WO2013030017A1

WO2013030017A1 - Device for hardening a surface having rib-like or tooth-like elements

Info

Publication number: WO2013030017A1
Application number: PCT/EP2012/066111
Authority: WO
Inventors: Klaus BÖRROTH; Philipp Blum; Peter DÖPKER
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2012-08-17
Publication date: 2013-03-07
Anticipated expiration: 2014-02-28
Also published as: DE102011053139A1

Abstract

The invention relates to a device (1) for hardening a surface (3) having rib-like or tooth-like elements (2) on a component (4) for a steering system, in particular for hardening the toothings (5) of steering racks (6), comprising an induction coil (7), into the operational area of which the surface (3) to be hardened can be brought. The invention further relates to a steering rack (6), the toothing (5) of which is hardened by way of a device (1). In order to provide a device for hardening a surface having rib-like or tooth-like elements on a component for a steering system, which is able to provide uniform hardening across the entire surface of the component, and the use of which will not result in any unfavorable consequences for the structural condition of the component, according to the invention the induction coil (7) is formed such that an electrical current is induced by the induction coil (7), which is orthogonally directed to the rib-like or tooth-like elements (2), at least in part.

Description

Vorrichtung zum Härten einer mit rippen- oder zahnartigen Elementen Apparatus for hardening a rib or tooth-like element

versehenen Oberfläche provided surface

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Härten einer mit rippen- oder zahnartigen Elementen versehenen Oberfläche an einem Bauelement für ein Lenksystem, insbesondere zum Härten von Verzahnungen von Zahnstangen, mit einer The invention relates to a device for hardening a provided with rib-like or tooth-like elements surface on a component for a steering system, in particular for hardening toothings of racks, with a

Induktionsspule in deren Wirkungsbereich die zu härtende Oberfläche bringbar ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Zahnstange, insbesondere für ein Lenksystem eines Fahrzeugs. Induction coil in the sphere of action, the surface to be hardened can be brought. Furthermore, the invention relates to a rack, in particular for a steering system of a vehicle.

Rippenartige oder zahnartige Elemente an Oberflächen von Bauelementen von Lenksystemen, wie Verzahnungen an Zahnstangen haben hohen Belastungen Stand zu halten. Insbesondere zur Minimierung des Verschleißes an derartigen Rib-like or tooth-like elements on surfaces of components of steering systems, such as teeth on racks have to withstand high loads. In particular, to minimize the wear on such

Bauelementen ist eine Randschichthärtung der Oberfläche der Bauelemente erforderlich. Dazu eignet sich vorzugsweise das Induktionshärten. Components is a surface hardening of the surface of the components required. This is preferably the induction hardening.

Die Oberflächen werden hierzu durch Induktion auf eine erforderliche Härtetemperatur gebracht und anschließend abgeschreckt. So entsteht in den erfassten Bereichen ein harter, verschleißfester Stahl. Bei dem Induktionshärten entsteht die Wärme im jeweiligen Werkstück selbst. Es lassen sich hierbei grundsätzlich alle elektrisch leitenden Stoffe erwärmen. Eine Induktionsspule oder auch Induktor genannt, baut ein magnetisches Wechselfeld auf, wenn er von Wechselstrom durchflössen wird. Das zu bearbeitende Werkstück bildet eine kurzgeschlossene Spule. Wenn durch die For this purpose, the surfaces are brought to a required hardening temperature by induction and then quenched. This creates a hard, wear-resistant steel in the areas covered. In induction hardening, the heat is generated in the respective workpiece itself. In principle, all electrically conductive substances can be heated. An induction coil, or inductor, builds up a magnetic alternating field when it is traversed by alternating current. The workpiece to be machined forms a short-circuited coil. If through the

