DE10127388A1 - Verfahren zum Abschrecken eines ein Loch aufweisenden Werkstücks, Hilfswerkzeug zur Verwendung beim Abschrecken und Kurbelwelle - Google Patents

Abstract

Ein Ferritkern (24), der teilweise mit Keramikgliedern (28) bedeckt ist, und der in ein Ölloch (18) in einem Zapfen (16) eingesetzt ist, ermöglicht ein Hochfrequenz-Induktionshärten des Zapfens (16), während der Ferritkern (24) von Kupferdrähten (26) in seiner Lage gehalten wird. Gleichzeitig wird in dem Ferritkern (24) ein Magnetfeld erzeugt, das eine hochfrequenz-induktionsgehärtete Schicht (40) bildet, die sich progressiv aufweitende Randzonen (38) aufweist, welche sich von einer Stelle in der Nähe der Mitte (O) in axialer Richtung des Öllochs (18) zu Öffnungen (20) an den Enden des Öllochs (18) hin erstrecken.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschrecken eines ein Loch aufweisenden Werkstücks, zum Beispiel einer Kurbelwelle für einen Verbrennungsmotor, um das Werkstück zu härten, weiterhin betrifft sie ein Hilfswerkzeug zur Verwendung beim Abschrecken eines derartigen Werkstücks, und schließlich betrifft sie eine Kurbelwelle selbst.

Verbrennungsmaschinen für Kraftfahrzeuge besitzen eine Kurbelwelle, die über Pleuelstangen mit den Kolben verbunden ist. Die Kurbelwelle enthält mehrere Zapfen, mehrere Lagerzapfen und Ausgleichsgewichte. Die Lagerzapfen sind drehbar in Zapfenlagern aufgenommen, die Pleuel­ stangen sind drehbar mit den Zapfen gekoppelt. Die Lagerzapfen und die Zapfen enthalten Ölkanäle oder Öllöcher für den Durchlauf von Schmier­ öl. Die Ölkanäle bilden einen Schmieröldurchgang zum Zuführen eines Teils des Schmieröls von Lagern zu den Zapfen und den Lagerzapfen, um Lagerhülsen in den Pleuelstangen zu schmieren.

Die Zapfen und die Lagerzapfen werden durch Hochfrequenz-Induktions­ härtung einsatzgehärtet, um ihre Oberflächenhärte zu steigern.

Ein Problem bei der Kurbelwelle besteht darin, daß aufgrund des Schmiermittelkanals die Zapfen, die bezüglich der Lagerzapfen nicht ausgerichtet sind, einer Beeinträchtigung ihrer Torsionsdauerfestigkeit unterliegen.

Man kann das Problem dadurch lösen, daß man die Hochfrequenz-Induk­ tionshärtung für die Zapfen und Lagerzapfen und die Bereiche um die Öllöcher herum unter unterschiedlichen Bedingungen durchführt, um in den Bereichen um die Öllöcher herum eine tiefere gehärtete Schicht zu erhalten.

Es gibt außerdem das bekannte technische Verfahren, die Dauerfestigkeit der Kurbelwelle in der Nähe der Öffnungen eines Schmierölkanals der Kurbelwelle dadurch zu steigern, daß man die Oberfläche der Kurbel­ welle, die die Öffnungen des Schmiermittelkanals enthält, einer Hoch­ frequenz-Induktionshärtung unterzieht und dann in den Oberflächenzonen in den Öffnungen unterhalb der gehärteten Schicht, die durch das Hoch­ frequenz-Induktionshärten geschaffen wurden, eine Laserstrahlabschrec­ kung oder eine Kugelstrahlung vornimmt (vergleiche Patent-Offen­ legungsschrift 9-14252).

Die zuerst genannte Lösung, das heißt das Hochfrequenz-Induktions­ härten der Zapfen und der Lagerzapfen in den Bereichen um die Öllö­ cher herum unter verschiedenen Bedingungen, ist insofern nachteilig, als die Produktionseffizienz gering ist und die für die Hochfrequenz-Induk­ tionshärtung verwendete Härtungsspule eine stark verringerte Lebens­ dauer besitzt, damit einhergehend erhöhte Spannungen innerhalb der Kurbelwelle.

