阅读说明：本技术 用于曲轴的过渡半径的冲击处理的方法和装置 (Method and device for impact treatment of a transition radius of a crankshaft ) 是由 A·里布 J·施米特 K·格林姆 于 2018-05-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于曲轴(4)的过渡半径(8)的冲击处理的方法,尤其用于连杆轴承轴颈(5)和曲柄臂(7)之间的过渡半径(8)和/或主轴承轴颈(6)和曲轴(4)的曲柄臂(7)之间的过渡半径(8)。为了沿以环形的方式环绕曲轴(4)的相应过渡半径(8)向至少一个过渡半径(8)施加冲击力(F<Sub>S</Sub>),限定了位于它们之间的重负荷区域(B<Sub>MAX</Sub>)、轻负荷区域(B<Sub>MIN</Sub>)和中间区域(B<Sub>ZW</Sub>),然后执行冲击处理,使得引入中间区域(B<Sub>ZW</Sub>)的冲击力(F<Sub>S</Sub>)在朝重负荷区域(B<Sub>MAX</Sub>)的方向上增加。(The invention relates to a method for impact treatment of a transition radius (8) of a crankshaft (4), in particular for a transition radius (8) between a connecting rod bearing journal (5) and a crank web (7) and/or a transition radius (8) between a main bearing journal (6) and a crank web (7) of a crankshaft (4). For applying an impact force (F) to at least one transition radius (8) along the respective transition radius (8) annularly surrounding the crankshaft (4) S ) Defining a heavy load zone (B) between them MAX ) Light load region (B) MIN ) And an intermediate region (B) ZW ) Then, an impact process is performed so that an intermediate region (B) is introduced ZW ) Impact force (F) S ) In the area facing heavy load (B) MAX ) Is increased in the direction of (a).)

用于曲轴的过渡半径的冲击处理的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于曲轴的过渡半径的冲击硬化的方法，特别是用于连杆轴承轴颈和曲柄臂之间的过渡半径和/或主轴承轴颈和曲轴的曲柄臂之间的过渡半径的冲击硬化的方法，如权利要求1的序言所述。

本发明还涉及用于执行用于曲轴的过渡半径的冲击硬化的方法的设备。

本发明还涉及曲轴。

背景技术

由于内燃机的不断发展和提高的性能以及对内燃机的严格排放要求，现代的发动机承受了越来越大的负荷。由于这个原因，汽车工业尤其对曲轴施加了强度方面的高要求，曲轴承受高负荷并且对于内燃机的功能是重要的。在此，就结构而言，经常需要重量轻且空间要求小的曲轴。对于曲轴的设计，这意味着不应该通过增大横截面(即借助于曲轴的截面模量)来实现负荷能力的提高，而应尽可能通过局部内部压应力状态来实现。因此，现代的曲轴是使用各种机械加工和热处理方法生产的，使得曲轴可以承受越来越高级的发动机功率。

这种方法的示例是热处理，例如电磁感应和表面硬化、激光硬化或渗氮、以及应***化方法(例如深轧、喷丸加工或冲击硬化)的表面硬化方法。这些是常见的，并且在大多数情况下是公认的方法，适用于多种目的。

关于此方法的示例，请参考以下文档：EP1479480A1、EP0788419B1、EP1612290A1、DE102007028888A1以及EP1034314B1。

冲击硬化尤其是用于提高曲轴的疲劳强度、特别是提高曲轴的弯曲疲劳强度和扭转疲劳强度的有利方法。疲劳强度的增加在此通过在冷轧工作中，优选通过特殊的冲击工具锤击将冲击力引入到曲轴中，在横截面过渡和横截面变化的加载区域中实现。作为此方法的示例，参考DE3438742C2和EP1716260B1。

为了防止在局部锤击期间不利地引入剪切应力，在DE3438742C2中已提出，在压力脉冲作用时，不允许在脉冲施加主体与横向地相对于脉冲方向的工具表面之间产生相对运动。为此，在通过冲击工具引入内部压缩应力的过程中，进给运动应逐步执行。

作为此方法的进一步发展，在EP1716260B1中提出，曲轴在机器加工过程中连续旋转，其中，在通过冲击工具的冲击向待加工的曲轴段引入内压缩应力的过程中，在冲击工具作用在曲轴上的时间内，停止曲轴的旋转运动。在此，选择冲击压力，使得通过冲击运动强制地停止曲轴的旋转运动。

然而，为此目的，在驱动装置内需要诸如变速器、离合器和/或弹簧系统之类的复杂部件，以防止驱动装置被“强制停止”损坏。此外，曲轴的定时和内部压缩应力的引入必须在过程方面以可靠的方式同步。在此，确保坚固安装所需的机械部件既复杂又昂贵。

本发明的目的是，进一步开发用于冲击硬化以进一步改善曲轴的疲劳强度的方法和设备。

对于所述方法，所述目的通过权利要求1中指定的特征来实现，并且对于用于执行该方法的设备，通过权利要求15中指定的特征来实现。

最后，本发明的目的还在于设置曲轴，该曲轴尤其在疲劳强度方面得到改进。

关于曲轴，该目的通过权利要求16中指定的特征解决。

下面描述的从属权利要求和特征涉及本发明的有利的实施例和变体。

在根据本发明的用于冲击硬化的方法中规定，曲轴的过渡半径，特别是连杆轴承轴颈和曲柄臂之间的过渡半径、和/或主轴承轴颈和曲轴的曲柄臂之间的过渡半径，是冲击硬化的。

为了简单起见，在下文中连杆轴承轴颈和主轴承轴颈在下文中也将仅称为“轴颈”。在此，术语“轴颈”既可以指连杆轴承轴颈和主轴承轴颈，也可以仅指连杆轴承轴颈或仅指主轴承轴颈。除非另有明确说明，否则所有三个变体在此处均由“轴颈”一词涵盖。

本发明特别优选地适合于提高例如0.2至8m或更长的长度的曲轴和/或主轴承和连杆轴承的轴颈直径为30至500mm或更大的曲轴的疲劳强度。然而，本发明非常特别优选地适合于提高具有1.5至8m或更长的长度的大型曲轴和/或主轴承和连杆轴承的轴颈直径为100至500mm或更大的大型曲轴的疲劳强度。

曲轴可以具有各种类型的过渡半径，例如圆角，例如呈篮拱形，或者具有底切半径或具有过渡半径。过渡半径可以例如切向地过渡到主轴承轴颈和连杆轴承轴颈的轴承轴颈点或工作表面中。

这也适用于切向半径和底切半径到法兰、轴颈和其它在横截面的几何变化的过渡。

曲轴通常在横截面的所有过渡或变化处都具有过渡半径。这尤其应用于轴承轴颈和曲柄臂之间的横截面变化。本发明特别适合于这些。然而，过渡半径也可以用于横截面的任何其它变化、特别是用于曲轴的端部处的横截面的变化、特别是用于到法兰、盘或轴等处的过渡。过渡半径的疲劳强度将通过根据本发明的方法和/或根据本发明的装置来改善，因此在连杆轴承轴颈和曲柄臂之间或者在主轴承轴颈和曲柄臂之间不一定存在，而是可以布置在曲轴的任何位置。术语“连杆轴承轴颈”、“主轴承轴颈”、“法兰”、“轴颈”和/或“曲柄臂”可以由本领域技术人员相应地重新解释。

下面将主要基于连杆轴承轴颈和曲柄臂和/或主轴承轴颈和曲柄臂之间的过渡半径的硬化来描述本发明。然而，这不应理解为限制性的，并且仅旨在用于改善理解或改善可读性。在本发明的上下文中提及过渡半径的情况下，该过渡半径基本上可以是曲轴的任何位置处的任何过渡半径。

根据本发明规定，为了将冲击力引入到至少一个过渡半径中，沿相应的以环形环绕的方式围绕曲轴(尤其是围绕连杆轴承轴颈和/或主轴承轴颈)延伸的过渡半径限定高负荷区域、轻负荷区域和***的中间区域，其中执行冲击硬化，使得引入到中间区域的冲击力沿高负荷区域的方向增加。

冲击力的引入可以理解为，在当前情况下，冲击工具的冲击头或冲击装置的所谓的“头部”冲击曲轴的要硬化的区域(这种情况是过渡半径)。在此，沿着过渡半径以环形环绕的方式围绕轴颈，以目标方式在期望的冲击位置执行冲击。