Induktionsspule ein Wechselstrom fließt, wird in dem Werkstück eine Spannung induziert, welche im Werkstück induzierte Wirbelströme zur Folge hat. Dieser Strom führt zu einer Erwärmung des Materials des Werkstücks. Die Wärme gelangt hier nicht von der Oberfläche her in das Werkstück, sondern die Wärme entsteht in der zu härtenden Schicht. Beim Erwärmen auf Härtetemperatur wechselt die Struktur des Eisengitters von kubisch-raumzentriert zu kubisch-flächenzentriert. Die Kohlenstoffatome diffundieren ins Metallgitter. Induction coil flows an alternating current, a voltage is induced in the workpiece, which has induced eddy currents in the workpiece. This current leads to a heating of the material of the workpiece. The heat does not enter the workpiece from the surface, but the heat is generated in the layer to be hardened. When heated to hardening temperature, the structure of the iron lattice changes from cubic-body centered to cubic-face centered. The carbon atoms diffuse into the metal lattice.

Durch schnelles Abkühlen klappt das Metallgitter wieder zurück ohne dass die Kohlenstoffatome ihre Position wechseln können. Die Kohlenstoffatome werden im Metallgitter festgehalten. Die dadurch erzielte Verzerrung des Raumgitters des Metalls macht sich mikroskopisch als Härtesteigerung des Materials bemerkbar. By fast cooling, the metal grid works back without the carbon atoms changing their position. The carbon atoms are held in the metal grid. The resulting distortion of the space lattice of the metal manifests itself microscopically as a hardness increase of the material.

Durch die Gefügeumwandlung lassen sich Härte, Sprödigkeit, Zähigkeit und der jeweilige Eigenspannungszustand des Materials beeinflussen. Die Stromeindringtiefe und damit die Härtetiefe ist abhängig von der Betriebsfrequenz der jeweiligen The structural transformation can influence the hardness, brittleness, toughness and the respective residual stress state of the material. The current penetration depth and thus the hardness depth depends on the operating frequency of the respective

Vorrichtung zum Härten. Die Härtetiefe nimmt mit zunehmender Betriebsfrequenz aufgrund des sog. Skin-Effektes ab. Es sind im Niederfrequenzbereich (50 - 500 Hz) Eindringtiefen von etwa 8 mm und im Hochfrequenzbereich (50 kHz - 30 MHz) von etwa 0,1 mm zu erzielen. Apparatus for hardening. The hardening depth decreases with increasing operating frequency due to the so-called skin effect. In the low frequency range (50 - 500 Hz) penetration depths of about 8 mm and in the high frequency range (50 kHz - 30 MHz) of about 0.1 mm can be achieved.

Die DE 10 2008 041 952 A1 zeigt ein als Zahnstange gebildetes, mit rippen- oder zahnartigen Elementen an seiner Oberfläche versehenes Bauelement für ein Lenksystem, aus einem Vergütungsstahl. Die Zahnstange weist eine zumindest über einen Teil ihrer Länge sich erstreckende, mittels Induktionshärten gehärtete DE 10 2008 041 952 A1 shows a rack-shaped component provided with rib-like or tooth-like elements on its surface for a steering system made of tempered steel. The rack has an at least part of its length extending, hardened by induction hardening

Verzahnung auf. Die Verzahnung weist einzelne, jeweils einen Zahnkopf und zwei Zahnflanken aufweisende Zähne und einen jeweiligen, sich zwischen zwei benachbarten Zähnen befindlichen Zahngrund auf. Die Verzahnung ist derart induktiv gehärtet, dass die Härtetiefe zumindest im Bereich des Zahnkopfes und zumindest über einen Teil der Zahnflanken wenigsten annährend parallel zu der Außenkontur des jeweiligen Zahnes verläuft. Die Zahnstange wird im Vorschubverfahren gehärtet, wobei der Strom senkrecht über die Zähne geführt wird. Gearing on. The teeth have individual, each having a tooth tip and two tooth flanks teeth and a respective, located between two adjacent teeth tooth base. The toothing is hardened inductively such that the hardening depth, at least in the area of the tooth head and at least over a part of the tooth flanks, runs at least approximately parallel to the outer contour of the respective tooth. The rack is hardened in the feed process, with the current being passed vertically over the teeth.

