JPH0435286B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、クランク軸を受け入れて回転駆動す
るための装置と、加工片と作用接触させることが
できるブローチ削り工具と、機械制御部とを備え
た、クランク軸の連接棒支承部をブローチ削り加
工するための機械に関する。

曲げに敏感なまたは振動に敏感な例えばクラン
ク軸のような加工片をブローチ削りにより加工す
るには、大きな困難を伴う。なぜなら、ブローチ
削り工具は加工中著しい半径方向の力と著しい接
線方向の力を加工片に及ぼしてそれで加工片をた
わませるからである。この問題は、特に長いクラ
ンク軸のブローチ削り加工の場合に生ずる。前述
した問題性は、定期刊行物「機械マーケツト」
（Maschinenmarkt）（1986）No.34，28頁、８図、
中欄の学術論文「切削力を補償する」
（Zerspankraft Kompensieren）に述べられてお
り、所属のテキスト、右欄、８図はいわゆる回転
ブローチ削り工具によるクランク軸の加工を示し
ているが、前述した工具が、加工すべきクランク
ピンの周りに周方向に分配されて配置されてい
る。全ての三つの工具がこのクランクピンを同時
に加工する。

所属のテキストには、次のように述べられてい
る。すなわち、「その方法の限界は、切削力と慣
性力による加工片の撓みの結果として必要な許容
公差をもはや保つことができないところに見るこ
とができる。

この限界をできるだけ大幅に詰めるために工具
側と機械側で方策を行うことができる。８図は、
工具切刃の全体の数が三つの区分に分割されてい
ることを示す。一つ一つの回転板をそれぞれの基
体に有意に配置すると、この形状の場合にクラン
ク軸に作用する結果として生ずる切削力と慣性力
を補償することができる。その構造（８図）で
は、これまでブローチ削りができなかつた不安定
な加工片でも加工することができる。」 公知技術に記載されたその方法は、比較的良好
に釣り合いが取られたクランク軸の場合と、主ジ
ヤーナルの加工の場合にしか使用できない。この
前提の下でさえ、比較的短いクランク軸の加工し
かできない。比較的長いクランク軸の場合には、
不平衡により生ずる慣性力により切削振動が周期
的に回転することになる。クランク軸の回転軸線
が加工すべき連接棒支承部を通つているときに生
ずるような全く極端な不平衡が存在する場合に、
前述した方法は極端に大きな不平衡力のためもは
や使用できない。このことは、すでに比較的短い
クランク軸にも当てはまる。工具をクランクピン
に多段配置しても、加工に必要な回転数で、クラ
ンク軸がもはや加工ができないほど著しく撓む。
従つて、ブローチ削りによるクランク軸の連接棒
ジヤーナルの加工は、公知技術では未知である。

それ故、本発明は、不安定な加工片、特にクラ
ンク軸をブローチ削りにより加工することができ
る。冒頭に述べた種類の機械を提案することを課
題の基礎としている。

この課題を解決するために、冒頭に述べた種類
の機械において、本発明により、回転する支持装
置を有する後振止めを設け、後振止めスタンドに
も、回転する支持装置にも、加工片を取り出した
り挿入したりするために半径方向に向けられてい
て回転軸線の範囲を囲む開口部を設ける。第一
に、回転する支持装置を有する後振止めを設ける
ことにより、実際に不平衡力を発生する回転する
部分を確実に受けて、生ずる力を回転軸線に対し
中心で回転する支持装置に確実に捕らえることが
できる。従つて、大きな不平衡にもかかわらず、
加工中のクランク軸の許容しがたい撓みを防止す
ることができる。この際、上記の後振止めは、ク
ランク軸を受け入れて必要なときに回転駆動され
る冒頭に述べた種類のブローチ盤に配置される。
そのような配置では、回転する支持装置は回るク
ランク軸により簡単に引きずられる。第二に、後
振止めスタンドにも、回転する支持装置にも、加
工片を取り出したり挿入したりするために半径方
向に向けられていて回転軸線の範囲を囲む開口部
を設けることにより、加工片を機械に装入したり
または仕上げられた加工片を機械から取り出した
りすることが特に簡単になる。軸方向に加工片を
通すことを避けることができる。このように形成
すると、確かに回転する支持装置および／または
加工片または機械の加工片スピンドルの角度位置
の制御が必要になる。なぜなら、一方では、誤つ
た角度位置では、回転する支持装置の半径方向に
向けられた開放範囲が後振止めスタンドの対応す
る開放範囲と一致しないので、加工片を半径方向
に取り出すことができないからであり、他方で
は、場合によつて付設された供給装置が加工片を
常に同じ移送方向に取り出すので、付設された供
給装置にとつて加工片交換が可能であるように加
工片交換の際に半径方向に向けられた開口部が存
在しなければならないからである。