Die letztgenannte Lösung, das heißt das Verfahren nach der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 9-14252, ist insofern problematisch, als eine Laserstrahl-Abschreckvorrichtung zusätzlich zu der Hochfrequenz-Induk­ tionshärtvorrichtung erforderlich ist, folglich zusätzlich Investitionen in der Fertigungsstätte erfordert, was die Fertigungskosten für die Kurbel­ welle insgesamt steigert, außerdem die Produktionseffizienz stark senkt.

Allgemeines Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Abschrecken eines mit einem Loch versehenen Werkstücks, um eine abgeschreckte gehärtete Schicht auf der Außenfläche eines Werkstücks zu bilden, und gleichzeitig eine abgeschreckte gehärtete Schicht in dem Loch einschließlich von dessen Öffnung zu bilden.

Ein Hauptziel der Erfindung ist die Schaffung eines Hilfswerkzeugs, welches die Möglichkeit bietet, auf einfache Weise eine abgeschreckte gehärtete Schicht in einem in einem Werkstück ausgebildeten Loch zu schaffen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Kurbelwelle, die eine durch Hochfrequenz-Induktionshärtung gebildete gehärtete Schicht aufweist, welche vollständig oder teilweise auch in einem in der Kurbel­ welle ausgebildeten Ölkanal vorhanden ist, abhängig von der erforderli­ chen Haltbarkeit der Kurbelwelle.

Die oben genannten sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Kurbelwelle als Werkstück, bei dem ein Verfahren zum Abschrecken eines mit einem Loch ausgestat­ teten Werkstücks gemäß der Erfindung angewendet wird;

Fig. 2 eine Teil-Vertikalschnittansicht der Kurbelwelle mit einem Hilfs­ werkzeug zum Abschrecken, wobei das Werkzeug in ein Ölloch einge­ setzt ist, welches in einem Zapfen der Kurbelwelle ausgebildet ist;

Fig. 3 eine Teil-Querschnittansicht, die eine gehärtete Schicht zeigt, gebildet durch Hochfrequenz-Induktionshärtung in dem Ölloch innerhalb des Zapfens;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Draufsicht einer Hochfrequenz-Induk­ tionshärtungsspule zum Durchführen der Hochfrequenz-Induktionshärtung an dem Zapfen;

Fig. 5 eine Teil-Vertikalschnittansicht einer Kurbelwelle mit einem Hilfswerkzeug zum Abschrecken gemäß einer ersten Modifikation, wobei das Werkzeug in ein Ölloch in einem Zapfen der Kurbelwelle eingesetzt ist;

Fig. 6 eine Teil-Schnittansicht einer gehärteten Schicht, welche durch Hochfrequenz-Induktionshärten in dem Ölloch innerhalb des Zapfens gebildet ist mit Hilfe des in Fig. 5 gezeigten Hilfswerkzeugs;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Halteglieds des in Fig. 5 gezeigten Hilfswerkzeugs;

Fig. 8 eine Querschnittansicht entlang einer diametralen Linie des Hal­ teglieds nach Fig. 7;

Fig. 9 eine Teil-Vertikalschnittansicht einer Kurbelwelle mit einem Hilfswerkzeug zum Abschrecken gemäß einer zweiten Modifikation, wobei das Hilfswerkzeug in ein Ölloch innerhalb eines Zapfens der Kurbelwelle eingesetzt ist;

Fig. 10 eine Teil-Schnittansicht, die eine gehärtete Schicht darstellt, erzeugt durch Hochfrequenz-Induktionshärten in dem Ölloch des Zapfens mit Hilfe des in Fig. 9 gezeigten Hilfswerkzeugs;

Fig. 11 eine Teil-Vertikalschnittansicht einer Kurbelwelle mit einem Hilfswerkzeug zum Abschrecken gemäß einer dritten Modifikation, wobei das Werkzeug in ein in einem Zapfen der Kurbelwelle gebildetes Ölloch eingesetzt ist; und

Fig. 12 eine Teil-Querschnittansicht einer gehärteten Schicht, die durch Hochfrequenz-Induktionshärten in dem Ölloch des Zapfens mit Hilfe des in Fig. 11 gezeigten Hilfswerkzeugs gebildet ist.