Die DT 24 01 170 A1 betrifft eine Vorrichtung zum Härten von länglichen DT 24 01 170 A1 relates to a device for curing elongated

Werkstücken, insbesondere mit Spitzen aufweisender Struktur, mit einem Workpieces, in particular with tips having structure, with a

Impulsgenerator zum Erzeugen periodisch wiederkehrender Impulse und mit einer von diesem gespeisten Induktionsspule, in deren Wirkungsbereich das zu härtende Werkstück vorbeigeführt wird. Die Induktionsspule weist eine Länge auf, die etwa gleich der Vorschubstrecke eines Werkstückabschnittes entsprechend der Dauer von zwei Impulsabständen ist. Pulse generator for generating periodically recurring pulses and with an induction coil fed by this induction coil, in the region of action of the workpiece to be hardened is passed. The induction coil has a length which is approximately equal to the feed distance of a workpiece portion corresponding to the duration of two pulse intervals.

Mit den bekannten Vorrichtungen zum Härten und insbesondere mit deren With the known devices for curing and in particular with their

Induktionsspulen ist ein gleichmäßiges Härten insbesondere eines Zahngrundes nur über Wärmeleitung möglich. Es sind beim Induktionshärten daher vergleichsweise hohe elektrische Leistungen für die Vorrichtung erforderlich und die Verweilzeit des jeweiligen Bauelementes an der Vorrichtung ist nicht minimiert. Zudem ergeben sich dadurch höhere Werkstück- oder Bauelementetemperaturen in einem Bereich eines Kopfes von zahnartigen oder rippenartigen Elementen. Dies kann zu einem unvorteilhaften Gefüge, wie etwa einem groben Korn in dem genannten Bauelemente- Bereich führen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Härten einer mit rippen- oder zahnartigen Elementen versehenen Oberfläche an einem Bauelement für ein Lenksystem anzugeben, die in der Lage ist, eine gleichmäßige Härtung über die gesamte Oberfläche eines dahingehenden Bauelementes zu bewirken und deren Einsatz keine unvorteilhaften Folgen für eine Gefügestruktur des Bauelements hat. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zahnstange, insbesondere für ein Lenksystem anzugeben, deren Oberfläche mit der Vorrichtung gehärtet ist. Induction coils is a uniform hardening in particular a tooth base possible only via heat conduction. Therefore, during induction hardening, comparatively high electrical powers are required for the device and the residence time of the respective component on the device is not minimized. In addition, this results in higher workpiece or component temperatures in a region of a head of tooth-like or rib-like elements. This can lead to an unfavorable structure, such as a coarse grain in said component area. The invention has for its object to provide a device for curing a provided with rib-like or tooth-like elements surface on a component for a steering system, which is able to effect uniform curing over the entire surface of a pertinent component and their use no has unfavorable consequences for a microstructure of the device. Furthermore, the invention has for its object to provide a rack, in particular for a steering system, the surface of which is hardened with the device.

Die Aufgaben werden mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und mit einer Zahnstange mit den Merkmalen eines nebengeordneten The objects are achieved with a device having the features of claim 1 and a rack with the characteristics of a sibling

Patentanspruches gelöst. Claim solved.

Dadurch dass die Induktionsspule so geformt ist, dass durch diese ein elektrischer Strom induziert wird, der zumindest teilweise orthogonal zu den rippen- oder zahnartigen Elementen gerichtet ist, ist eine technische Maßnahme angegeben, die rippen- oder zahnartigen Elemente an der Oberfläche des zu härtenden Bauelements, wie zum Beispiel Zähne einer Verzahnung einer Zahnstange und insbesondere den jeweiligen Zahngrund der Verzahnung durch Induktion gleichmäßig über die Characterized in that the induction coil is shaped so that an electric current is induced by these, which is at least partially directed orthogonal to the rib or tooth-like elements, a technical measure is specified, the rib or tooth-like elements on the surface of the component to be cured , Such as teeth of a toothing of a rack and in particular the respective tooth base of the toothing by induction uniformly over the

Oberfläche zu erhitzen und nicht wie beim Stand der Technik bekannt, durch Surface to heat and not known as in the prior art, by

Wärmeleitung zu erhitzen. Dadurch ist eine gleichmäßige Härtetiefe über die gesamte Oberfläche der rippen- oder zahnartigen Elemente ermöglicht unter Umgehung der Nachteile, wie sie bei Härteverfahren aus dem Stand der Technik bekannt sind, nämlich eine Veränderung des Korngefüges des Metalls des Bauelements. Heat heat conduction. As a result, a uniform hardening depth over the entire surface of the rib-like or tooth-like elements is made possible, bypassing the disadvantages known in prior art hardening processes, namely a change in the grain structure of the metal of the component.