在当前情况下，高负荷区域是指承受特别高的负荷的曲轴的相应过渡半径的区域，特别是在引擎运行期间承受特别高的负荷例如承受拉力等的区域。对于曲轴的负荷能力，过渡半径的高负荷区域的考虑是至关重要的。最高内部压缩应力应优先引入至这些区域。

高负荷区域可以是指沿着过渡半径的圆周的区域和/或沿着以环形环绕的方式围绕曲轴或围绕连杆轴承轴颈和/或主轴承轴颈延伸的相应过渡半径的区域。

例如，在本发明的意义内，围绕连杆轴承轴颈的所谓的下止点的区域可以是高负荷区域。下止点是在引擎运行期间可被称为连杆轴承轴颈的张紧侧或与压力侧相对的区域。

根据现有技术的方法和设备规定，在过渡半径的冲击硬化期间，沿以环形环绕的方式围绕连杆轴承轴颈和/或主轴承轴颈延伸的相应的过渡半径引入恒定的冲击力。在此，选择冲击力，以便足以将足够的内部压缩应力引入曲轴的高负荷区域。

然而，为了曲轴的坚固性，没有必要将相同的内部压缩应力也引入到负荷很少的区域或负荷较小的区域(和中间区域)中。沿曲轴圆周的过渡半径的完全环绕式冲击硬化需要大量的费用。

因此，优选的是仅将(高)内部压缩应力引入过渡半径的一个或多个高负荷区域中。

基于模拟和测试序列，发明人发现，即使引入到特定过渡半径中的最大冲击力仅引入到高负荷区域中，如果冲击力从中间区域朝着高负荷区域的方向增加，也可以有利地以不变的或改善的品质实现曲轴的坚固性或疲劳强度。

这样，避免了冲击力从一个冲击生硬地/突然地变化到下一个冲击。

由于现在不再以完全环绕的方式(具有相同的冲击力)硬化过渡半径，因此可以使处理速度最大化，并且可以避免或排除在上止点处对连杆轴承轴颈的损害。因此，根据本发明的方法和根据本发明的设备特别有效且经济。同时，有可能以至少与现有技术的已知方法相同的品质或坚固性来制造曲轴。

集中于过渡半径的高负荷区域甚至可以提高坚固性。

在已经使用其它方法预先加工以提高其疲劳强度特性的曲轴的情况下，也可以应用或使用根据本发明的方法和根据本发明的设备。例如，根据本发明的方法和/或使用根据本发明的设备，通过引入内部压缩应力，也可以通过感应硬化追溯地改善曲轴的弯曲和扭转疲劳强度。

在本发明的一种改进方案中可以规定，引入到中间区域中的冲击力在高负荷区域的方向上稳定地增加。

特别地，可以设置高负荷区域，该高负荷区域在两侧被中间区域包围，由此高负荷区域与轻负荷区域分开。

在本发明的范围内，基本上可以规定，中间区域和/或轻负荷区域内的冲击力遵循任何期望的轮廓，但是优选避免冲击力的突然变化，并且对于在过渡半径的高负荷区域中，冲击力优选地是最高的(特别是最大的，根据过渡半径的所有单独的冲击力的平均值和/或总和来考虑)。

引入到中间区域中的冲击力优选地在高负荷区域的方向上单调地增加，非常特别优选地完全单调地增加。

在一种改进方案中可以规定，引入到中间区域中的冲击力在高负荷区域的方向上均匀地和/或线性地增加。

引入中间区域的冲击力也可以根据任何期望的数学函数在高负荷区域的方向上增加。

在本发明的一种改进方案中，也可以规定，在冲击硬化期间，不将冲击力或仅将低于或等于引入中间区域的最低冲击力的冲击力引入轻负荷区域。

优选可以规定，在轻负荷区域中不执行过渡半径的冲击硬化。

在一种改进方案中，最后也可以规定，在冲击硬化期间，将大于或等于引入到过渡半径的中间区域的最高冲击力的冲击力引入高负荷区域。

优选情况是，在每个区域中仅引入达到期望的疲劳强度所需的冲击力，其中，在不同的冲击力有利的区域的方向上优选均匀地增大或减小冲击力。

在一种改进方案中可以特别规定，在冲击硬化过程中引入到高负荷区域中的冲击力是根据曲轴的期望的疲劳强度和/或曲轴的部分的期望的疲劳强度来确定的。

因此，为了获得曲轴的期望的疲劳强度和/或曲轴的部分的期望的疲劳强度，仅考虑在高负荷区域中的期望的冲击力就足够了。

在一种改进方案中，也可以规定，在冲击硬化期间引入到高负荷区域中的冲击力是恒定的或者在高负荷区域上保持恒定。

在模拟和测试中，已经发现，特别是通过将具有恒定强度的(高)冲击力引入高负荷区域中，可以实现曲轴的高疲劳强度和/或坚固性。如果从高负荷区域开始将强度逐渐减小的冲击力(特别是从一个冲击到下一个冲击线性减小的冲击力)分别引入中间区域，而冲击力在轻负荷区域中可以减小到零，则这尤其(但不是唯一)适用。

在一种改进方案中可以规定，沿着围绕连杆轴承轴颈环形环绕地延伸的过渡半径，从连杆轴承轴颈的最高负荷点开始的高负荷区域至少为±20°，优选至少为±30°，更优选至少为±40°，特别优选至少±50°，非常特别优选至少±60°，例如至少±70°、至少±80°或至少±90°。

还可以限定高负荷区域沿以环形环绕的方式围绕连杆轴承轴颈延伸的过渡半径的范围的上限，根据该上限，从连杆轴承轴颈的最高负荷点开始，高负荷区域最多为±90°，优选最多为±80°，更优选最多为±70°，非常特别优选最多为±60°，例如±50°、例如最多±40°、最多±30°或最多±20°。

连杆轴承轴颈的最高负荷点尤其是连杆轴承轴颈的下止点。

因此可以特别规定，从轴颈的最高负荷点开始沿着轴颈的圆周限定高负荷区域。

在一种改进方案中可以进一步规定，沿着以环形环绕围绕主轴承轴颈延伸的过渡半径，从主轴承轴颈的最高负荷点开始，高负荷区域至少为±20°，优选至少为±30°，更优选至少为±40°，特别优选至少±50°，非常特别优选至少±60°，例如至少±70°、至少±80°或至少±90°。

还可以限定高负荷区域沿以环形环绕的方式围绕主轴承轴颈延伸的过渡半径的范围的上限，根据该上限，从主轴承轴颈的最高负荷点开始，高负荷区域最多为±90°，优选最多为±80°，更优选最多为±70°，非常特别优选最多为±60°，例如±50°、例如最多±40°、最多±30°或最多±20°。

类似地，这也适用于切向半径和底切半径到法兰、轴颈和横截面上其它几何变化的过渡。

为了确定高负荷区域或最高负荷点，可以考虑相应曲轴类型的模拟和/或计算和/或一系列测试。

过渡半径的相应的高负荷区域或相应的最高负荷点在曲轴的各个过渡半径中可以不同。但是，高负荷区域或最高负荷点也可以在所有过渡半径中，特别是在一种过渡半径中对应。高负荷区域或最高负荷点可能对应所有过渡半径，首先对应在连杆轴承轴颈和曲柄臂之间的过渡半径，其次对应在主轴承轴颈和曲柄臂之间的过渡半径。

这同样适用于一个或多个中间区域以及轻负荷区域。

从连杆轴承轴颈的下止点或主轴承轴颈的最高负荷点开始，高负荷区域基本上可以具有任何期望的大小，例如也可以小于±20°或大于±90°。

在本发明的一种改进方案中，尤其可以限定，主轴承轴颈的过渡半径的最高负荷点(特别是相对于扭转)位于曲轴的横截面中，在主轴承轴颈过渡半径与主轴承轴颈中心点和连杆轴承轴颈中心点的连线的交点处，所述连杆轴承轴颈与主轴承轴颈过渡半径相邻。

主轴承轴颈的过渡半径的最高负荷点可以布置在曲轴的背离相邻连杆轴承轴颈的下止点的一侧。

在本发明的一种改进方案中可以规定，以如下方式执行冲击硬化，使得至少一个冲击工具的冲击头的压痕沿着以环形环绕的方式围绕曲轴(尤其是围绕连杆轴承轴颈和/或主轴承轴颈)延伸的相应的过渡半径以限定的方式重叠。

