahnung nach dem partiellen Härteverfahren im Bereich der Außenkontur bzw. Umfangsfläche geschaffen, wobei unter Umständen sogar ein weiterer Spannungsabbau im Innenteil beim Räumen bewirkt werden kann.However, an embodiment of the method in which step d) comprises a partial tempering of the blank in the region of a peripheral surface is particularly preferred. This means in particular that only in the region of the raceways of the rolling body is annealed, in the region of the opening of the inner part (near the positive connection), however, no substantial increase in hardness of the starting material is made. This is z. B. the possibility of evacuation of the internal toothing after the partial hardening process in the region of the outer contour or circumferential surface created, which may even be a further stress relief in the interior part when clearing can be effected.

Damit ist eine (nahezu) verzugfreie Keilverzahnung herstellbar, so dass auf das Klassifizieren ggf. verzichtet werden kann. Damit ist auch eine örtlich unabhängigen Fertigung von Innenteil und Welle möglich. Weiter ist zu erwähnen, dass durch die räumlich begrenzte Härtesteigerung der Außenkontur, mit geringem Energieaufwand die gewünschten Eigenschaften der Laufbahnen mit geringen Verzügen herstellbar sind, wobei gleichzeitig ein Kern mit sehr guten Zähigkeitseigenschaften vorliegt. Diese Eigenschaft ist gerade bei Gelenken mit einem großen maximalen Beugewinkel von wesentlicher Bedeutung, da hier die Anzahl der punktuellen Krafteinleitungspunkte zeitweise sehr gering ist und große statische Kräfte von den verbleibenden Rollkörpern aufgenommen werden müssen. Diese Zähigkeit des Materials auch im Bereich der Keilverzahnung erlaubt eine plastische Anpassung beim Fügen mit der Welle. Dies führt zu größeren Kontaktflächen und damit zu einer höheren Anzahl an tragenden Passfeder/Nut-Verbindungen, so dass eine bessere Kraftverteilung und eine geringere Kerbwirkung verwirklicht werden kann. Außerdem ist für den (unwahrscheinlichen) Fall eine Überbeanspruchung der formschlüssigen Verbindung eine Sollbruchstelle durch das (gegenüber der Welle vorzeitige) Abscheren der Passfedern des Innenteils geschaffen, wobei sichergestellt ist, dass die Welle auch nach einem solchen Vorfall sicher in der Öffnung des Innenteils geführt wird.For a (nearly) distortion-free spline can be produced, so that can be dispensed with the classification if necessary. Thus, a locally independent production of inner part and shaft is possible. It should also be mentioned that the spatially limited increase in hardness of the outer contour, with low energy consumption, the desired properties of the tracks can be produced with little delay, wherein at the same time there is a core with very good toughness properties. This property is especially important for joints with a large maximum flexion angle, since the number of punctual force application points is at times very low and large static forces must be absorbed by the remaining rolling elements. This toughness of the material also in the field of splines allows a plastic adaptation when joining with the shaft. This leads to larger contact surfaces and thus to a higher number of bearing feather key / groove connections, so that a better power distribution and a lower notch effect can be realized. In addition, for the (unlikely) case overstressing the positive connection a predetermined breaking point created by the (premature with respect to the shaft) shearing the keys of the inner part, it being ensured that the shaft is securely guided in the opening of the inner part even after such an incident ,

Schließlich wird als besonders bevorzugtes Einsatzgebiet der Erfindung ein Fahrzeug umfassend mindestens ein Gelenk hergestellt nach einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgeschlagen.Finally, a vehicle comprising at least one joint produced by a method according to the invention is proposed as a particularly preferred field of application of the invention.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, die Erfindung jedoch nicht darauf begrenzt ist. Die 1 bis 5 zeigen Gelenke, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden. The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to FIGS. It should be noted that the figures show particularly preferred embodiments of the invention, but the invention is not limited thereto. The 1 to 5 show joints that were prepared by the method according to the invention.

