DE112004001207B4 - Verfahren zur Herstellung eines Gelenks mit hochbelastbarem Innenteil - Google Patents

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.

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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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).
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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:
• Erwärmungsverfahren:
• 1. Verfahren zur Erwärmung einzelner Innenteile: a. durch Induktion im Schuss- oder Vorschubverfahren b. durch einen Energiestrahl (z. B. Laser, Elektronenstrahl) c. durch elektrischen Widerstand
• 2. Verfahren zur gleichzeitigen Erwärmung mehrere Innenteile im Durchlauf mittels Induktions-, Elektro- oder Gas- Durchlaufofen
• 3. Verfahren zur gleichzeitigen Erwärmung mehrere Innenteile in einer Kammer mittels Induktions-, Elektro-, Gas-, oder Plasma-Kammerofen.
• 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.
• Abschreckverfahren:
• 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)
• 2. Verfahren zur Abschreckung der Innenteile im Batch: a. durch axiales Eintauchen in ein Öl oder Salzbad b. durch Duschen c. durch Gasabschreckung.
• 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.
• 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:
• Anlassverfahren:
• 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)
• 2. Verfahren zur gleichzeitigen Anlasserwärmung mehrerer Innenteile im Durchlauf mittels Induktions-, Elektro- oder Gas-Durchlaufofen
• 3. Verfahren zur gleichzeitigen Anlasserwärmung mehrerer Innenteile in einer Kammer mittels Induktions-, Elektro-, Gas-, oder Plasma-Kammerofen
• 4. Verfahren zur Anlasserwärmung im Warmbad (bevorzugt Öl- oder Salzbad)
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Schließlich wird als besonders bevorzugtes Einsatzgebiet der Erfindung ein Fahrzeug umfassend mindestens ein Gelenk hergestellt nach einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgeschlagen.
• 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.
• Es zeigen:
• 1: erste Ausführungsvariante eines Gelenkes im Schnitt;
• 2: eine Keilverzahnung einer Welle als Seitenansicht und im Schnitt;
• 3: eine weitere Ausführungsform einer Welle als Hohlwelle mit Keilverzahnung
• 4: eine Ausführungsvariante eines Innenteils im Schnitt;
• 5: eine Ausführungsvariante eines Innenteils als Draufsicht;
• 6: schematisch eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• Mit Bezug auf die Figuren ist darauf hinzuweisen, dass die Darstellungen schematisch sind, also auf die Größenverhältnisse nur begrenzt Bezug genommen werden kann.
• 1 zeigt Rzeppa-Gelenk fester Bauart, wobei nur ein Abwinkeln aber kein Verschieben der Welle 6 gegenüber dem Gelenk 1 möglich ist.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Bezugszeichenliste

1

Gelenk

2

Außenteil

3

Innenteil

4

Käfig

5

Rollkörper

6

Welle

7

Verbindung

8

Beugewinkel

9

Achse

10

Oberfläche

11

Durchmesser

12

Keilverzahnung

13

Keilbreite

14

Keilhöhe

15

Verbindungsabschnitt

16

Umfangsfläche

17

Ringdusche

18

Manschette

19

Rohling

20

Öffnung

21

Fluid

22

Lauffläche

23

Hartschicht

24

Durchlaufofen

25

Induktionsheizer

26

Räumwerkzeug

27

Förderband

28

Steg

29

Fertigungslinie

30

Fahrzeug

31

Umfangsfläche

Claims (6)

1. 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.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Rohling (19) während Schritt d) vergütet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Schritt d) ein partielles Vergüten des Rohlings (19) im Bereich der Laufflächen (22) umfasst.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für das Innenteil (3) ein Vergütungsstahl verwendet wird.
5. 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.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest für das Außenteil (2), das Innenteil (3) und der Käfig (4) das gleiche Material verwendet wird.

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