Fig. 1 zeigt eine Kurbelwelle 10 als Werkstück, bei dem ein Verfahren zum Abschrecken eines mit einem Loch ausgestatteten Werkstücks ge­ mäß der Erfindung angewendet wird.

Die in Fig. 1 gezeigte Kurbelwelle 10 ist aus einem Werkstoff mit hervorragender Härtbarkeit hergestellt, beispielsweise hochgekohltem Stahl, einer Stahllegierung oder dergleichen, und sie hat die Form eines Schmiedeteils mit mehreren integral mit der Kurbelwelle ausgebildeten Ausgleichsgewichten 12. Die Kurbelwelle 10 besitzt außerdem mehrere axial beabstandete, einen relativ großen Durchmesser aufweisende zylin­ drische Lagerzapfen 14, die drehbar von zugehörigen Lagern aufgenom­ men werden, außerdem mehrere axial beabstandete, einen relativ kleinen Durchmesser aufweisende zylindrische Zapfen 16, an denen nicht ge­ zeigte Pleuelstangen drehbar angebracht sind.

Die Lagerzapfen 14 und die Zapfen 16 besitzen Öllöcher oder Ölkanäle 18, die insgesamt als Schmieröldurchgang fungieren, und die im wesent­ lichen rechtwinklig zur Längsachse der Kurbelwelle 10 verlaufen. Die in den Lagerzapfen 14 gebildeten Öllöcher 18 und die in den Zapfen 16 ausgebildeten Öllöcher stehen miteinander über nicht dargestellte Ver­ bindungskanäle in Verbindung. Der Schmieröldurchgang steht auch mit (nicht gezeigten) Öllöchern in Verbindung, die in den Ausgleichsgewich­ ten 12 gebildet sind.

Bei der vorliegenden Ausführungsform haben die Öllöcher 18 je einen Durchmesser von etwa 5,0 mm mit axial voneinander abgewandten Öffnungen 20 (siehe Fig. 2), die durch abgefaste Ränder definiert sind. Die Öllöcher 18 werden mit Hilfe eines Bohrers oder dergleichen (nicht dargestellt) gebildet, bevor die Oberfläche der Kurbelwelle durch Hoch­ frequenz-Induktionshärtung bearbeitet wird.

Vor der Hochfrequenz-Induktionshärtung wird ein zum Abschrecken dienendes Hilfswerkzeug 22 in jedes der Öllöcher 18 eingesetzt.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, besitzt das Hilfswerkzeug 22 einen Ferritkern 24, der etwa die Form eines Zylinders hat, der sich in das Ölloch 18 einsetzen läßt und als Magnetkern aus hitzebeständigem magnetischem Material fungiert, Kupferdrähte 26 aus elektrisch leitendem Material, die als Halteglieder funktionieren und an den axial voneinander abgewandten Enden des Ferritkerns 24 plaziert sind, um den Ferritkern 24 in dem Ölloch 18 zu halten, und Keramikglieder 28 aus hitzebeständigem Iso­ lierstoff, welche als Abstandselemente dienen, die zwischen der Außen­ umfangsfläche des Ferritkerns 24 und der Innenwandfläche des Öllochs 18 und außerdem zwischen den axial voneinander abgewandten Enden des Ferritkerns 24 und den Kupferdrähten 26 angeordnet sind.