通过重叠的冲击压痕和/或紧密布置和精确限定的冲击位置，可以实现疲劳强度或弯曲疲劳强度和扭转疲劳强度的特别有效的增加。

在本发明的一种改进方案中，可以进一步规定，至少一个冲击工具的冲击头以可调节的冲击角将冲击力引入过渡半径中。

高负荷区域、中间区域和/或轻负荷区域还可以涉及过渡半径本身的圆周，而不仅涉及围绕以环形环绕的方式延伸的过渡半径的相应的轴颈的圆周。过渡半径的负荷同样可以沿过渡半径的圆周变化。

从这个方面出发，在考虑到弯曲负荷和扭转负荷的情况下，相对于过渡半径的圆周，选择冲击角，使得以一定的角度引入冲击力，该角度恰好适合于在曲轴操作或最大负荷期间的最高负荷点。

为此，在本发明的一种特定的变体方案中可以规定，为了执行冲击硬化而使用具有冲击活塞、偏转单元和至少一个冲击工具的冲击装置，其中，将至少一个冲击工具紧固在偏转单元上，并且其中，冲击活塞经由偏转单元将脉冲传递到至少一个冲击工具，随后，至少一个冲击工具的冲击头将冲击力以冲击角引入到过渡半径处，并且其中，所述冲击角通过调节所述偏转单元的偏转点与所述至少一个冲击工具的冲击头的前端之间的间距来设定。

为此，可以使用冲击活塞，该冲击活塞将强烈的脉冲或冲动(例如气动地、液压地和/或电动地产生的)传递到冲击头。

取决于冲击力，在各个冲击位置处形成冲击头的可见冲击压痕。在这种情况下，冲击压痕的深度以及所引入的内部压缩应力的品质或深度效应取决于所选择的冲击力。工具和工艺参数优选与相应的曲轴精确地协调，并且在此，如果合适的话，与部分的几何形状的变化(横截面的变化)协调。

冲击力又可以通过改变冲击角而被单独地设置或者甚至更精确地对准到最大负荷或与最大负荷对准。

偏转点可以是偏转单元和/或冲击工具的旋转/安装轴线的中心点。

冲击头的前端是指冲击头的一部分(或那个表面)，为了冲击硬化而使冲击头冲击曲轴。

通过偏转点和冲击头的前端之间的间距，也可以调节偏转点和冲击头的中心点之间的间距或调节偏转点和冲击头的后端之间的间距。

由于偏转单元的偏转点与冲击工具的冲击头之间的间距是可调节的，因此可以改变或调节将冲击力引入过渡半径的角度。

因此，改变偏转单元的偏转点与至少一个冲击工具的冲击头的前端之间的间距的特定体使得可以以优选的点和优选的角度引入冲击力。

相反，利用已知的现有技术的方法和设备，仅可能以预定的固定角度将冲击力引入过渡半径中。为此通常设置大约45°的冲击角。

根据曲轴的用途，例如选择不同的角度而不是固定的45°的冲击角可能是有利的。

曲轴的最高负荷位置通常由引擎的运行情况确定，和/或通过数学模型确定。对于新的考虑方法，为此考虑了单轴负荷和双轴叠加负荷的最大负荷。

通过调整冲击角，可以确保高精度的工作和冲击硬化。通过这样的事实，可以将冲击力有针对性地沿过渡半径的圆周和沿围绕曲轴以环形环绕方式延伸的过渡半径引入过渡半径的最大负荷，并且可以减小在最佳角度的冲击力，而可获得的疲劳强度效果保持不变。该设备因此甚至更加有效。

根据应用，通过有针对性地引入冲击力，如果有必要，甚至可以从现有技术中的现有可能性出发，进一步提高曲轴的疲劳强度。

在本发明的一种实施例中，可以规定，至少一个冲击工具的长度是可调节的，优选是可伸缩的。

为此，冲击工具可以以可伸缩轨道的形式设计或具有可伸缩的延伸装置。至少一个冲击工具也可以设计为伸缩管。不言而喻，本发明不应被理解为限于特定类型的伸缩式扩展装置或特定类型的伸缩式能力。

至少一个冲击工具的长度例如也可以通过螺纹来调节。

可以规定，至少一个冲击工具的长度可以手动和/或通过制动装置来调节。为此例如可以设置电动机，尤其是线性驱动器。然而，电动机基本上可以是任何电动机，例如三相电动机、AC电动机、DC电动机或通用电动机。可以优选地使用步进电动机。

在本发明的一种实施例中，可以设置具有弹匣的转换装置，以便更换至少一个冲击工具和/或至少一个冲击头和/或偏转单元和/或冲击装置，以便将偏转单元的偏转点与至少一个冲击工具的冲击头的前端之间的间距调节为不同的值。

众所周知，由于高的冲击力，高的机械负荷作用在冲击装置的部件上。特别是在细丝部件用于调节至少一个冲击工具的长度的情况下，可以以此方式限制冲击装置或其部件的使用寿命。如果为至少一个冲击工具和/或冲击头和/或偏转单元和/或冲击装置设置了弹匣或转换装置，则冲击装置或设备整体上可以具有特别坚固的设计，因为至少一个冲击工具的伸缩运动可能被省略。

因此，通过为实现长度调整的目的而更换的冲击装置的部件，可以有利地通过具有弹匣的转换装置来调节偏转单元的偏转点与至少一个冲击工具的冲击头之间的间距。

也可以规定，偏转单元的偏转点和至少一个冲击工具的冲击头的前端之间的间距可以通过使用具有不同尺寸的间隔环或间隔器来调节。

在本发明的一个实施例中，可以设置两个或更多个冲击装置，其中，偏转装置的偏转点与第一冲击装置的冲击头的前端之间的间隔，与偏转装置的偏转点和第二冲击装置的冲击头的前端之间的间隔不同。

因此，可以设置可以彼此独立地使用的多个冲击工具，特别是通过在每种情况下都使用一个或多个冲击工具，这些冲击工具能够将各自的冲击力引入到曲轴的任何的过渡半径中，其中可以设置相互之间或冲击工具的控制器之间的相应同步。由于还可以同时使用多个冲击装置，因此也可以特别快速地执行曲轴的冲击硬化。

在本发明的一种实施例中可以规定，至少一个冲击装置具有两个冲击工具，其中，将冲击工具布置在偏转单元上，从而将每个冲击工具分配给一个过渡半径。

可以规定，在共同的冲击装置中使用两个冲击工具，这些冲击工具优选同时将冲击力引入连杆轴承轴颈或主轴承轴颈的两个过渡半径中。

这也适用于切向半径和底切半径到法兰、轴颈和其它在横截面的几何变化的过渡。

冲击工具可以优选地通过共同的冲击活塞来操作。

在使用多个冲击工具(和/或冲击装置)的情况下，可以设置共同的压力脉冲装置，该装置能够通过液压、气动、机械和/或电气装置(联合或单独)为冲击工具产生相应的冲击力。

在使用多个冲击装置的情况下，可以规定，在所有冲击工具中，偏转点和冲击头之间的相应间隔是相同的，或者在至少两个冲击工具中彼此不同。优选的是，在用于硬化邻近相同的轴颈的过渡半径的偏转单元的偏转点和两个冲击工具的冲击头之间的各自的间距是相同的。

在本发明的一种实施例中可以规定，至少一个冲击工具的纵轴线与垂直于曲轴的纵轴线的线之间的冲击角为5°至80°，优选为10°至70°，更优选20°至60°，特别优选30°至55°，特别是35°至50°。

优选地，可以设置45°的冲击角，特别是在未知最大负荷的情况下。

例如可以规定，冲击头的半径为过渡半径的75％至99％，优选为过渡半径的85％至98％，特别优选为过渡半径的85％至95％。

然而，冲击头的半径也可以小于过渡半径的75％或大于过渡半径的95％。冲击头的半径也可以对应于过渡半径。

冲击头优选地可以是大致球形的形式，特别是在为了硬化的目的而冲击曲轴的冲击头的前部区域或前端。然而，冲击头可以基本上具有任何期望的几何形状，并且例如也可以是椭圆形、半球形或平坦的形式。

在该方法的一种实施例中，可以规定，根据过渡半径的最大负荷的轮廓来选择冲击角，其中，最大负荷的轮廓是基于模拟和/或计算和/或相应曲轴类型的一系列测试而确定。

沿过渡半径的圆周的曲轴的高负荷区域也优选地被预先识别。通过根据本发明的装置和/或根据本发明的方法，然后可以有针对性地将冲击力引入到相应的最大负荷中。通过考虑对不同曲轴类型和曲轴的预期用途的个性化要求，可以通过调整偏转单元的偏转点与至少一种冲击工具的冲击头前端之间的间距，来以特别高的精度对曲轴执行冲击硬化。