Die Verzahnung kann auch durch Induktion durchgehärtet werden. The toothing can also be through hardened by induction.

Bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen Preferred embodiments emerge from the subclaims

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung weist deren Induktionsspule zumindest einen etwa parallel und orthogonal zu den rippen- oder zahnartigen Elementen bringbaren Teil auf, mit Hilfe dessen der jeweilige Zahngrund einer Verzahnung oder auch der Grund zwischen rippenartigen Elementen erhitzt und gehärtet werden kann. Das Teil der Induktionsspule ist vorzugsweise aus zumindest zwei etwa parallel zueinander angeordneten Schenkeln gebildet, die zu einer In a particularly preferred embodiment of the device whose induction coil has at least one about parallel and orthogonal to the rib or tooth-like elements engageable part, by means of which the respective tooth base of a toothing or the ground between rib-like elements can be heated and hardened. The part of the induction coil is preferably formed from at least two legs arranged approximately parallel to one another which lead to a

Ringform der Induktionsspule zugeordnet sind und die von elektrischem Strom durchflössen werden können. Der Teil der Induktionsspule dient insbesondere zur Ring shape of the induction coil are assigned and can be traversed by electric current. The part of the induction coil is used in particular for

Erhitzung und Härtung des jeweiligen Zahngrundes der rippen- oder zahnartigen Elemente. Die Erhitzung und Härtung der übrigen Oberfläche der rippen- oder zahnartigen Elemente kann mit Hilfe einer Ringform der Induktionsspule erfolgen. Es ist vorteilhaft, einen Impulsgenerator zur Versorgung der Vorrichtung mit elektrischem Strom anzuwenden. Ein auch als Umrichter bezeichneter Heating and hardening of the respective tooth base of the rib or tooth-like Elements. The heating and hardening of the remaining surface of the rib-like or tooth-like elements can take place with the aid of a ring shape of the induction coil. It is advantageous to use a pulse generator for supplying the device with electric current. An also called inverter

Impulsgenerator versorgt die Induktionsspule hierbei mit einer aus der Netzfrequenz umgewandelten Nieder- Mittel- bzw. Hochfrequenz-Leistung. Der Impulsgenerator ermöglicht den Betrieb der Vorrichtung mit verschiedenen Frequenzen Pulse generator supplies the induction coil with a converted from the network frequency low-mid or high-frequency power. The pulse generator allows operation of the device at various frequencies

(Niederfrequenz 50 bis 500 Hz, Mittelfrequenz 500 Hz bis 50 kHz und Hochfrequenz 50 kH bis 30 MHz), wodurch die Stromeindringtiefe in das zu härtende Bauelement und damit die Härtetiefe gewählt werden kann. (Low frequency 50 to 500 Hz, center frequency 500 Hz to 50 kHz and high frequency 50 kH to 30 MHz), whereby the current penetration into the device to be cured and thus the hardness depth can be selected.

Es lässt sich somit beispielsweise eine Verzahnung an einer Zahnstange so härten, dass gewünschte spezifische Härtegrade und Korngefüge an der Verzahnung und der Zahnstange erzielt werden können. Beispielsweise lässt sich eine Zahnstange insbesondere für ein Lenkgetriebe eines Fahrzeugs, bestehend aus einem Thus, for example, a toothing on a toothed rack can be hardened in such a way that desired specific degrees of hardness and grain structure can be achieved on the toothing and the toothed rack. For example, a rack can be used in particular for a steering gear of a vehicle, consisting of a