Bei der vorliegenden Ausführungsform besitzt der Ferritkern 24 einen Durchmesser von etwa 3,5 mm und eine Länge von etwa 20,0 mm, er hat die Form eines Zylinders, der aus vollem Material herausgearbeitet ist. Der Ferritkern 24 ist in gewissen Bereichen von den Keramikgliedern 28 bedeckt und wird lose in das Ölloch 18 eingesetzt. Der Ferritkern 24 kann ersetzt werden durch ein induktives Material hervorragender elek­ trischer Leitfähigkeit und magnetischer Permeabilität, zum Beispiel Siliziumblechstahl oder dergleichen.

Die Keramikglieder 28 bestehen aus einem hitzebeständigen Isolierstoff, beispielsweise Aluminiumoxidfaser oder dergleichen, und sie können eine Dicke von etwa 0,2 mm bis 0,5 mm haben. Bei der vorliegenden Ausführungsform haben die Keramikglieder 28 die Form von dünnen, schlanken Plättchen mit einer Dicke von etwa 0,3 mm, und sie werden an der äußeren Umfangsfläche des Ferritkerns 24 in gegebenen Ab­ standsintervallen in Gestalt unregelmäßig verteilter Flecken, oder in Zick-Zack- oder Matrixmustern angeordnet.

Die Halteglieder, die aus einem elektrisch leitenden Material bestehen, stützen den Ferritkern 24 ab und sind derart angeordnet und ausgebildet, daß sie einfach in das Ölloch 16 eingedrückt und aus ihm herausgenom­ men werden können. Bei der vorliegenden Ausführungsform enthält jedes der Halteglieder einen einzelnen Kupferdraht 26, der zu einer Bogenform gekrümmt ist und in ein Einlaßende des Öllochs 18 eingreift, damit das Ölloch 18 ohne selbst verschlossen zu werden, mit der Außenumgebung verbunden ist.

Nachdem das Hilfswerkzeug 22 in jeweils ein Ölloch 18 eingesetzt ist, dient die in Fig. 4 dargestellte, eine Halbschleifen-Sattel-Form aufwei­ sende Hochfrequenz-Induktionshärtungsspule 30 zum Durchführen der Hochfrequenz-Induktionshärtung der Zapfen 16 oder der Lagerzapfen 14, während die Kurbelwelle 10 in Pfeilrichtung A gedreht wird.

Die Hochfrequenz-Induktionshärtungsspule 30 enthält ein Leitungsrohr 32, welches in Pfeilrichtung X oder Y von einem nicht dargestellten Aktuator versetzbar ist, einen bogenförmigen Heizleiter 34, der im Ver­ ein mit dem Leitungsrohr 32 versetzbar und von einer nicht dargestellten Hochfrequenz-Spannungsversorgung erregbar ist, und Kühlmäntel 36 zum Ausstoßen eines Kühlmittels zwecks Abschreckung der gehärteten Oberfläche der Kurbelwelle 10.

Im folgenden wird ein Verfahren zum Hochfrequenz-Induktionshärten der Zapfen 16 der Kurbelwelle 10 erläutert.

Wenn die Hochfrequenz-Induktionshärtungsspule 30 erregt wird, um die äußere Umfangsfläche jedes der Zapfen 16 im Zuge der Induktionshär­ tung zu erhitzen, erzeugt der in das Ölloch 18 eingesetzte Ferritkern 24 ein magnetisches Feld, was die Temperatur in einer Zone von dem Zen­ trum O des Ölloch 18 bis hin zu den einander abgewandten Öffnungen 20 durch Induktionsheizung erhöht. Im Ergebnis wird gemäß Fig. 3 eine durch Hochfrequenz-Induktion gehärtete Schicht 40, in Fig. 3 als schraffierte Zone dargestellt, erzeugt, welche progressiv sich aufweitende Randzonen 38 enthält, die sich von der Mitte O des Öllochs 18 zu den einander abgewandten Öffnungen 20 hin erstrecken.