通过调整间距，不仅可以限定冲击点，而且可以限定冲击方向。以这种方式，可以制造进一步优化了其疲劳强度(尤其是弯曲和扭转疲劳强度)的曲轴。可替代地，通过现在可用的精度，可以简单地通过使用较小的冲击力来获得现有的疲劳强度。

在本发明的一种实施例中可以规定，以相同的冲击角冲击硬化连杆轴承轴颈和曲柄臂之间的所有过渡半径和/或主轴承轴颈和曲柄臂之间的所有过渡半径。

切向半径和底切半径的所有到法兰、轴颈和/或横截面的其它几何变化的过渡，也都可以以相同的冲击角执行冲击硬化。

因此可以规定，曲轴的所有过渡半径都以相同的冲击角执行冲击硬化，其中为此选择的冲击角关于曲轴的高负荷区域或最高负荷点被优化。但是也可以规定，以第一冲击角冲击硬化连杆轴承轴颈的所有过渡半径，而以第二冲击角冲击硬化主轴承轴颈的所有过渡半径，其中第一和第二冲击角分别对应于分别最高负荷的位置和/或最大负荷的轮廓执行优化。

在本发明的替代实施例中，可以规定，在连杆轴承轴颈和曲柄臂之间的至少两个过渡半径以不同的冲击角执行冲击硬化，和/或在主轴承轴颈和曲柄臂之间的至少两个过渡半径以不同的冲击角执行冲击硬化，和/或由此连杆轴承轴颈和曲柄臂之间的至少一个过渡半径以与主轴承轴颈和曲柄臂之间的过渡半径不同的冲击角执行冲击硬化。

因此，可以针对每个过渡半径或过渡半径的组，分别限定或优化冲击角。

例如，可以在一个轴颈位置同时使用不同的冲击角。

在本发明的一种实施例中，最后还可以规定，在以环形环绕的方式围绕连杆轴承轴颈和/或主轴承轴颈延伸的过渡半径的冲击硬化期间，改变冲击角。

不言而喻，这也适用于切向半径和底切半径到法兰、轴颈和/或横截面的其它几何变化的过渡。

已经发现，以此方式可以实现进一步增加疲劳强度或弯曲疲劳强度和/或扭转疲劳强度。

例如，可以在连杆轴承轴颈的下止点区域中或在主轴承轴颈的最高负荷点区域中设置与过渡半径的其余区域不同的冲击角。

特别地，如果规定在过渡半径的冲击硬化期间通过致动装置改变冲击角，则可以设置优选地包括微处理器的开环和/或闭环控制装置，以激活相应的致动装置。

代替微处理器，也可以规定，设置用于实现开环和/或闭环控制设备的任何其它设备，例如，电路板上的离散电子部件的一个或多个布置、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路(ASIC)或某些其它可编程电路(例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑布置(PLA))和/或市售计算机。

在本发明的另一种特定的变体中，可以规定，为了冲击硬化，首先通过驱动装置使曲轴沿着旋转方向旋转到冲击位置，其中在该冲击位置中设有止动装置，以将曲轴保持在冲击位置，然后通过至少一个冲击工具将冲击力引入到至少一个过渡半径。

以这种方式，即使不是全部，也基本上防止了(寄生的)剪切应力。

通过这样的事实，即曲轴的旋转运动不是通过冲击工具本身而是通过驱动装置而停止在冲击位置的，因此对驱动装置的机械部件的需求得到改善，甚至可能是改善了驱动装置的使用寿命。此外，通过止动装置可以将冲击力特别有针对性地引入到期望的区域中。这是可能的，因为在冲击工具冲击时，曲轴不能以不期望的方式沿旋转方向或逆着旋转方向旋转。

通过使用止动装置，因此可以确保高精度的工作或冲击硬化。冲击间距可以以非常有针对性的方式实现并且公差很小。

止动装置可以是这样一种装置，该装置优选以非形锁合和/或形锁合的方式来止动曲轴，或者为此目的而与传动系或设备接合。优选地设置非形锁合的止动装置，其中，选择止动力，使得在冲击力的引入期间防止或至少抑制曲轴的旋转。

止动装置可以是液压的、气动的和/或电动的止动装置。

止动装置优选具有一个或多个刹车片，例如两个刹车片、三个刹车片、四个刹车片或多个刹车片。

止动装置优选地附接到工件驱动单元。例如，止动装置可以布置在工件驱动装置的卡盘或夹紧法兰、固定法兰或面板上，或者直接布置在电动机或驱动器上。

通过闭环位置控制器，可以实现曲轴的点对点运动。例如，可以使用开环位置控制器，以使曲轴以步进或钟控的方式从一个冲击位置旋转到下一冲击位置。在最简单的情况下，可以为此目的设置一个开环PTP控制器或点控制器。

驱动装置可以包括马达，尤其是电动机。电动机基本上可以是任何电动机，例如三相电动机(尤其是三相异步电动机)、AC电动机、DC电动机或通用电动机。

可以优选地使用步进电动机。

也可以设置两部分式的驱动装置，在这种情况下，例如在曲轴的每个端部上设有电动机，即，曲轴的同步驱动或双向驱动。

在本发明的一个实施例中可以规定，驱动装置的控制器和止动装置的控制器彼此同步，使得止动装置仅在曲轴在冲击位置静止时才止动曲轴。

在相应的设计中，例如在基于非形锁合的设计中，止动装置原则上也可以用于制动曲轴的旋转运动。但是特别优选的是，将止动装置仅用于将曲轴止动在冲击位置中，由此，曲轴的动力或旋转仅受驱动装置的影响。也就是说，导致曲轴加速(或导致制动)的扭矩优选地应由驱动装置唯一地引入。例如，驱动装置的控制器(例如闭环位置控制器)和/或止动装置的控制器可以特别简单地构造。因此，通过相应的时间管理，仅使驱动装置和止动装置作用在曲轴上的时间点同步就足够了。因此，驱动装置和止动装置优选不同时作用在曲轴上。

在本发明的一个实施例中可以进一步规定，止动装置的控制器和至少一个冲击工具的控制器彼此同步，使得仅当曲轴已被止动在冲击位置时，至少一个冲击工具将冲击力引入到曲轴的至少一个过渡半径中。

以此方式可以完全消除不期望的剪切应力。

然而，基本上还可以在曲轴尚未完全止动在冲击位置时就开始引入冲击力。

也可以执行驱动装置的控制器、止动装置的控制器和/或至少一个冲击工具的控制器的同步，使得各个部件作用在曲轴上的时间点或时间范围至少部分重叠。以此方式可以实现整个方法的更快定时。

在本发明的一个实施例中可以规定，驱动装置构造为直接驱动器。

优选地设置一种没有离合器的驱动装置。

在当前情况下，直接驱动器应理解为这样的驱动器，在该驱动器中，马达、优选电动机和驱动轴直接或无传动比地连接或耦接。特别地，省略了变速器。

当使用根据本发明的变体时，还优选可以省略离合器，特别是滑动离合器。例如在根据EP1716260B1的方法中设置了一种滑动离合器，该滑动离合器尤其用于保护部件，以便在冲击冲击头而导致曲轴强制停止时，保护驱动装置或设备不被损坏。在本文描述的方法的情况下，排除了这种损坏，从而可以使滑动离合器变得不必要。

以这种方式，驱动装置的构造非常特别简单并且因此是经济的。

在本发明的一个实施例中可以规定，止动装置和驱动装置彼此分开地布置。

优选不设计止动装置为驱动装置内的制动装置，但例如对于闭环位置控制，可能需要这样的止动装置。通常，在包括电动机并通过闭环位置控制器执行点对点操作的驱动装置中，由于转矩是通过闭环电压和/或电动机的电流控制产生的，因此在任何情况下都不会设置制动布置。然而，如果驱动装置包括常规的制动装置，则可以规定，除此以外，还设置根据本发明的止动装置，并且该止动装置设计为独立的组件。

止动装置原则上也可以分开布置在驱动装置内。在这种情况下，这些也优选地是相互独立的部件，它们在空间上是分开的和/或在功能上是独立的。

在不是优选的替代实施例中，可以使用驱动装置的制动装置。为此目的，必须适当地设计所述制动装置，以便在冲击力的引入过程中曲轴不旋转。

在本发明的一个实施例中，可以进一步规定，所述止动装置通过所述止动装置止动可旋转的紧固装置、优选止动所述紧固装置的紧固法兰或夹紧法兰，从而间接地止动曲轴，其中曲轴固定到法兰或紧固装置。