Vergütungsstahl mittels Induktionshärten härten. Es ergibt sich eine Zahnstange mit guter Verschleißfestigkeit und geringstem Verzug durch das Härten. Die Härtetiefe verläuft hierbei zumindest im Bereich des Zahngrundes annähernd parallel zu einer Außenkontur der Verzahnung. Es resultiert hierdurch insbesondere eine gleichmäßige Härte und Härtetiefe der Oberfläche der Verzahnung und ein feines Korngefüge zumindest in den Zahnköpfen, was mit den bekannten Vorrichtungen zum Härten nicht erreicht werden kann. Harden tempered steel using induction hardening. The result is a rack with good wear resistance and lowest distortion by curing. The hardening depth in this case runs approximately parallel to an outer contour of the toothing, at least in the region of the tooth root. This results in particular a uniform hardness and hardness depth of the surface of the toothing and a fine grain structure at least in the tooth tips, which can not be achieved with the known devices for curing.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt: An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing. In the drawing shows:

Fig. 1 in der Art einer Funktionsskizze eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Fig. 1 in the manner of a functional sketch of a device according to the invention for

Härten mit einer Induktionsspule, Hardening with an induction coil,

Fig. 2 eine schematische, nicht maßstäbliche Seitenansicht einer Zahnstange, deren zahnartigen Elemente, wie eine Verzahnung, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gehärtet sind, 2 shows a schematic, not to scale side view of a toothed rack whose tooth-like elements, such as a toothing, are hardened with a device according to the invention,

Fig. 3 ein Detail III an der Verzahnung in Fig. 2 in der Art einer vergrößerten Fig. 3 shows a detail III of the toothing in Fig. 2 in the manner of an enlarged

Darstellung der Verzahnung der Zahnstange mit einer schematischen Representation of the toothing of the rack with a schematic

Darstellung der Härtetiefe der Verzahnung. Representation of the hardening depth of the toothing.

In Fig. 1 ist eine als Ganzes mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Härten einer mit rippen- oder zahnartigen Elmenten 2 versehenen Oberfläche 3 an einem BauelementIn Fig. 1 is a designated as a whole by 1 device for curing a provided with rib or tooth-like elements 2 surface 3 on a device

4 für ein Lenksystem gezeigt. Die Elemente 2 sind als Zähne 18,18' einer Verzahnung4 for a steering system shown. The elements 2 are as teeth 18,18 'of a toothing

5 einer Zahnstange 6 gezeigt. Die Oberfläche der Verzahnung 5 wird hierbei mit Hilfe einer Induktionsspule 7, die lediglich teilweise gezeigt ist, durch Induktionshärten gehärtet. Die Induktionsspule 7 ist dabei so geformt, dass ein elektrischer Strom induziert wird, der sowohl orthogonal als auch parallel zu den Zähnen 18,18' und deren jeweilige Zahnflanken 16,17 gerichtet ist. Das Bauelement 4 und die 5 of a rack 6 shown. In this case, the surface of the toothing 5 is hardened by induction hardening with the aid of an induction coil 7, which is only partially shown. The induction coil 7 is shaped so that an electrical current is induced, which is directed both orthogonal and parallel to the teeth 18,18 'and their respective tooth flanks 16,17. The component 4 and the

Induktionsspule 7 werden hierbei relativ zueinander bewegt. Induction coil 7 are thereby moved relative to each other.

Zu diesem Zweck weist die Induktionsspule 7 ein Teil 8 auf, das zumindest etwa orthogonal und auch parallel zu den rippen- oder zahnartigen Elementen 2 oder den Zähnen 18,18' der gesamten Verzahnung 5 bringbar ist, d.h. in dem gezeigten Ausführungsbeispiel quer und parallel zu der Zahnstangenlängsrichtung For this purpose, the induction coil 7, a part 8 which is at least approximately orthogonal and also parallel to the rib or tooth-like elements 2 or the teeth 18,18 'of the entire toothing 5 can be brought, i. in the embodiment shown transversely and parallel to the rack longitudinal direction