Es zeigen:Show it:

1: erste Ausführungsvariante eines Gelenkes im Schnitt; 1 : first embodiment of a joint in section;

2: eine Keilverzahnung einer Welle als Seitenansicht und im Schnitt; 2 a spline of a shaft as a side view and in section;

3: eine weitere Ausführungsform einer Welle als Hohlwelle mit Keilverzahnung 3 a further embodiment of a shaft as a hollow shaft with splines

4: eine Ausführungsvariante eines Innenteils im Schnitt; 4 a variant of an inner part in section;

5: eine Ausführungsvariante eines Innenteils als Draufsicht; 5 a variant of an inner part as a plan view;

6: schematisch eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens. 6 : schematically a particularly preferred embodiment of the method according to the invention.

Mit Bezug auf die Figuren ist darauf hinzuweisen, dass die Darstellungen schematisch sind, also auf die Größenverhältnisse nur begrenzt Bezug genommen werden kann.With reference to the figures, it should be pointed out that the representations are schematic, that is, limited reference can be made to the size relationships.

1 zeigt Rzeppa-Gelenk fester Bauart, wobei nur ein Abwinkeln aber kein Verschieben der Welle 6 gegenüber dem Gelenk 1 möglich ist. 1 shows Rzeppa joint fixed design, with only a bending but no displacement of the shaft 6 opposite the joint 1 is possible.

Die Welle 6, welche beispielsweise die Antriebsseite darstellt, ist in einer abgewinkelten Position bezüglich der Achse 9 des Gelenks 1 dargestellt. Die Welle 6 und die Achse 9 bilden einen maximalen Beugewinkel 8, der in einem Bereich oberhalb von 25° (bevorzugt oberhalb von 30°) liegt. Der maximale Beugewinkel 8 wird durch die Welle 6 und das Gehäuse 2 bestimmt, wobei bei dem maximalen Beugewinkel 8 ein Kontakt der Welle 6 hin zum Außenteil 2 vermieden werden muss. Am rechten Ende der Welle 6 ist eine formschlüssige Verbindung 7 hin zum Innenteil 3 des Gelenks 1 realisiert. Diese formschlüssige, drehmomentfeste Verbindung, die bevorzugt als Pressdruckverbindung ausgeführt ist, gewährleistet die Übertragung des Drehmoments von der Welle 6 hin zum Innenteil 3.The wave 6 which is the drive side, for example, is in an angled position with respect to the axis 9 of the joint 1 shown. The wave 6 and the axis 9 form a maximum bending angle 8th , which is in an area above 25 ° (preferably above 30 °). The maximum bending angle 8th gets through the shaft 6 and the case 2 determined, wherein at the maximum flexion angle 8th a contact of the wave 6 towards the outer part 2 must be avoided. At the right end of the shaft 6 is a positive connection 7 towards the inner part 3 of the joint 1 realized. This positive, torque-resistant connection, which is preferably designed as a press-fit connection, ensures the transmission of torque from the shaft 6 towards the inner part 3 ,

Zwischen dem Innenteil 3 und dem Außenteil 2 ist ein Käfig 4 mit einer Mehrzahl über den Umfang des Innenteils 3 verteilt angeordneten, hier als Kugeln ausgeführten, Rollkörpern 5 vorgesehen. Die Kugeln laufen in entsprechenden Bahnen des Innenteils 3 und des Außenteils 2, so dass sie trotz eines Beugewinkels 8 eine Drehmomentübertragung vom Innenteil 3 hin zum Außenteil 2 ermöglichen. Die Drehmomentübertragung erfolgt dabei im wesentlichen in Umfangsrichtung, wobei mit zunehmenden Beugewinkel 8 eine immer größer werdende Kraft in axialer Richtung von dem Käfig 4 aufgenommen werden muss.Between the inner part 3 and the outer part 2 is a cage 4 with a plurality over the circumference of the inner part 3 arranged distributed, here executed as balls, rolling bodies 5 intended. The balls run in corresponding tracks of the inner part 3 and the outer part 2 so they despite a bend angle 8th a torque transmission from the inner part 3 towards the outer part 2 enable. The torque transmission takes place substantially in the circumferential direction, with increasing flexion angle 8th an ever-increasing force in the axial direction of the cage 4 must be recorded.