代替紧固法兰或者除了紧固法兰之外，紧固装置还可以包括面板或其它夹紧装置。

特别地，可以设置具有多个夹紧爪的面板，例如两个、三个、四个、五个、六个或更多个夹紧爪。这样，可以固定不同直径的曲轴类型。

为了加工处理，曲轴通常通过紧固装置可旋转地固定在驱动轴上。

为了将曲轴止动在其冲击位置，止动装置可以基本上接合在机械地耦接至驱动装置或曲轴的任何期望的位置。例如，止动装置可以接合在曲轴自身上，可以接合在驱动装置内(例如在驱动轴上)，可以接合在驱动装置外(例如在驱动轴上)，或者可以特别优选地接合在紧固装置上，特别是结合在紧固法兰上或面板上或在一些其它夹紧装置上。

在一个实施例中，尤其可以规定，止动装置在外周区域内接合在紧固装置上或紧固法兰上或面板上或夹紧法兰上。

由于止动装置接合在板或轴的***区域中，必须施加或需要的止动力可以较低。取决于止动装置相对于驱动轴的旋转轴线的径向位置，相应地阻挡扭转力矩需要的力越小，则旋转轴线的径向间隔越大。在此特别有利的是，止动装置仅在曲轴在冲击位置已经静止时才接合。

止动装置基本上也可以接合在多个位置上。例如可以规定，止动装置分别在曲轴的两端区域中的一个合适的位置上接合，例如接合在位于该处的紧固法兰上。

还可以设置尾座形式的支撑件，以便在背离驱动装置的端部处可旋转地支撑或固定曲轴。

然后，止动装置可以例如接合在驱动装置或驱动轴的区域中和/或在支撑件的区域中。在这种情况下，同样优选的是，如所描述的那样，止动装置接合在紧固装置上，优选接合在紧固法兰上。

在本发明的一个实施例中，可以规定，止动装置设计成防止曲轴逆着和/或沿着曲轴的旋转方向旋转。

特别地，如果冲击头的冲击痕迹沿轴颈的过渡半径重叠，所述过渡半径各自以环形环绕的方式围绕轴颈，也就是说，如果冲击位置紧密地间隔开，则必须以高度精确和针对性的方式引入冲击力。在没有使用止动装置的情况下，这是困难的，因为在冲击力的引入期间，如果冲击头穿透到先前冲击的冲击压痕中，曲轴将至少部分地从一个冲击位置旋转回到先前的冲击位置。由于已经发现，通过重叠的冲击痕迹或紧密布置的和精确限定的冲击位置可以产生特别有效的疲劳强度或弯曲疲劳强度和扭转疲劳强度的增加，因此本发明与引入的紧密定位的和/或精确的冲击间距(尤其是使冲击痕迹重叠或相交)的结合相当有利。

在本发明的一个实施例中，至少一个冲击工具可以周期性地，优选以0.5Hz至30Hz的定时或冲击频率，特别优选以0.5Hz至5Hz的定时，非常特别优选以0.5Hz至3Hz的定时执行冲击运动或引入冲击力。

不言而喻也可以设置其它定时，例如也可以以0.1Hz和50Hz之间的冲击频率，但是上述值是非常特别合适的。

可以由冲击活塞施加以产生冲击力的冲击压力取决于操作模式，可以在10至300bar之间，优选在30至180bar之间，特别优选在50至130bar之间。

曲轴段或待加工的过渡半径区域内的温度最好不高于65℃；优选在12℃至25℃之间。

从经验中发现，在引擎或试验台上承受动态负荷后，在曲轴表面形成了无法扩散的微裂纹。这些微裂纹对疲劳强度特性没有影响，但是会损害外观。

由于内部压缩应力的引入可以优选地执行到15mm或甚至更深的深度，这意味着可以在曲轴的表面区域上执行几毫米的移除，例如0.1到3mm，优选0.5mm，而不会对曲轴的弯曲和扭转疲劳强度或疲劳强度产生不利影响。

试验表明，这种措施甚至可以稍微提高疲劳强度，例如提高5％。

表面的移除可以以各种方式执行，例如通过磨碎、车削、研磨、旋转研磨、剥离或抛光。

过渡半径的冲击硬化也可以围绕曲轴或轴颈以环绕的方式执行多次。因此也可以规定，在已经根据本发明的冲击硬化的区域上执行根据本发明的冲击硬化。在此，区域(也就是说，高负荷区域、轻负荷区域和/或中间区域)可以部分重叠或在大于360°的角度段上限定。可以例如在540°、720°、900°、1080°或更大的角度段上限定区域。

可以规定，在轻负荷区域(或者如果在轻负荷区域中不执行冲击硬化，则在中间区域)中冲击硬化，并且从该区域开始朝着高负荷区域的方向增加冲击力。

例如可以规定，首先围绕环形环绕的过渡半径以超过360°的第一冲击力来执行冲击硬化，并且随后通过第二冲击力来执行冲击硬化，第二冲击力可以与在中间区域和高负荷区域中的第一冲击力相同，并在第三旋转的高负荷区域中用第三冲击力执行冲击硬化，第三冲击力也可以与第一和/或第二冲击力相同。因此，通过以多次旋转将冲击力引入到环形环绕的过渡半径中，冲击力基本上也可以例如从中间区域超高负荷区域的方向增加。因此，冲击力也可以作为多个单独冲击力的总和引入。

本发明还涉及一种用于执行上述方法的设备，该方法用于曲轴的过渡半径的冲击硬化，特别是连杆轴承轴颈和曲柄臂之间的过渡半径和/或主轴承轴颈和曲轴的曲柄臂之间的过渡半径的冲击硬化。

该设备还适用于切向半径和底切半径的过渡到法兰、轴颈和其它在横截面上的几何变化的冲击硬化。

显然已经结合根据本发明的方法描述的特征对于根据本发明的设备也可以有利地实现，反之亦然。此外，已经结合根据本发明的方法提及的优点也可以被理解为与根据本发明的设备有关，反之亦然。

可以规定在共同的冲击装置中使用两个冲击工具，这些冲击工具将冲击力同时引入到连杆轴承轴颈或主轴承轴颈的过渡半径中。冲击工具可以通过偏转单元耦接，并且因此优选地通过共同的冲击活塞来操作。

还可以设置可以彼此独立使用的多个冲击工具(例如，通过使用多个冲击装置，在每种情况下使用一个或多个冲击工具)，其能够将各自的冲击力引入到曲轴的任何过渡半径中，其中可以设置驱动装置的控制器和/或止动装置的控制器和/或其它冲击工具的控制器之间或彼此之间的相应的同步。

也可以规定仅使用一种冲击工具。

在本发明的一个实施例中可以规定，驱动装置和止动装置彼此分开地构造和布置。

在一个实施例中，还可以设置用于固定曲轴的可旋转的紧固装置，其中，所述止动装置布置并且构造成用于止动曲轴的紧固装置。

在本发明的一个实施例中，可以进一步规定，紧固装置具有紧固法兰，该紧固法兰可通过止动装置，优选地可通过在***区域上接合在紧固法兰上的止动装置而固定。

在一个实施例中，还可以规定，驱动装置布置和设计成使紧固装置旋转，优选地使所述紧固装置绕紧固装置的输入轴旋转。紧固装置的输入轴可以是驱动装置(例如电动机)的输出轴。

紧固装置可以优选地布置在驱动装置的输出轴和曲轴之间。

在本发明的一个实施例中，可以设置优选包括微处理器的开环和/或闭环控制装置，以实现和/或同步驱动装置和/或控制装置的控制器和/或至少一个冲击工具的控制器的旋转运动。

可以设置一种开环和/或闭环控制装置，其包括止动装置的控制器、驱动装置的控制器和/或至少一个冲击工具的控制器。

代替微处理器，也可以规定，设置用于实现开环和/或闭环控制设备的任何其它设备，例如，电路板上的离散电子部件的一个或多个布置、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路(ASIC)或某些其它可编程电路(例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑布置(PLA))和/或市售计算机。

本发明还涉及一种具有程序代码的计算机程序，当程序在开环和/或闭环控制装置上执行时，特别是在微处理器上执行时，该计算机程序用于执行上述方法。

根据本发明的设备的一些部件在结构上可以基本上对应于根据EP1716260B1的设备，因此，EP1716260B1的公开内容整体通过引用并入本公开。

本发明还涉及根据上述方法生产的曲轴。

根据本发明的曲轴与常规曲轴的不同之处特别在于，为了使其硬化，冲击力已经沿各个环形环绕的过渡半径在不同区域中以不同的强度引入到至少一个过渡半径中。此外，根据本发明的曲轴可以与传统的曲轴不同，因为可能已经使用了一个以上的冲击角来对其执行硬化，从而总体上引起了曲轴的过渡半径的特征性硬化。