Nachdem der Zapfen 16 von der Hochfrequenz-Induktionshärtungsspule 30 erhitzt ist, wird von den Kühlmänteln 36 auf die erhärtete Oberfläche und das Ölloch 18 ein Kühlmittel ausgestoßen, um den Zapfen 16 ein­ schließlich des Öllochs 18 abzuschrecken.

In der Nähe der Öffnungen 20 des Öllochs 18 gibt es eine teilweise ausgebildete hochfrequenz-induktionsgehärtete Schicht mit einer Dicke von etwa 8,0 mm bis 10,0 mm, die etwa doppelt so dick ist die die ursprüngliche Dicke einer derartigen Hochfrequenz-Induktionshärtungs­ schicht, was zu der durch Hochfrequenz-Induktion gehärteten Schicht 40 führt, die die Randzonen 38 aufweist, die sich von dem Zentrum O des Öllochs 18 zu den einander abgewandten Öffnungen 20 hin erstrecken. Die hochfrequenz-induktionsgehärtete Schicht 40 erhöht in starkem Maß die mechanische Festigkeit des Zapfens 16 gegenüber Belastungen.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, gibt es in der Nähe der Mitte O des Öllochs 18 eine nicht-gehärtete Schicht 42, angedeutet als schwarze Zone in Fig. 3, die deshalb nicht hochfrequenz-induktionsgehärtet ist, weil dort keine Hochfrequenz-Induktionserhitzung stattfindet. Man kann also se­ hen, daß die hochfrequenz-induktionsgehärtete Schicht 40 sich fort­ schreitend von Stellen, die von der Mitte O beabstandet sind, in Richtung der Öffnungen 20 ausweitet.

Als Folge davon erlangen die Zapfen 16 eine angestrebte Torsionsdauer­ festigkeit, ohne daß dabei die Härte an dieser Stelle abträglich beeinflußt wird. Die gleiche hochfrequenz-induktionsgehärtete Schicht 40 läßt sich in jedem der Lagerzapfen 14 in der gleichen Weise wie bei den Zapfen 16 ausbilden.

Vorzugsweise sollte der in das Ölloch 18 eingesetzte hitzebeständige Ferritkern 24 nicht zu streng in das Ölloch 18 eingedrückt werden, er sollte vielmehr lose in dem Ölloch 18 sitzen.

Die Halteglieder sollten jeweils eine solche Form haben, daß sie sich mühelos in die Öffnungen 20 des Öllochs 18 eindrücken und aus ihnen entfernen lassen, und sie sollten vorzugsweise wiederverwendbar sein. Bedingung ist, daß die Halteglieder das betreffende Ölloch 18 nicht vollständig verschließen, vielmehr sollten sie eine offene Struktur bilden, damit zur Erzielung eines Abschreckeffekts Luft aus dem Ölloch 18 entweichen kann. Eine solche offene Struktur ist erforderlich, damit das Kühlmittel ungehindert in das Ölloch 18 einströmen kann und so das Werkstück einschließlich der Zapfen 16 und der Lagerzapfen 14 der Kurbelwelle 10, durch die Hochfrequenz-Induktionsaufheizung an diesen Stellen erhitzt, durch das Kühlmittel zu einer Martensit-Struktur abge­ schreckt wird.

Fig. 5 zeigt ein Hilfswerkzeug 22a zum Abschrecken gemäß einer ersten Variante der vorliegenden Erfindung. Die im folgenden beschrie­ benen Teile von modifizierten Hilfswerkzeugen, die identisch mit den bereits beschriebenen Teilen des Hilfswerkzeugs der obigen Aus­ führungsform identisch sind, haben gleiche Bezugszeichen und werden nicht noch einmal beschrieben.