Da dieses Gelenk zumindest teilweise mit Betriebsstoffen wie Fetten, Ölen, etc. versehen ist, und außerdem auch das Eindringen von Schmutz verhindert werden soll, ist das Gelenk 1 mit einer Manschette 18 versehen, die einerseits an der Welle 6 und andererseits an dem Außenteil 2 fixiert ist. Die Übertragung großer Drehmomente auch in extremen Positionen der Welle 6, insbesondere bei großen Beugewinkeln 8, wird dadurch gewährleistet, dass das Innenteil 3 hier einen vergüteten Stahl mit einer einsatzhärtefreien Oberfläche 10 im Bereich der formschlüssigen Verbindung 7 aufweist.Since this joint is at least partially provided with supplies such as fats, oils, etc., and also the penetration of dirt is to be prevented, is the joint 1 with a cuff 18 provided on the one hand to the shaft 6 and on the other hand on the outer part 2 is fixed. The transmission of high torques even in extreme positions of the shaft 6 , especially at large bend angles 8th , This ensures that the inner part 3 here a tempered steel with a surface hardness free 10 in the field of positive connection 7 having.

2 zeigt in einer Draufsicht ein Wellenende mit einem Verbindungsabschnitt 15, in dem eine Keilverzahnung 12 ausgeführt ist. Bei der hier dargestellten Ausführungsvariante weist die Keilverzahnung zwanzig (20) Keile auf, die mit gleichmäßigen Abständen über den Umfang der Welle 6 verteilt angeordnet sind. In 2 ist eine Schnittlinie angedeutet, wobei der Schnitt in 3 dargestellt ist. 2 shows in a plan view of a shaft end with a connecting portion 15 in which a spline 12 is executed. In the embodiment shown here, the spline has twenty (20) wedges at regular intervals over the circumference of the shaft 6 are arranged distributed. In 2 a cut line is indicated, with the cut in 3 is shown.

In 3 ist ein Schnitt durch eine Ausführungsvariante der Welle 6 dargestellt. Für die meisten Anwendungen im Automobilbereich sind Vollwellen vorzuziehen, gleichwohl können bei den hier beschriebenen Gelenken auch Hohlwellen zum Einsatz gelangen. Die Welle 6 hat einen Durchmesser 11 im Bereich von 15 mm bis 40 mm. Die auf der Umfangsfläche 16 angeordneten Keile der Keilverzahnung 12 weisen eine Keilbreite 13 und eine Keilhöhe 14 auf, die entsprechend den Belastungen des Gelenks unterschiedlich ausgeführt sein können. Die Umfangsfläche 16 der Keilverzahnung 12 der Welle 6 ist bevorzugt induktiv oberflächengehärtet, im Fall einer Hohlwelle bevorzugt einsatzgehärtet.In 3 is a section through a variant of the shaft 6 shown. For most applications in the automotive sector, solid waves are preferable, however, hollow shafts can also be used in the joints described here. The wave 6 has a diameter 11 in the range of 15 mm to 40 mm. The on the peripheral surface 16 arranged wedges of the spline 12 have a wedge width 13 and a wedge height 14 on, which can be designed differently according to the loads of the joint. The peripheral surface 16 the spline 12 the wave 6 is preferably inductively surface-hardened, preferably case-hardened in the case of a hollow shaft.