vorzugsweise zwischen die einzelnen Zähne bringbar ist. Wie Fig. 2 zeigt, besteht das Teil 8 aus zwei Schenkel 9,10 und einem orthogonal zu der Verzahnung 5 preferably can be brought between the individual teeth. As shown in FIG. 2, the part 8 consists of two legs 9, 10 and one orthogonal to the toothing 5

ausrichtbaren Verbindungsstück 10' der insgesamt eine Ringform 1 1 aufweisenden Induktionsspule 7. Die Schenkel 9,10 sind mit etwa gleichbleibendem Abstand zueinander parallel und als Teil der einstückig gebildeten Induktionsspule 7 angeordnet. Die Schenkel 9,10 und das Verbindungsstück 10' sind im Betrieb der Induktionsspule 7 mit einer gerichteten Stromrichtung eines elektrischen Stromes durchflössen, (siehe Pfeile) sodaß ein magnetischer Flu ß durch einen jeweils zum Zwecke des Erhitzens und anschließenden Abschreckens zwischen den Schenkeln 9,10 befindlichen Zahns 18,18' der Verzahnung 5 über eine gleichmäßige Tiefe des jeweiligen Zahnes erzeugt wird und der jeweilige Zahn 18,18' erhitzt wird. Alignable connector 10 'of the total ring mold 1 1 having induction coil 7. The legs 9,10 are arranged at approximately constant distance from each other in parallel and as part of the integrally formed induction coil 7. The legs 9,10 and the connecting piece 10 'are in the operation of the induction coil 7 flows through with a directional current direction of an electric current, (see arrows) so that a magnetic flow ß through each one to Purposes of heating and subsequent quenching between the legs 9,10 located tooth 18,18 'of the toothing 5 is generated over a uniform depth of the respective tooth and the respective tooth 18,18' is heated.

Die Härtung von Verbindungsbereichen 12 der rippen- oder zahnartigen Elemente 2, wie etwa einem Zahngrund 13 zwischen den Zähnen 18, 18' erfolgt durch die The hardening of connecting regions 12 of the rib-like or tooth-like elements 2, such as a tooth base 13 between the teeth 18, 18 'takes place through the

Vorrichtung 1 und insbesondere durch das Teil 8 zwischen den jeweiligen Zähnen in dem Zahngrund 13 wie auch an den übrigen Teilen der Oberfläche 3 der Verzahnung 5 sodaß mit Hilfe der Ringform 1 1 der Induktionsspule 7 beide Seiten der jeweiligen Zähne 18,18' erhitzt und gehärtet werden. Die Zahnstange 6 wird von der Device 1 and in particular by the part 8 between the respective teeth in the tooth base 13 as well as on the remaining parts of the surface 3 of the toothing 5 so that with the aid of the ring mold 1 1 of the induction coil 7 both sides of the respective teeth 18,18 'heated and cured become. The rack 6 is of the

Induktionsspule 7 hierbei bevorzugt umschlossen und während des Härtens durch die Induktionsspule 7 geführt. Dies erfolgt über die gesamte Länge der Verzahnung 5 der in Fig. 2 schematisch dargestellten Zahnstange 6 in vorzugsweise kontinuierlicher Weise. Induction coil 7 in this case preferably enclosed and guided during curing by the induction coil 7. This is done over the entire length of the toothing 5 of the rack 6 shown schematically in Fig. 2 in a preferably continuous manner.

Die Vorrichtung 1 und insbesondere die Induktionsspule 7 wird von einem The device 1 and in particular the induction coil 7 is of a

Impulsgenerator 14 mit einem in Bezug auf Frequenz und Stromstärke einstellbaren elektrischen Strom versorgt. Es lassen sich mit der gezeigten Vorrichtung 1 mit geringem Zeitbedarf Verzahnungen 5 von Zahnstangen 6 aus einem Vergütungsstahl für Lenkgetriebe eines Fahrzeugs, wie etwa für elektrische oder hydraulische Pulse generator 14 is supplied with an adjustable in frequency and current electric current. It can be with the illustrated device 1 with a small amount of time teeth 5 of racks 6 of a tempering steel for steering gear of a vehicle, such as for electric or hydraulic

Hilfskraftlenkungen von Personenkraftwagen, mittels Induktionshärten härten. Power steering systems of passenger cars, harden by induction hardening.