さらに、回転する支持装置が、機械の回転軸線
に対し偏心して回転する加工片の部分、特にクラ
ンク軸の部分と当接させることができる支持要素
を有するようにすることを提案する。これによ
り、不平衡力を直接それが生ずる所で、すなわち
偏心して回転する部分で受けることができる。

回転する支持装置を前述のように引きずること
は、種々の理由から不都合なことがあり得る。そ
れ故、本発明の実施態様により、後振止めに回転
する支持装置のための駆動部を備えることを提案
する。そのとき、回転する支持装置を一緒に引き
ずることはもはや必要でない。従つて、引きずる
ことにより場合によつて生ずる全ての不利益が除
かれる。そのような不利益は、例えば非常に長い
クランク軸の場合に、加工中クランク軸に多分ね
じり振動を発生する、回転する支持装置のしばし
ば大きい慣性力でありうる。

本発明の他の実施態様により、支持要素を位置
可変に配置することを提案する。これにより、支
持要素が、支持すべき加工片の、または加工片領
域の種々の寸法に適合することができる。これに
よつて、装置の融通性が高められる。

捕足的に、本発明により、後振止めが、回転す
る支持装置に不平衡補償部を有することを提案す
る。これにより、ひつくるめて後振止め全体の半
径方向負荷を小さく保つことができ、このため半
径方向力を受けなければならない構成部品の寸法
決めに有利な効果が得られる。

さらに本発明の実施態様により、回転する支持
装置が後振止めスタンドにその回転軸線を中心と
して回転可能に支承されかつ案内されて配置され
るようにする。これにより、必要なときに、既存
の機械に装備することができる独自の構造ユニツ
トが創造される。

本発明の捕足的実施態様により、回転する支持
装置の周面を、スタンドに支承されかつ案内され
たロール体により支持することを提案する。これ
は、必要な半径方向の支持と案内を摩擦なく形成
できる有利な可能性である。同時に、そのような
ロール体により半径方向の大きな力を受けること
ができる。

さらに本発明の実施態様により、支持要素を、
遠心力が支持力を少なくとも援助するように、回
転する支持装置に可動に配置するようにする。こ
れにより、第一に加工片を交換することが非常に
簡単にできるように支持装置をあつさりと普通に
形成することがうまくゆく。今や、加工片に対す
る支持力が正に回転数に依存しているので、回転
数が増加すると共に改善された支持力が、拡大す
る不平衡に相当して生ずる。

最後に、本発明の実施態様により、後振止めを
回転軸線に沿つて調整可能に配置することを提案
する。これにより、後振止めを種々の加工片形式
に適応させることができる。

以下、本発明を、実施例を示す図面により詳細
に説明する。

第１図は、後振止めスタンド２７を有する後振
止め１を示す。図示されているのは、回転する支
持装置４のための支承部を有する、本発明に関連
した後振止めヘツドの範囲のみである。後振止め
スタンド２７の残りの構造は、後振止めスタンド
２７をブローチ削り加工に適する機械の機械ベツ
トに取りつけることができるようでなければなら
ない。必要の場合には、後振止めスタンド２７を
ブローチ盤のキヤリツヂにも配置することができ
る。そのとき、ブローチ盤を回転軸線９に沿つて
キヤリツヂと共に移送することができる。もちろ
ん、後振止めスタンドの２７の脚部（図示省略）
を直接キヤリツヂとして形成することもできる。