4 zeigt in einer Schnittansicht eine erste mögliche Ausführungsform des Innenteils 3. In der Schnittdarstellung sind außen die Laufflächen 22 für die Rollkörper 5 dargestellt. Diese Laufflächen 22 sind mit einer partiellen Hartschicht 23 versehen. Zur Ausbildung einer solchen partiellen Hartschicht 23 ist das Innenteil 3 aus einem direkt härtbaren Stahl, insbesondere einem Vergütungsstahl. Ein solches Innenteil 3 kann mit beispielsweise sechs (6) oder acht (8) Laufflächen 22 ausgeführt sein. Zentral ist eine Öffnung 20, hier als Durchgangsöffnung ausgebildet, vorgesehen, die ein zumindest teilweises Hindurchschieben der Welle 6 ermöglicht. Zur Bereitstellung einer formschlüssigen, drehmomentsicheren Verbindung weist die Öffnung 20 auf der Oberfläche 10 eine Keilverzahnung 12 auf. Diese greift in eine entsprechend ausgeformte Keilverzahnung 12 der Welle 6, so dass die formschlüssige Verbindung realisiert werden kann. 4 shows in a sectional view a first possible embodiment of the inner part 3 , In the sectional view outside are the treads 22 for the rolling elements 5 shown. These treads 22 are with a partial hard layer 23 Mistake. To form such a partial hard layer 23 is the inner part 3 from a directly hardenable steel, in particular a tempered steel. Such an inner part 3 can with for example six (6) or eight (8) treads 22 be executed. Central is an opening 20 , designed here as a passage opening, provided, which at least partially by pushing the shaft 6 allows. To provide a positive, torque-proof connection has the opening 20 on the surface 10 a spline 12 on. This engages in a correspondingly shaped splines 12 the wave 6 , so that the positive connection can be realized.

5 zeigt nun eine weitere Ausführungsvariante eines Innenteils 3. Wiederum sind außen die Laufflächen 22 zu erkennen, die durch Stege 28 voneinander getrennt und über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Im Bereich der Laufflächen 22 wurde wiederum eine Hartschicht 23 durch induktives partielles Härten vorgesehen. Bei dem Innenteil 3 handelt es sich um einen Vergütungsstahl, wobei die Oberfläche 10 im Bereich der formschlüssigen Verbindung 7 keine Härtung aufweist. Die formschlüssige Verbindung 7 wird wiederum mit einer Keilverzahnung 12 sichergestellt, die am Umfang der Öffnung 20 des Innenteils 3 vorgesehen ist. 5 now shows a further embodiment of an inner part 3 , Again, outside are the treads 22 recognizable by webs 28 separated from each other and distributed uniformly over the circumference. In the area of treads 22 in turn became a hard layer 23 provided by inductive partial hardening. At the inner part 3 It is a tempered steel, the surface 10 in the field of positive connection 7 has no cure. The positive connection 7 will turn with a spline 12 ensured at the perimeter of the opening 20 of the inner part 3 is provided.

6 zeigt schematisch einen möglichen Ablauf des Herstellungsverfahrens für eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante des Gelenks 1. Oben in 6 sind zunächst schematisch separate Fertigungslinien für die einzelnen Bauteile gezeigt, wobei diese anschließend in einer Fertigungslinie 29 integriert und zu einem Gelenk 1 montiert werden. Ein Gelenk 1 bzw. mehrere Gelenke 1 können dann beispielsweise mit einem Fahrzeug 30, insbesondere dessen Antriebsstrang, kombiniert werden. Das Symbol oben in 6, welches die Ziffern 2, 4, 5 umfasst, veranschaulicht insbesondere das Bereitstellen eines Außenteils 2, eines Käfigs 4 und einer Mehrzahl von Rollkörpern 5, wie dies gemäß Schritt a) vorstehend beschrieben wurde. Das mittig angeordnete Rechteck mit der Ziffer 6 veranschaulicht den Verfahrensschritt b), welcher das Bereitstellen einer Welle 6 beschreibt, die in einem Verbindungsabschnitt mit einer Keilverzahnung 12 ausgeführt ist. Im unteren Teil der Fertigungslinie 29 ist ein weiteres Rechteck mit der Ziffer 3 dargestellt, welches übergeordnet die Herstellung eines Innenteils 3 veranschaulichen soll. 6 schematically shows a possible sequence of the manufacturing process for a particularly preferred embodiment of the joint 1 , Top in 6 Initially, separate production lines for the individual components are shown schematically, these subsequently being in a production line 29 integrated and to a joint 1 to be assembled. A joint 1 or more joints 1 can then, for example, with a vehicle 30 , in particular the drive train, are combined. The icon above in 6 which the digits 2 . 4 . 5 in particular, illustrates the provision of an outer part 2 , a cage 4 and a plurality of rolling bodies 5 as described in step a) above. The centered rectangle with the numeral 6 illustrates the method step b), which provides the provision of a shaft 6 describes in a connecting portion with a spline 12 is executed. In the lower part of the production line 29 is another rectangle with the numeral 3 represented, which parent the production of an inner part 3 should illustrate.