Bei der ersten Modifikation sind zwei axial getrennte Ferritkerne 44a, 44b axial in das Ölloch 18 eingesetzt, und zwischen den Ferritkernen 44a, 44b selbst und außerdem zwischen den Ferritkernen 44a, 44b und der inneren Umfangsfläche des Öllochs 18 sind mehrere Keramikglieder 46 als Abstands- oder Distanzglieder eingefügt. Wie in Fig. 7 und 8 zu sehen ist, befinden sich in den jeweiligen Öffnungen 28 des Öllochs 18 weitere scheibenförmige Halteglieder 48, die jeweils einen zylindrischen Vorsprung 47 besitzen. Jedes der Halteglieder 48 besitzt ein Paar diame­ tral gegenüberliegender halbmondförmiger Durchgangslöcher 50a, 50b. Die Halteglieder 48 bestehen vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähi­ gen Material. Die Ferritkerne 44a, 44b werden in dem Ölloch 18 von den Keramikgliedern 46, den Haltegliedern 48 und den Haltegliedern 28 gehalten.

Wenn mit Hilfe des Hilfswerkzeugs 22a der ersten Ausführungsform ein Hochfrequenz-Induktionshärtungsprozeß für die Zapfen 16 und die La­ gerzapfen 14 durchgeführt wird, wird eine hochfrequenz-induktionsge­ härtete Schicht 40 gebildet, die sich progressiv ausdehnende Randzonen 38 aufweist, die sich von der Mitte O des Öllochs 18 zu den einander abgewandten Öffnungen 20 erstrecken, wie in Fig. 6 gezeigt ist.

Fig. 9 zeigt ein Hilfswerkzeug 22b zum Abschrecken gemäß einer zweiten Modifikation der Erfindung.

Nach der zweiten Modifikation besitzt das Hilfswerkzeug 22b einen ballig geformten Ferritkern 52, dessen Dicke in seiner Mitte am größten ist, und der in Richtung seiner einander abgewandten Enden progressiv dünner wird. Wenn für die Zapfen 16 und die Lagerzapfen 14 mit dem Hilfswerkzeug 22b gemäß dieser zweiten Ausführungsform ein Hoch­ frequenz-Induktionshärtprozeß ausgeführt wird, entsteht eine hochfre­ quenz-induktionsgehärtete Schicht 40, die sich in und zwischen die ein­ ander abgewandten Enden 20 über die und in der Nähe der Mitte O des Öllochs 18 erstreckt, wie in Fig. 10 gezeigt ist.

Einige Kurbelwellen zur Verwendung in Hochlast-Verbrennungsmaschi­ nen mit hoher Ausgangsleistung, wie sie für Renn- und Sportfahrzeuge eingesetzt werden, müssen eine hohe Torsionsdauerfestigkeit und eine hohe mechanische Gesamtfestigkeit besitzen. Bei derartigen Kurbelwellen ist es wünschenswert, daß die durch Hochfrequenz-Induktion gehärtete Schicht 40 sich vollständig in das Ölloch 18 hinein erstreckt. Vorzugs­ weise wird von dem Hilfswerkzeug 22b gemäß der zweiten Ausführungs­ form Gebrauch gemacht, um solche Kurbelwellen herzustellen.

Bei Kurbelwellen für den gewöhnlichen Gebrauch jedoch ist es nicht notwendig, daß die durch Hochfrequenz-Induktion gehärtete Schicht 40 sich vollständig in das Ölloch 18 hinein erstreckt, und man erzielt eine ausreichende Torsionsfestigkeit durch die hochfrequenz-induktionsge­ härtete Schicht 40, die sich progressiv von Stellen, die von dem Zentrum O beabstandet sind, in Richtung der Öffnungen 20 aufweitet.

Durch Auswahl eines geeigneten Werkzeugs von den erfindungsgemäßen Hilfswerkzeugen ist es möglich, eine durch Hochfrequenz-Induktion gehärtete Schicht 40 zu erhalten, die sich teilweise oder vollständig in das Ölloch 18 erstreckt, abhängig von der gewünschten Festigkeit der herzustellenden Kurbelwelle. Deshalb lassen sich unterschiedliche Kur­ belwellen mit unterschiedlichen Festigkeiten durch Einsatz verschiedener Hilfswerkzeuge gemäß der Erfindung herstellen.