後振止めスタンド２７のヘツドの範囲に、ブロ
ーチ盤の回転軸線９に対し同心に走る大きな孔を
有する。この孔には回転する支持装置４が配置さ
れている。これは円板状に形成されていて、その
周面３０が後振止めスタンド２７に半径方向に案
内され、かつ回転可能に支承されている。その
上、回転する支持装置４の周面３０と後振止めス
タンド２７の孔の対応する対向面の間にロール体
３３が存在するが、これらのロール体は回転する
支持装置４の全周を完全には囲んでいない。それ
どころか、ロール体は回転する支持装置を約300°
の範囲で囲んでいて、それから循環する通路３５
を介して再び戻るように案内される。ロール体３
３を含まない後振止めスタンドの範囲は、上方の
加工片交換位置に存在しており、かつ後振止めス
タンド２７はこの加工片交換範囲に開口部２７ａ
を有し、その開口部は、回転する支持装置４が配
置されている孔まで半径方向に延びている。

回転する支持装置４も、半径方向に向けられて
いてかつ回転軸線９の範囲を囲む開口部２５を有
する。この半径方向に向けられた開口部２５は、
被加工片、例えばクランク軸１１の連接棒支承部
をブローチ盤（図示省略）の回転軸線９に持つて
くることができるようにこのクランク軸１１に場
所を与えるために充分大きい。そのときに、第１
図に示した配置が生ずる。

開口部２５に不足する質量のための質量平衡と
して、回転する支持装置が孔２４を有する。必要
の場合には、孔２４に挿入物を挿入してできるだ
け正確な質量平衡を作ることができる。

第１図の実施例では、クランク軸１１を回転す
る支持装置４の開口部２５に挿入配置して、クラ
ンク軸１１の端部をブローチ盤のクランプ装置
（図示省略）により駆動軸と連結し、そのときク
ランク軸心が回転軸線９に一致し、ブローチ盤の
駆動によりクランク軸１１を回転駆動することが
できる。図示してないブローチ盤の回転軸線９
は、同時に回転する支持装置４の回転軸線であ
る。

相対する配置の開口部２５の側面範囲に、回転
する支持装置４が第１図の実施例ではそれぞれ一
つの片側の凹所３６または３７を有する。この凹
所には、両側レバーとして形成されている支持要
素７または８が配置されている。この場合に、支
持要素７は、回転する支持装置４の平面内で回転
軸線９に対し平行に配置された支承ボルト３８の
周りに支承されている。同様に、支持要素８も支
承されている。両方の支持要素は、開口部２５の
中へ突出するレバー部分の前方側に、クランク軸
１１の対応する係合面に当接可能な面を有する。
そのような係合面は、製造すべきクランク軸に常
に存在するか、または問題なく取りつけ可能であ
る。その係合面は、クランク軸をさらに続いて加
工するために同様に必要である。

図示した配置では、支持要素７と８が、クラン
ク軸１１の対応する係合面に偏心して回転する質
量１０の範囲で、例えばクランクウエブまたは主
ジヤーナルまたは他の箇所に順序正しく当接して
おり、その際これにより同時に、クランク軸に向
けられた支持要素７のレバー部分の下側がストツ
パーまたはアンビル３９に当接している。そのよ
うなストツパー３９は支持要素８に対しては存在
せず、支持要素８の先端部が自由であることによ
り、クランプ位置でのクランプ力が静力学的に確
定できないことがなくなる。