Die einzelnen Prozesse zur Herstellung des Innenteils 3 sind darunter schematisch dargestellt, wobei die Nummerierung (I) bis (V) einzelne Prozesse des Herstellungsverfahrens zeigen sollen. Mit (I) ist dabei die Herstellung einer Rohlings 19 mit einer Öffnung 20 dargestellt, wobei diese Herstellung bevorzugt durch einen Schmiedeprozess bewirkt wird. Nun wird die Oberfläche 10 im Bereich der Laufflächen 22 für die Kugeln des Gelenks, partiell gehärtet. Dies umfasst, das Erwärmen des Rohlings 19 mit einem Spulen umfassenden Induktionsheizer 25, wobei die Spulen hier ringförmig ausgebildet sind und somit gleichmäßig jeden einzelnen Rohling 19 gezielt erwärmen (Prozess (II)). Anschließend erfolgt ein Abschrecken des Rohlings 19 mittels einem Fluid 21, welches aus einer Ringdusche 21 gleichmäßig auf den erwärmten äußeren Bereich der Oberfläche 10 verteilt wird, wobei sich bei diesem Abkühlvorgang die gewünschte Härte einstellt (gekennzeichnet mit (III)). Nach dem partiellen Härten wird der Rohling 19 angelassen, hier während des Durchführens des Rohlings auf einem Förderband 27 durch einen induktiven Durchlaufofen 24 (vgl. (IV)). Nach dem Anlassen wird die Keilverzahnung 12 durch ein Räumwerkzeug 26 eingebracht (vgl. Prozess (V)), wobei hier auf eine Hartbearbeitung verzichtet wird, denn der Bereich nahe der Öffnung wurde nicht gehärtet. Durch diese Herstellung des Innenteils 3 werden insbesondere auch Verzüge der Keilverzahnung 12 vermieden, so dass ein Fügen mit der Welle 6 ohne Klassifizieren vorgenommen werden kann.The individual processes for the production of the inner part 3 are schematically shown below, where the numbering (I) to (V) are to show individual processes of the manufacturing process. With (I) is the production of a blank 19 with an opening 20 represented, wherein this preparation is preferably effected by a forging process. Now the surface will be 10 in the area of treads 22 for the balls of the joint, partially hardened. This includes heating the blank 19 with a coil containing induction heater 25 , wherein the coils are annular here and thus evenly each individual blank 19 specifically heat up (process (II)). This is followed by quenching of the blank 19 by means of a fluid 21 , which consists of a ring shower 21 evenly on the heated outer area of the surface 10 is distributed, which adjusts the desired hardness in this cooling (marked with (III)). After partial hardening, the blank becomes 19 tempered, here while passing the blank on a conveyor belt 27 through an inductive continuous furnace 24 (see (IV)). After starting, the spline becomes 12 through a broaching tool 26 introduced (see process (V)), here is dispensed with a hard machining, because the area near the opening was not cured. Through this production of the inner part 3 in particular also delays of the spline 12 avoided, allowing a joining with the shaft 6 can be made without classification.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Gelenkjoint
22
Außenteilouter part
33
Innenteilinner part
44
KäfigCage
55
Rollkörperroll body
66
Wellewave
77
Verbindungconnection
88th
Beugewinkelflexion angle
99
Achseaxis
1010
Oberflächesurface
1111
Durchmesserdiameter
1212
Keilverzahnungspline
1313
KeilbreiteKey width
1414
Keilhöhewedge height
1515
Verbindungsabschnittconnecting portion
1616
Umfangsflächeperipheral surface
1717
Ringduschering shower
1818
Manschettecuff
1919
Rohlingblank
2020
Öffnungopening
2121
Fluidfluid
2222
Laufflächetread
2323
Hartschichthardcoat
2424
DurchlaufofenContinuous furnace
2525
Induktionsheizerinduction heater
2626
Räumwerkzeugreamer
2727
Förderbandconveyor belt
2828
Stegweb
2929
Fertigungslinieproduction line
3030
Fahrzeugvehicle
3131
Umfangsflächeperipheral surface