Wie in Fig. 11 gezeigt ist, besitzt ein Hilfswerkzeug 22c zum Ab­ schrecken gemäß einer dritten Modifikation der Erfindung einen nadel­ kissenförmigen Ferritkern 54, dessen Durchmesser in seiner Mitte am kleinsten ist. Der Ferritkern 54 wird in dem Ölloch 18 durch Keramik­ glieder 56 mit T-förmigem Querschnitt zusätzlich zu den Haltegliedern 48, 28 gehalten. Wenn unter Verwendung dieses Hilfswerkzeugs 22c gemäß der Erfindung ein Hochfrequenz-Induktionshärtprozeß für die Zapfen 16 und die Lagerzapfen 14 durchgeführt wird, bildet sich eine durch Hochfrequenz-Induktion gehärtete Schicht 40 gemäß Fig. 12, die identisch ist mit der durch Hochfrequenz-Induktion gehärteten Schicht 40 nach Fig. 3.

Claims (14)

1. Verfahren zum Abschrecken eines mit einem Loch versehenen Werk­ stücks, umfassend die Schritte:
Einsetzen eines induktiven Elements (24, 46, 52, 54), welches mit einem Isolierglied (28, 46, 56) bestückt ist, in ein in dem Werkstück (10) gebil­ detes Loch (18), und Ausführen einer Hochfrequenz-Induktionshärtung an dem Werkstück (10), während das induktive Element (24, 46, 52, 54) von einem Halteglied (26, 48) aus elektrisch leitendem Material in einer Öffnung (20) am Ende des Lochs (18) in seiner Stellung gehalten wird; und
gleichzeitiges Erzeugen eines Magnetfelds durch das in das Loch (18) eingesetzte induktive Element (24, 46, 52, 54), um eine gehärtete Schicht (40) auszubilden, die eine sich fortschreitend ausweitende Rand­ zone (38) besitzt, die sich von einer Stelle in der Nähe der Mitte (O) in axialer Richtung des Lochs (18) zu der Öffnung (20) am Ende des Lochs (18) erstreckt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das induktive Element ein inte­ grales zylindrisches Glied (24) aufweist, um in der Mitte (O) des Lochs (18) eine nicht-gehärtete Schicht (42) und eine gehärtete Schicht (40) mit einem sich progressiv aufweitenden Randbereich (38), der sich von einer Stelle beabstandet von der Mitte (O) des Lochs (18) in Richtung auf die Öffnung (20) ausdehnt, zu bilden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das induktive Element ein Paar axial getrennter zylindrischer Glieder (44a, 44b) aufweist, um in der Mitte (O) des Lochs (18) eine nicht-gehärtete Schicht (42) zu erhalten, und um eine gehärtete Schicht (40) mit einer sich progressiv von einer Stelle beabstandet von der Mitte (O) des Lochs (18) in Richtung der Öffnung (20) aufweitenden Randzone zu erhalten.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das induktive Element ein nadel­ kissenförmiges induktives Glied (54) aufweist, um in der Mitte (O) des Lochs (18) eine nicht-gehärtete Schicht (42) zu bilden, und um eine gehärtete Schicht (40) zu bilden, die eine sich progressiv ausweitende Randzone (38) aufweist, die sich von einer Stelle beabstandet von der Mitte (O) des Lochs (18) in Richtung auf die Öffnung (20) erstreckt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das induktive Element ein bal­ liges induktives Glied (52) aufweist, um in dem gesamten Loch (18) einschließlich seiner Mitte (O) eine gehärtete Schicht (40) zu erzeugen, die eine sich progressiv ausweitende Randzone (38) aufweit, die sich von einer Stelle beabstandet von der Mitte (O) des Lochs (18) in Richtung der Öffnung (20) erstreckt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das induktive Element einen Ferritkern oder ein Siliziumstahlblech aufweist.