開口部２５の範囲と反対側に延びている支持要
素７と８の部分が、それぞれその端部でばね装置
４０または４１と共働する。このばね装置は、図
面ではばね負荷された球として示されている。加
工片が開口部２５の中へ正しく装入されて開放位
置にある支持要素７，８により受け取られると、
加工片の自重により支持要素７，８が支承ボルト
３８を中心として第１図の閉鎖位置に向かつて回
動し、さらに閉鎖位置では、ばね装置４０と４１
により、支持要素７と８の先端が支承ボルト３８
を中心として互いに内側へ向かつて回動され、従
つて加工片を把持する対抗する支持要素７と８が
開口部２５の中へ下方へ回動しようとするので、
加工片には加工片を開口部２５の中へ引き入れよ
うとする力が加えられることになる。しかしなが
ら、このときに一方の支持要素７がストツパー３
９に当接するので、さらに力が加工片１１に加え
られることはない。しかし、このことは、支持要
素８には当てはまらず、対応するストツパーがな
くて自由なため、支持要素８によりさらに力が加
工片１１に加えられる。支持要素８により作用さ
れる力の方向が、一方では二つの支承ボルト３８
の軸心と他方ではクランク軸１１の加工すべき連
接棒支承部の回転軸線９との間のどこかを、記号
Ｙの点線の矢印により示したように通る。この力
は、水平な成分と垂直な成分に分けられるが、主
成分は支承ボルト３８が受ける水平な成分であ
り、垂直成分はわずかであるので、曲げはほとん
ど問題にならない。支持要素８により加えられる
力の方向は、これが二つの支承ボルト３８の軸線
を結ぶ直線に近づいてくればくるほど、力の垂直
成分が小さくなるので、ますます有利である。力
の方向が第１図に示すＸのように二つの支承ボル
ト３８の軸線を通るときに理想的位置が達成され
る。

さて、回転する支持装置４がブローチ盤により
クランク軸１１を回転駆動することにより一緒に
ぐるりと回転されると、支持要素７と８に作用す
る遠心力が生じ、この遠心力により支承ボルトを
中心として支持要素の外側の部分がそれぞれ上方
へ回動しようとするので、支持要素７と８がクラ
ンク軸１１を開口部２５の中へ半径方向に引き入
れように働く。対抗して向けられる力はクランク
軸の不平衡に原因があり、前述した力を補償する
か、または支持要素７と８によりクランク軸に加
えられる力がややまさるように装置全体を設計す
ることができる。従つて、クランク軸が、不平衡
が最大のときでも機械に確実に保持され、かつこ
れまで不可能なブローチ加工削りを連接棒支承部
に実施することができる。

作動中、回転する支持装置４の軸方向負荷が生
じるか否かにかかわらず、回転する支持装置４の
ために軸方向案内を設けなければならない。しか
し、これを本当に簡単に支持すうことができる。
実施例を第３図に示してある。後振止めスタンド
２７が、回転する支持装置４を受け入れるために
設けられた開口部の周りに凹所４２を有し、この
凹所にストツプリング４３が装入されている。後
振止めスタンド２７が、対向する側に対応するカ
ラー４４を有する。このストツパーリング４３と
カラー４４の間で、回転支持装置４が回転するこ
とができ、かつこのとき前記の両方の要素により
軸方向に滑らないように保持される。

なお、支持要素７と８が、開口部２５と反対側
のレバー部分に交換可能なマス４５と４６を有す
ることができ、これらのマスで保持力を、保持す
べきクランク軸の不平衡力に適合させることがで
きる。

第６図は、第１図〜第３図による前記の後振止
め１と実質的に同様に構成できる後振止め３を示
す。しかしながら、回転する支持装置４に対応す
る第６図の構成部品６は、付設された後振止めス
タンド２９にローラ要素３３を介してではなく反
対に静止したローラ要素３４を介して支承されて
いる。これらのローラ要素３４は、軸４７に回転
可能に支承されたロールとして形成されている。
これらのローラの上には回転する支持装置６の周
面３２が走つている。後振止め３が上方に向けら
れた工具交換用開口部を有する範囲に、ロール３
４が、第６図に示したように回転する支持装置６
の半径方向に向けられた開口部２５を開けておく
ような間隔を互いに周方向に有する。