下面将基于附图更详细地描述本发明的示例性实施例。

附图分别示出了优选的实施例，在附图中彼此结合地示出了本发明的各个特征。示例性实施例的特征还可以与相同示例性实施例的其它特征分开地实现，并且因此可以被本领域技术人员容易地与其它示例性实施例的特征组合，以形成进一步的有意义的组合和子组合。

在附图中，功能相同的元件由相同的附图标记表示。

附图说明

在附图中，在每种情况下均示意性地：

图1示出了根据本发明的用于执行第一实施例中的方法的设备的整体图；

图2示出了根据本发明的用于实施第二实施例中的方法的设备的部分的透视图；

图3以放大图示示出如图1中的细节“A”所示的具有两个冲击工具的冲击装置；

图4示出了仅具有一个冲击工具的冲击装置；和

图5示出了曲轴的示例性细节；

图6示出了根据剖切线VI的图5的曲轴的剖视图；

图7示出了将环形环绕的过渡半径分成示例性轴颈的高负荷区域、轻负荷区域和***的中间区域的划分；

图8示出了在第一实施例中冲击力沿以环形环绕的方式围绕轴颈延伸的过渡半径的示例性分布；

图9示出了在第二实施例中冲击力沿以环形环绕的方式围绕轴颈延伸的过渡半径的示例性分布；

图10示出了在第三实施例中冲击力沿以环形环绕的方式围绕轴颈延伸的过渡半径的示例性分布；

图11示出了在第四实施例中冲击力沿以环形环绕的方式围绕轴颈延伸的过渡半径的示例性分布；

图12示出了具有两个伸缩式冲击工具的冲击装置；

图13是过渡半径和具有冲击头的冲击工具的放大图，其中冲击工具在第一冲击角对准；

图14是过渡半径和具有冲击头的冲击工具的放大图，其中冲击工具在第二冲击角对准；

图15示出了在冲击头的冲击压痕沿着环形环绕的过渡半径重叠的情况下的冲击硬化的过渡半径；

图16示出了在使用第一冲击角执行冲击硬化的情况下的冲击硬化的过渡半径；

图17示出了在使用第二冲击角执行冲击硬化的情况下的冲击硬化的过渡半径；

图18示出了在沿环形环绕的过渡半径的冲击硬化期间改变冲击角的情况下的冲击硬化的过渡半径；和

图19示出了在使用止动装置期间的流程图。

具体实施方式

在图1的整体图中示出的设备在结构上基本上与根据DE3438742C2和EP1716260B1的具有一个或多个冲击装置1的设备相对应，因此仅将在下面更详细地讨论重要部分和与现有技术的不同之处。

该设备具有机床2和驱动装置3。驱动装置3用于使曲轴4沿着旋转方向运动或旋转到冲击位置中。

曲轴4具有连杆轴承轴颈5和主轴承轴颈6，在每种情况下在连杆轴承轴颈和主轴承轴颈之间布置有曲柄臂7。在连杆轴承轴颈5和曲柄臂7之间以及在主轴承轴颈6和曲柄臂7之间，或者通常在曲轴4的横截面的过渡之间，形成过渡半径8(见图3-5以及图13-18)。

在曲轴4的朝向驱动装置3的一侧上设有紧固装置9，该紧固装置具有夹紧盘或紧固法兰10。在曲轴4的背离驱动装置3的那侧上，优选地设置尾架形式的支撑件11，该支撑件具有另一个紧固装置9，用于可旋转地容纳或可旋转地固定曲轴4。可选地或除了支撑件11之外，可以设置靠背，其定位在旋转对称的位置。

再者，设置接合在紧固装置9的***区域中的止动装置12。这在图1中用虚线表示。基本上，止动装置12可以布置在设备内的任何期望的位置上，以便向驱动装置3的输出轴或紧固装置9的输入轴13(在当前情况下该输入轴与所述输出轴相同)施加止动力，并因此施加到曲轴4。止动装置12也可以接合在设备的多个位置上。举例来说，用虚线示出了在支撑件11的区域中与紧固装置9接合的止动装置12的第二部分。

止动装置12例如基于仅使用示意性示出的刹车片布置14的非形的止动动作。

驱动装置3能够使曲轴4沿着旋转轴线C旋转。本文可以规定，曲轴4的旋转主轴线C_KW相对于驱动装置3的旋转轴线C偏心地定位，如图1和图2所示。为此，优选可以在紧固装置9的区域中设置对准装置17(见图2)。在此可以规定，对准装置17移位分别要硬化的轴颈5、6的中心轴线，使得轴颈5、6的中心轴线位于旋转轴线C上。

为驱动装置3设置直接驱动器，优选地没有离合器。因此，驱动装置3的马达，优选电动机，可以无传动比或无传动地耦接至紧固装置9或曲轴4。

下面以示例的方式更详细描述的冲击装置1分别可调节地保持在移位和调节装置15中，以使其适应连杆轴承轴颈5和主轴承轴颈6的位置以及适应曲轴4的长度。

如图1中的双箭头所示，支撑件11也可以设计为可移位动的。

图1中示出的两个冲击装置1，尽管基本上可以设置任何数量的冲击装置1，例如也可以仅设置单个冲击装置1。

也可以规定，至少一个冲击装置1设计和构造用于主轴承颈6的过渡半径8的冲击硬化，并且一个冲击装置1设计和配置用于连杆轴承轴颈的过渡半径8的冲击硬化。

图2以透视图示出了用于执行根据本发明的方法的另一装置的细节，但是没有冲击装置。在此，图2的设备与图1的设备基本相同，因此以下仅详细说明重要的区别。

再次设置驱动装置3。此外，设置了紧固装置9，其具有紧固法兰10和固定在其上的面板，该面板具有用于固定曲轴4的夹紧爪。具有紧固装置9的夹紧爪的面板可调节地设置在对准装置17上的紧固法兰10上，由此曲轴4的纵轴线C_KW可相对于驱动轴或输入轴13的旋转轴线C移位。

图2的曲轴4具有不同于图1所示的实施例的构造，但是基本上同样地包括连杆轴承轴颈5、主轴承轴颈6和曲柄臂7。

在图2中(如在图1中)，可以在曲轴4背离驱动装置3的那一端设置另一个紧固装置9，尽管也可以省略该另一个紧固装置。

在图3中通过示例更详细地示出了图1的冲击装置1。本发明基本上可以用任何冲击装置1实施。然而，下面描述的冲击装置1是特别合适的。它具有主体18，该主体可以设置有与要加工的曲轴段的半径相对应的棱柱形的支座，并且优选地具有引导件19，该引导件在两个冲击工具16的支撑平面中对其执行引导，并为它们设置关于围绕偏转单元20的支撑角或冲击角(图12-14)的相应的自由度，这对于适应曲轴4的尺寸条件是有利的。在每种情况下，作为冲击头21一个球布置在两个冲击工具16的前端。中间部分22在冲击活塞23和偏转单元20之间产生连接，该连接将冲击能量传递到冲击工具16。中间部分22也可能被省略。

为了增加冲击的效果，可通过弹簧25通过带有夹紧螺母27的可调节的夹紧螺栓26将夹紧棱镜24紧固在轴颈5、6的背离主体18的那一侧。其它结构解决方案在这里也是可能的。

应当理解，在说明书的一部分提到“冲击头/冲击工具”或“冲击装置”或“多个冲击头/冲击工具/冲击装置”的情况下，这基本上可以表示任何数量的冲击头/冲击工具/冲击装置，例如两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多。仅出于更好的可读性的目的而设置对复数或单数的引用，而并非限制。

通过在待加工的曲轴4的整个长度上布置多个冲击装置1，可以根据需要同时加工曲轴4的所有在中心并且可能在偏心延伸的区域。

冲击活塞23经由偏转单元20将脉冲传递到冲击工具16，由此冲击工具16的冲击头21以冲击角α将冲击力F_S引入过渡半径8中。在此可以规定，在偏转单元20的偏转点U_P和冲击工具16的相应的冲击头21的前端之间的间距d(参见图12)是可调节的。

本说明书中的表述“F_S”和类似表述仅应理解为对于本领域技术人员而言合适的任何冲击力的占位符/变量。在此，在说明书涉及“冲击力F_S”的情况下，因此在每种情况下可以指不同或相同的冲击力。