7. Verfahren zum Abschrecken eines ein Loch (18) aufweisenden Werk­ stücks, umfassend folgende Schritte:
Einsetzen eines induktiven Elements (24, 46, 52, 54), das mit einem Isolierglied (28, 46, 56) bedeckt ist, in ein Ölloch (18), das in jedem von Zapfen (16) und Lagerzapfen (14) einer Kurbelwelle (19) gebildet ist, so daß das induktive Glied lose in dem Ölloch (18) sitzt;
Ausführen einer Hochfrequenz-Induktionshärtung bezüglich jedes der Zapfen (16) und Lagerzapfen (14), während das induktive Element (24, 46, 52, 54) von einem Halteglied (26, 48) aus elektrisch leitendem Mate­ rial in dem Ölloch (18) gehalten wird, wobei das Halteglied in eine Öffnung (20) des Öllochs (18) eingreift; und
anschließendes Entfernen des induktiven Elements (24, 46, 52, 54), des Isolierglieds (28, 46, 56) und des Halteglieds (26, 48) aus dem Ölloch (18).

8. Hilfswerkzeug für den Einsatz beim Ausführen einer Hochfrequenz- Induktionshärtung eines mit einem Loch ausgestatteten Werkstücks, umfassend:
ein Induktionselement (24, 46, 52, 54) zum Einsetzen in ein in einem Werkstück (10) gebildetes Loch (18) derart, daß das induktive Element lose in dem Loch (18) sitzt;
ein Halteglied (26, 48) aus elektrisch leitendem Material, um das induk­ tive Element (24, 46, 52, 54) in dem Loch (18) des Werkstücks (10) zu halten; und
mehrere Isolierglieder (28, 46, 56), die zwischen das induktive Element (24, 46, 52, 54) und eine Innenwandfläche des Lochs (18) und zwischen das induktive Element (24, 46, 52, 54) und das Halteglied (26, 48) ein­ gefügt werden.

9. Hilfswerkzeug nach Anspruch 8, bei dem das induktive Element einen Ferritkern oder ein Siliziumstahlblech aufweist.

10. Hilfswerkzeug nach Anspruch 8 oder 9, bei dem das Isolierelement aus einem Keramikmaterial gefertigt ist, einschließlich Aluminiumoxidfa­ ser, wobei das Isolierglied teilweise eine Oberfläche des induktiven Elements bedeckt.

11. Hilfswerkzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 10, ausgebildet für ein Werkstück in Form einer Kurbelwelle (10) mit Zapfen (16) und Lagerzapfen (14), in denen jeweils als Loch ein Ölloch (18) ausgebildet ist, wobei die Ausgestaltung derart beschaffen ist, daß eine Hochfre­ quenz-Induktionshärtung mit Hilfe des Hilfswerkzeugs auf einer Fläche bewirkt wird, welche jedes der Öllöcher (18) definiert.

12. Hilfswerkzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem das Halteglied (26, 48) eine offene Struktur aufweist, um den Austritt von Luft aus dem Loch (18) des Werkstücks (10) und die Zufuhr eines Kühlmittels in das Loch (18) zu ermöglichen.

13. Kurbelwelle mit Zapfen (16) und Lagerzapfen (14), die in sich je­ weils ein Ölloch (18) aufweisen, und mit einer gehärteten Schicht (40), die eine sich progressiv ausweitende Randzone (38) besitzt, die sich von einer Stelle in der Nähe der Mitte (O) des Öllochs (18) in dessen axialer Richtung zu einer Öffnung (20) des Öllochs (18) erstreckt.

14. Kurbelwelle mit Zapfen (16) und Lagerzapfen (14), in denen jeweils ein Ölloch (18) ausgebildet ist, und einer gehärteten Schicht (40), die sich vollständig in dem Ölloch (18) einschließlich dessen Mitte (O) in axialer Richtung des Öllochs (18) befindet, wobei die gehärtete Schicht (40) eine sich progressiv ausweitende Randzone (38) besitzt, die sich von einer Stelle in der Nähe der Mitte (O) des Öllochs (18) zu einer Öffnung (20) an einem Ende des Öllochs (18) erstreckt.