ロール軸４７が二つのいわゆるラジアル−アキ
シヤル軸受５０を有し、この軸受は、第７図に示
すような配置でそのラジアル軸受部にロール３４
を担持している。軸方向の支持と支承に役立つこ
の軸受の範囲は、ロール３４を軸方向に案内し、
かつ同時にロール３４の回転運動のためのアキシ
ヤル軸受を形成し、その際これらのアキシヤル軸
受はそれぞれ後振止めスタンド２９に配置された
リング４８または４９に対してその内面に支持さ
れる。リング４８または４９は同様に軸４７を担
持している。別のリング５１と５２により、第３
図についてすでに述べたように、回転する支持装
置６の軸方向に確保することができる。

第４図と第５図による後振止め２の実施形態
は、駆動される後振止めを示す。ここでも、後振
止めスタンド２８にさらに、回転する支持装置５
が回転可能に配置されている。この回転する支持
装置５は、原則的には、すでに述べた回転する支
持装置４および６と同じように構成することがで
き、かつ第１図〜第３図および第６図と第７図で
すでに述べた仕方で支承することもできる。しか
しながら、回転する支持装置５は付加的に少なく
とも一方の側に軸方向に延びる輪歯車２６を有
し、この輪歯車が、互いに同じ大きさである歯車
１２および１４と噛み合つている。歯車１２と１
４は後振止めスタンド２８の対応する位置に回転
可能にしかし軸方向に不動に配置されている。こ
れらの歯車は、半径方向に向けられた開口部２５
を通過したときに常に少なくとも一つの歯車１２
または１４が輪歯車２６と噛み合つているような
間隔を有する。歯車１２と１４は、両方共同時
に、モータ２３により回転駆動される別の歯車１
３と噛み合つている。それ故、両方の歯車１２と
１４は常に同じ回転速度を有する。さて、回転運
動中歯車１２または１４が、実際に輪歯車２６が
中断されている半径方向に向けられた開口部２５
の範囲に来たときに、それにもかかわらず開口部
が変わらない速度で回転し続け、そして半径方向
に向けられた開口部２５がさらに回転し続ける
と、輪歯車２６と再び正しく噛み合うことにな
る。駆動を実施するために、歯車１３が軸受ブシ
ユ１５にフエザーキー１６を介して一緒に回転す
るように配置されている。軸受ブシユ１５は後振
止めスタンド２８に、回転軸線９に平行な回転軸
５３と共に回転可能に配置されている。外に、軸
受ブシユ１５は、歯車１３の外側端面に当接する
カラー５４を有する。歯車１３の裏側には滑りリ
ング１７が配置され、この滑りリングは一方で歯
車に、かつ他方で後振止めスタンド２８の対応す
る対向面に当接している。相対する後振止めスタ
ンド２８の端面に軸受ブシユ１５が別の滑りリン
グ１８を有し、この滑りリングはスナツプリング
１９で軸方向に確保されている。このようにし
て、軸受ブシユ１５は後振止めスタンド２８に回
転可能にしかし軸方向に不動に案内されている。
同じことが歯車１３にも当てはまる。

軸受ブシユ１５は、回転軸５３に対し同心に、
詳細には示されていない孔を有し、この孔にモー
タ２３のモータ軸２２が挿入されている。モータ
軸２２と軸受ブシユ１５の間の堅い結合は普通の
ようにフエザーキー２１を有するフエザーキー溝
２０を介してなされる。従つて、モータ２３を介
して、回転する支持装置５が回転される。第４図
には、簡単にするために輪歯車２６と歯車１２，
１３および１４がそれぞれ部分円の形でしか示さ
れていない。歯車とその噛み合いの作用について
は一般に知られているので、歯の詳細な記述は省
略する。

後振止めスタンド２８とモータ２３を共通の基
礎５５に配置することができる。この基礎５５
は、機械ベツトまたは機械ベツトの上のスリツト
の表面であることができる。これにより、装置全
体の軸線９の方向に移動可能であり、従つて種々
の支持位置または作業位置に加工片に沿つて整合
させることができる。