图4示出了仅配备有一个冲击工具16的冲击装置1。在所示的示例性实施例中，冲击装置1优选地相对于曲轴4倾斜，在当前要加工过渡半径8的情况下，特别是使得相对于冲击装置1的纵向轴线同轴布置的冲击工具16垂直地冲击要加工的曲轴段的区域。在这种情况下，尽管在每种情况下都可能仅加工一个曲轴段，但另一方面，冲击装置1的结构设计和力的传递更好且更简单。另外，可以通过此工具在直立位置硬化孔端。

已经证明该实施例特别有利地用于非对称曲轴段上，例如曲轴4的端部区域和油孔端。

图5示出了曲轴4的示例性细节，曲轴在连杆轴承轴颈5和曲柄臂7之间以及在主轴承轴颈6和曲柄臂7之间具有相应的过渡半径8。

根据本发明规定，为了将冲击力F_S引入到至少一个过渡半径8中，沿各自的以环形环绕的方式(围绕连杆轴承轴颈5和/或主轴承轴颈6)延伸的过渡半径限定高负荷区域B_MAX、轻负荷区域B_MIN和***的中间区域B_ZW，其中，执行冲击硬化，使得引入到中间区域B_ZW中的冲击力F_S沿高负荷区域B_MAX的方向增加。

在此可以规定，在冲击硬化期间，引入到高负荷区域B_MAX中的冲击力F_S取决于曲轴4的期望的疲劳强度和/或曲轴4的部分的期望的疲劳强度。

取决于发动机的运行或曲轴4的用途，分别相邻于轴颈5、6的过渡半径8可以具有高负荷区域B_MAX，其分别位于不同的位置。曲轴4的示例性负荷在图5中通过箭头示出。连杆轴承轴颈5沿着箭头经由(未图示的)活塞与引擎连接。在这种情况下，连杆轴承轴颈5的箭头所指的那一侧是所谓的压力侧。连杆轴承轴颈5的所谓的下止点BDC位于与压力侧相反的一侧，特别是与张力侧相反的一侧。根据经验，相应的过渡半径8的弯曲负荷在连杆轴承轴颈5的下止点BDC处最大。有利的是，可以将高负荷区域B_MAX限定为与下止点BDC相邻，优选对称地围绕下止点BDC。

此外，在图5所示的曲轴4的情况下，主轴承轴颈6的与连杆轴承轴颈5相邻的最高负荷点可以是与相邻于连杆轴承轴颈5的压力侧相对应的区域。为了简单起见，主轴承轴颈6的所述区域在下文中将被称为“上止点”TDC。

为了更好地说明止点BDC和TDC的位置，图6示出了通过曲轴4沿图5中的截面线“VI”的截面图。

在此可以看出，主轴承轴颈6的过渡半径8的最高负荷点或上止点TDC，在曲轴4的横截面中位于主轴承轴颈6的过渡半半径8与主轴承轴颈6的中心点M_H和连杆轴承轴颈5的中心点M_P的连接线x的交叉点处，其中连杆轴承轴颈相邻于主轴承轴颈(6)的过渡半径(8)。

图7示出了示例性轴颈5、6的截面，以示出沿轴颈5、6的圆周的区域B_MAX、B_MIN、B_ZW的可能分布。

在当前情况下，用180°表示轴颈5、6的最高负荷点，即连杆轴承轴颈5的下止点BDC或主轴承轴颈6的上止点TDC。从这一点出发，沿着以环形环绕的方式围绕曲轴4延伸的过渡半径8限定高负荷区域B_MAX。从这一点开始，优选对称地从这一点开始，高负荷区域B_MAX可以等于至少±20°，优选至少±30°，更优选至少±40°，特别优选至少±50°，非常特别优选至少±60°，例如至少±70°、至少±80°或至少±90°。

毗邻高负荷区域B_MAX，限定两个中间区域B_ZW，其将高负荷区域B_MAX与轻负荷区域B_MIN分开。中间区域B_ZW可以沿着环形环绕的过渡半径8包含任何角度段。轻负荷区域B_MIN也适用。各个角度范围可以通过计算、模拟和/或测试系列来确定，可能还从(发动机的)实时运行期间的测量中确定。

引入到中间区域B_ZW中的冲击力F_S优选地在高负荷区域B_MAX的方向上(优选地稳定地)增加。冲击力F_S增大的说法意味着冲击力F_S优选在连续冲击之间逐渐增大。

图8至图11示出了沿轴颈5、6(例如图7中的轴颈5、6)的圆周的冲击力F_S的四个示例性轮廓。

在此，在图8、10和11中，在冲击硬化期间，引入到各个高负荷区域B_MAX中的冲击力F_S是恒定的。

在通过示例示出的所有曲线中，在冲击硬化期间引入到高负荷区域B_MAX中的冲击力F_S大于或至少等于引入到中间区域B_ZW中的相应的最大冲击力F_S(并且不言而喻，在每种情况下都大于引入到轻负荷区域B_MIN中的冲击力F_S)。

因此，最大冲击力F_MAX被引入到过渡半径8的高负荷区域B_MAX中。

此外，图8和11示出了示例性的力分布，其中，在冲击硬化期间，在每种情况下均没有将冲击力F_S引入到轻负荷区域B_MIN中。相比之下，在图9和10中，在每种情况下的轻负载区域B_MIN中，在冲击硬化期间引入的冲击力F_S小于引入到中间区域B_ZW的最低冲击力F_S。在图10的情况下，设置了最小冲击力F_MIN，该最小冲击力在轻负荷区域B_MIN中保持恒定。相比之下，在图9中，从中间区域B_ZW到分别位于最高负荷点或下止点BDC或上止点TDC相对的位置，冲击力F_S稳定地线性减小到最小值，当前情况为0。

在图8中，从轻负荷区域B_MIN出发，在当前情况下，例如在其中不执行冲击硬化，引入到中间区域B_ZW中的冲击力F_S均匀地和/或线性地增加直到高负荷区域B_MAX。

相比之下，在图9中，冲击力F_S的轮廓遵循一个连续的坡道，该坡道从与最高负荷点或下止点BDC或上止点TDC相对的点，沿曲轴4的圆周开始分别在最高负荷点或下止点BDC或上止点TDC的方向上增加。在此，在相应的区域B_MIN、B_ZW和B_MAX中，冲击力F_S的轮廓遵循各自相关的斜坡函数，它们共同形成所示的斜坡。

图10示出了基本上类似于图8的冲击力F_S的轮廓的冲击力F_S的轮廓。然而，在中间区域B_ZW中，与图8所示的冲击力F_S的线性或斜坡形变化相反，示出了平滑的曲线轮廓。

最后，图11示出了其中在中间区域B_ZW中阶梯状地改变冲击力F_S的图。

最后，可以设置任何变化和组合，特别是(但不仅限于)图8至11所示的轮廓。本发明不限于冲击力F_S的特定轮廓。也可以根据发动机的运行或曲轴4的目的来选择沿着环形环绕的过渡半径8的圆周的冲击力F_S的轮廓。

可以规定，至少一个冲击工具16的冲击头21以冲击角α将冲击力F_S引入过渡半径8中，其中，冲击力F_S是可调节的。尤其可以通过在偏转单元20的偏转点U_P与冲击工具16的相应的冲击头21的前端之间的间距d来调节冲击角α。

调整间距d的技术解决方案在图3中以虚线示意性表示。例如，可以设置具有弹匣的转换装置30，以更换至少一个冲击工具16和/或冲击头21和/或偏转单元20和/或至少一个冲击装置1，以将偏转单元20的偏转点U_P与至少一个冲击工具16的冲击头21的前端之间的间隔d调节为不同的值。在图3中示出了用于更换冲击工具16的转换装置30。为此，各种情况下，转换装置30包括各种不同长度的冲击工具16的选择。通过更换冲击工具16，可以调节间距d并因此调节冲击角α。

还可以规定，冲击工具16的长度是可调节的，优选是可伸缩的。相应的结构如图12所示。在此，图12示出了冲击装置1的细节，该冲击装置可以具有与图3的实施例基本相同的设计。

在图12中，示意性地示出了两个伸缩式冲击工具16。通过冲击工具16的可调节的长度，偏转单元20的偏转点U_P和冲击头21的前端之间的间隔d是可调节的。以这种方式因此间接地也可能影响冲击角α并且可能也影响冲击位置。