Claims (6)

Verfahren zur Herstellung eines Gelenks (1) aufweisend zumindest ein Außenteil (2), ein Innenteil (3), einen Käfig (4), eine Mehrzahl von Rollkörpern (5) und eine Welle (6), wobei die Welle (6) und das Innenteil (3) eine formschlüssige Verbindung (7) bilden und einen maximalen Beugewinkel (8) im Bereich von mindestens 25° zu einer Achse (9) des Gelenks (1) einstellbar ist, welches zumindest folgende Schritte umfasst: a) Bereitstellen eines Außenteils (2), eines Käfigs (4) und einer Mehrzahl von Rollkörpern (5); b) Bereitstellen einer Welle (6), die in einem Verbindungsabschnitt (15) mit einer Keilverzahnung (12) ausgeführt ist; c) Bereitstellen eines Rohlings (19) aus direkt härtbarem Stahl für das Innenteil (3) mit einer Öffnung (20); d) Wärmebehandlung des Innenteils (3), wobei das Innenteil (3) mit einer härtefreien Oberfläche (10) im Bereich der formschlüssigen Verbindung (7) ausgeführt ist; e) Versehen des Rohlings (19) mit einer Keilverzahnung (12) im Bereich der Öffnung (20) nach Schritt d); f) Montieren der Komponenten.Method for producing a joint ( 1 ) comprising at least one outer part ( 2 ), an inner part ( 3 ), a cage ( 4 ), a plurality of rolling bodies ( 5 ) and a wave ( 6 ), where the wave ( 6 ) and the inner part ( 3 ) a positive connection ( 7 ) and a maximum bending angle ( 8th ) in the range of at least 25 ° to an axis ( 9 ) of the joint ( 1 ), which comprises at least the following steps: a) providing an outer part ( 2 ), a cage ( 4 ) and a plurality of rolling bodies ( 5 ); b) providing a wave ( 6 ) in a connecting section ( 15 ) with a spline ( 12 ) is executed; c) providing a blank ( 19 ) of directly hardenable steel for the inner part ( 3 ) with an opening ( 20 ); d) heat treatment of the inner part ( 3 ), wherein the inner part ( 3 ) with a hardness-free surface ( 10 ) in the region of the positive connection ( 7 ) is executed; e) Provision of the blank ( 19 ) with a spline ( 12 ) in the region of the opening ( 20 ) after step d); f) mounting the components. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Rohling (19) während Schritt d) vergütet wird.Method according to claim 1, wherein the blank ( 19 ) during step d) is tempered. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Schritt d) ein partielles Vergüten des Rohlings (19) im Bereich der Laufflächen (22) umfasst.The method of claim 1, wherein step d) comprises partially annealing the blank ( 19 ) in the area of the treads ( 22 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für das Innenteil (3) ein Vergütungsstahl verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein for the inner part ( 3 ) a tempering steel is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für das Innenteil (3) ein Stahl verwendet wird, der einen Kohlenstoffgehalt im Bereich von 0,4% bis 0,6% aufweist.Method according to one of the preceding claims, wherein for the inner part ( 3 ) a steel having a carbon content in the range of 0.4% to 0.6% is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest für das Außenteil (2), das Innenteil (3) und der Käfig (4) das gleiche Material verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein at least for the outer part ( 2 ), the inner part ( 3 ) and the cage ( 4 ) the same material is used.
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