Wie Fig. 3 zeigt, weisen die Verzahnungen eine Mehrzahl an Zähnen 18,18' mit jeweils einem Zahnkopf 15 und zwei Zahnflanken 16,17 auf, wobei sich zwischen zwei benachbarten Zähnen 18,18' jeweils der mit den bekannten Härtungsverfahren nur unter Inkaufnahme von Nachteilen für die Zahnfestigkeit härtbare Zahngrund 13 befindet. Mit der erfindungsgemäßen Induktionsspule 7 ist jedoch eine As shown in FIG. 3, the teeth have a plurality of teeth 18,18 ', each with a tooth head 15 and two tooth flanks 16,17, wherein between two adjacent teeth 18,18' each with the known curing only at the expense of Disadvantages for tooth strength hardenable tooth base 13 is located. With the induction coil 7 according to the invention, however, is a

gleichbleibende Härtetiefe t etwa parallel zu einer Außenkontur 19 der Verzahnung 5 oder ein Durchhärten der Zähne 18,18' erreichbar. Die Verzahnung 5 weist daher auch nach dem Härten mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ein feines constant depth of hardness t approximately parallel to an outer contour 19 of the toothing 5 or a hardening of the teeth 18,18 'achievable. The gearing 5 therefore has a fine even after curing with the device 1 according to the invention

Korngefüge auf. - 10 - Grain structure on. - 10 -

BEZUGSZEICHENLISTE LIST OF REFERENCE NUMBERS

Vorrichtung contraption

Element, rippen-zahnartig Element, rib-tooth-like

Oberfläche surface

Bauelement module

Verzahnung gearing

Zahnstange rack

Induktionsspule induction coil

Teil part

Schenkel leg

' Verbindungsstück 'Connector

Ringform ring shape

Verbindungsbereich connecting area

Zahngrund tooth root

Impulsgenerator pulse generator

Zahnkopf addendum

Zahnflanke tooth flank

,18' Zahn '18' tooth

Au ßenkontur Härtetiefe Outer contour of hardening depth

Claims

claims

1 . Device for hardening a ribbed or toothed element (2)

provided surface (3) on a component (4) for a steering system, in particular for hardening of toothings (5) of racks (6), with an induction coil (7), in the region of action of the surface to be hardened (3) can be brought, thereby characterized in that the induction coil (7) is shaped such that an electrical current is induced by the induction coil (7) which is at least partially orthogonal to the fin or tooth-like elements

(2).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the induction coil (7) has at least one approximately parallel and orthogonal to an extension direction of the rib-like or tooth-like elements (2) engageable part (8).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the part (8) of at least two approximately mutually parallel legs (9,10) is formed, which are preferably aligned during curing parallel to the rib or tooth-like elements and the part of a Ring shape (1 1) of the induction coil (7).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized

characterized in that the part (8) of the induction coil (7) for hardening

Connecting regions (12) of the rib-like or tooth-like elements (2), such as a tooth base (13) between the tooth-like elements (2) and that the induction coil (7) at least for curing the remaining parts of the surface

(3) of the rib or tooth-like elements (2) has the ring shape (1 1).

5. Device according to one of the preceding claims, characterized

characterized in that the device (1) by a pulse generator (14) is supplied with electric current.

6. rack, in particular for a steering gear of a vehicle, consisting of a tempering steel, with a hardened by induction hardening toothing (5), the individual, one tooth head (15) and two tooth flanks (16,17) having teeth (18,18 ') and a respective, between two

Having adjacent teeth (18,18 ') tooth base (13), characterized in that the toothing (5) is hardened by means of a device (1) according to one of the preceding claims.

7. rack according to claim 6, characterized in that the hardening depth (t) at least in the region of the tooth base (13) approximately parallel to a

Outer contour (19) of the toothing (5) extends.

8. rack according to one of the preceding claims, characterized

characterized in that the toothing (5) has a fine grain structure at least in their tooth heads (15).