如图1所示，也可以规定使用多个冲击装置1。至少在两个冲击装置1的情况下，优选偏转点U_P和冲击头21之间的各自的间隔d是不同的。由此在各种情况下，可以将冲击装置1分别用于过渡半径8或过渡半径8组的冲击硬化，其中，各个冲击装置1的冲击工具16分别已经被调节为优选设置的冲击角α。因此，不需要转换冲击装置1。如果曲轴4仅具有有两个不同的有利的冲击角α的过渡半径8，则优选地，两个相应预设的冲击装置1就足够了。

例如可以规定，第一冲击装置1以第一冲击角α₁引入冲击力F_S，第二冲击装置1以第二冲击角α₂引入冲击力F_S。在间距d和/或冲击角α可以以不同的方式调节的情况下，也可以使用冲击装置1。常规的冲击装置也可以与具有可调节的间距d的冲击装置1组合。

可以规定，至少一个冲击工具16的纵轴线L_S与垂直于曲轴4的纵轴线C_KW的线l_KW之间的冲击角α为5°至80°，优选为10°至70°，更优选20°至60°，特别优选30°至55°，特别是35°至50°。

为了说明这些关系，图13和图14示出了放大图，其高度示意性地示出了冲击工具16的冲击头21和曲轴4的示例性过渡半径8。这里，在图13的示例中，以第一冲击角α₁执行冲击硬化，并且在图14中，以第二冲击角α₂执行冲击硬化。

通过借助于偏转单元20的偏转点U_P和冲击工具16的冲击头21之间的间距d的变化来相应地调节冲击角α，可以预先限定冲击力F_S的方向，由此冲击硬化的最大效果范围可以有针对性地设定。

例如如果减小的横截面、孔或其它几何条件需要这样做的话，可以规定有针对性地减小冲击力F_S或改变作用的方向。

优选地，根据过渡半径8的最大负荷MAX₁、MAX₂的轮廓来选择冲击角α，其中，最大负荷MAX₁、MAX₂的轮廓是基于模拟和/或计算和/或一系列各种曲轴类型的测试而确定的。

在图14中，冲击头21位于与过渡半径8在图13相同的位置。然而，偏转单元20的偏转点U_P和冲击头21之间的间隔d设置成使得冲击工具16以与图13中不同的冲击角α对准。由此，即使冲击头21基本上施加在与图13相同的位置，也以角度α₂引入冲击到过渡半径8中。

为了说明的目的，图14中的图示与图13中的图示有很大的不同。

基本上也可以改变冲击头21在过渡半径8中的定位，也就是说，冲击头21也可以沿着过渡半径8的圆周施加在不同的位置上，其中，同时，冲击角α可以是可变的。

冲击头21可以具有半径r_S，其大小等于过渡半径8的75％至99％，优选为过渡半径8的85％至98％，特别优选为过渡半径8的85％至95％。冲击头21的半径r_S优选地基本上对应于过渡半径8。

图15(以及随后的图16至图18)示出了主轴承轴颈6和曲柄臂7之间的示例性过渡半径8，在已经执行了冲击硬化的情况下，使得冲击工具16的冲击头21的冲击压痕28沿以环形环绕的方式围绕主轴承轴颈6延伸的过渡半径8重叠。

为了实现这种类型的冲击硬化，设备的高精度工作或操作是必要的。

特别地，如果将冲击间距设置为较窄，则在随后的冲击期间，冲击头21至少部分地穿透先前冲击的冲击压痕28，由此冲击力可以在曲轴4上施加复位旋转作用。可以设置和设计已经示出的止动装置12，以防止这种旋转运动。尤其有利的是，将止动装置12构造成防止曲轴4逆着驱动装置3的旋转方向旋转。

因此，在本发明的一种特别的变体中可以规定，为了冲击硬化，首先通过驱动装置3使曲轴4沿着旋转方向旋转到冲击位置，其中，设置止动装置12以将曲轴4止动在冲击位置，随后通过至少一个冲击工具16将冲击力F_S引入到至少一个过渡半径8中。

图16和17示出了在主轴承轴颈6和曲柄臂7之间的另外的示例性过渡半径8，在这种情况下，冲击工具16的冲击头21的冲击压痕28沿着以环形环绕方式围绕主轴承轴颈6延伸的过渡半径8重叠。如上所述，在随后的冲击期间，冲击头21可以至少部分地穿透先前冲击的冲击压痕28，从而产生图中所示的冲击压痕28的“轨迹”。与图15中的图示相反，在图16至图18中以简化的形式示出冲击压痕28的轨迹。

在图16和17中，已经以不同的冲击角α执行了冲击硬化。在此，为了图示的目的，冲击压痕28在过渡半径8的圆周上以彼此明显可见的偏移延伸。

实际上，偏差优选仅很小，但是仍然有效。可以通过如图14所示的改变的冲击角α和/或通过改变冲击头21的施加点来获得偏移轮廓。在图16的过渡半径8的情况下，选择了比在图17的过渡半径8的情况下小的冲击角α，也就是说，偏转单元20的偏转点U_P与冲击工具16的冲击头21之间的间距d在根据图16的方法的情况下设置为大于在图17的过渡半径8。因此，在图17所示的过渡半径8的情况下，与图16的过渡半径8的情况相比，冲击压痕28向上更高或更靠近曲柄臂7延伸。

也可以规定，在过渡半径8的冲击硬化期间，冲击工具16的冲击角α沿着相应的过渡半径8变化，所述过渡半径以环形环绕的方式围绕连杆轴承轴颈5和/或主轴轴承轴颈6延伸。如图18所示。

可以规定，连杆轴承轴颈5与曲柄臂7之间的所有过渡半径8均以第一冲击角α执行冲击硬化，而主轴承轴颈6与曲柄臂7之间的所有过渡半径8以第二冲击角α执行冲击硬化。

替代地，可以规定，在连杆轴承轴颈5和曲柄臂7之间的至少两个过渡半径8以不同的冲击角α执行冲击硬化，和/或在主轴承轴颈6和曲柄臂7之间的至少两个过渡半径8以不同的冲击角α执行冲击硬化，和/或由此，连杆轴承轴颈5和曲柄臂7之间的至少一个过渡半径8以不同于主轴承轴颈6和曲柄臂7之间的过渡半径8的冲击角α执行冲击硬化。

图19示出了一种方法，该方法涉及具有止动装置12的本发明的特定变体，并且该方法基本上包括四个步骤(旋转、止动、冲击、释放)。

为了优选地包括电动机的驱动装置3的操作，可以使用闭环位置控制，以将曲轴4旋转到相应的冲击位置，其中，曲轴4优选以步进或钟控的方式旋转。

在曲轴4通过驱动装置3旋转到冲击位置之后，曲轴4首先被止动装置12止动在冲击位置。

随后，通过至少一个冲击工具16将冲击力F_S引入到曲轴4的至少一个过渡半径8中。

优选地，驱动装置3的控制器和止动装置12的控制器彼此同步，使得止动装置12仅在曲轴4在冲击位置静止时才止动曲轴4。

此外，还可以使止动装置12的控制器和至少一个冲击工具16(或至少一个冲击装置1)的控制器同步，从而使仅当曲轴4已经被止动在冲击位置时，至少一个冲击工具16引入冲击力到曲轴4的过渡半径8。随后再次释放曲轴4的止动。

随后可以根据需要沿着过渡半径8重复该方法，优选地沿着过渡半径8的圆周或沿环形环绕的过渡半径8完整旋转一圈。根据本发明，也可以规定在轻负荷区域B_MIN中不引入冲击力F_S。无需执行完整的旋转。也可以设置一个以上的旋转，例如2或3个旋转。

在以期望的方式对过渡半径8执行冲击硬化之后，可以将冲击工具16或整个冲击装置1移动到要硬化的下一个过渡半径8，随后可以沿着以环形环绕的方式围绕轴颈5、6延伸的下一个过渡半径8重复执行该方法(旋转、止动、冲击、释放)。

至少一个冲击工具16或至少一个冲击装置1可以周期性地引入冲击运动或冲击力F_S，例如以0.1Hz至50Hz的定时、优选以0.3Hz至10Hz的定时、尤其优选以0.5Hz至5Hz的定时、并且非常特别优选地以0.5Hz至3Hz的定时引入冲击运动或冲击力。

可以设置优选地包括微处理器的开环和/或闭环控制装置29以执行该方法。开环和/或闭环控制装置29还可例如包括或实现和/或同步驱动装置3的控制器、止动装置12的控制器和/或至少一个冲击工具16的控制器。

特别地，可以设置具有程序代码的计算机程序，以便当在开环和/或闭环控制装置29上执行程序时，特别是在微处理器上执行程序时，执行根据本发明的方法。