第１図に示した配置では、クランク軸１１を偏
心して配置されたクランプすべき部分１０で半径
方向に引つ張ることにより簡単に取り出すことが
できる。ブローチ盤で対応する収容装置の解放後
そのように半径方向に引つ張ることにより、支持
要素７と８をそれぞれの軸を中心として、従つて
支持要素７では軸３８を中心として旋回させ、そ
れにより弾性装置４０と４１が、カム５６または
５７を越えるまでの間一定の値まで抵抗を与え
る。その後、加工片を取り出すために必要な支持
装置７と８の回転運動が弾性装置４０と４１によ
り援助され、そして加工片の取り出し後支持要素
７と８が「開放−位置」に留まる。

今や、新しい加工片１１を逆方向に装入するこ
とができ、それによつて支持要素７と８が第１図
に示した出発位置に戻るように回転される。その
とき、カム５６または５７が再び弾性装置４０と
４１を越える。このように越えた後、支持要素７
と８が再び閉鎖位置に弾性要素４０と４１により
押圧される。

しかしながら、加工片１１を回転する支持装置
４または５または６の内方に確実に保持するため
に他の解決を考えることができる。それは、後振
止めが次のような装置を有することにかかつてい
る。すなわち、一方では付設されたブローチ盤の
回転軸に対し中心で回転することができ、かつ他
方ではこの装置で加工片またはクランク軸の偏心
回転部分をこの回転する装置に対して固定するこ
とができる装置を有することにかかつている。こ
の場合、半径方向の固定しか必要でない。加工片
の軸方向の固定はやめることができる。

ブローチ盤にそのような後振止めを備えつけた
場合に初めて、著しく不平衡な加工片を、特にク
ランク軸をブローチ削り加工のために充分確実に
案内することが可能である。そのような後振止め
を、ブローチ盤の回転軸線９に沿つて多段配置に
おいても設けることができる。従つて、加工片の
長さや加工片の曲げ剛性または加工片に振動の傾
向があることなどがブローチ削り加工の問題のた
めにもはや全く役割を演じない。

後振止めを、ブローチ工具の加工運動を邪魔し
ないようにブローチ盤に配置しなければならない
ことはもちろんである。このために必要な後振止
めスタンドの形状は、その都度使用されるブロー
チ盤の構造に依存している。それ故、相応する形
成は平均的専門家に委ねることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は破断して示したスタンドを有する後振
止めの部分側面図、第２図は第１図の線−に
沿つた断面図、第３図は第１図の矢印Ａの方向よ
り見た図、第４図は第１図と同様な後振止めであ
るが駆動される回転支持装置の部分図、第５図は
第４図の線−の断面図、第６図は第１図また
は第４図と同様な後振止めであるが、静止したロ
ールに支承された回転する支持装置を有する後振
止めの部分図、第７図は第６図の線−の断面
図である。 １，２，３……後振止め、４，４，６……支持
装置、１１……加工片。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クランク軸を受け入れて回転駆動するための
   装置と、加工片と作用接触させることができるブ
   ローチ削り工具を備えた、クランク軸の連接棒支
   承部をブローチ削り加工するための機械におい
   て、回転する支持装置４，５，６を有する後振止
   め１，２，３を備え、後振止めスタンド２７，２
   ８，２９も、回転する支持装置４，５，６も、加
   工片１１を取り出したり装入したりするために半
   径方向に向けられていて回転軸線９の範囲を囲む
   開口部２５を有することを特徴とする機械。 ２ 回転する支持装置４，５，６が、機械の回転
   軸線９に対し偏心して回転する加工片１１の部
   分、特にクランク軸の部分と当接させることがで
   きる支持要素７，８を有する、特許請求の範囲第
   １項記載の機械。 ３ 後振止め２が、回転する支持装置５のための
   駆動部１２〜２３を備えている、特許請求の範囲
   第１項記載の機械。 ４ 支持要素７，８が位置可変に配置されてい
   る、特許請求の範囲第１項から第３項までのうち
   のいずれか一つに記載の機械。 ５ 後振止め１が、回転する支持装置４に不平衡
   補償部２４を有する、特許請求の範囲第１項から
   第４項までのうちのいずれか一つに記載の機械。 ６ 回転する支持装置４，５，６が後振止めスタ
   ンド２７，２８，２９にその回転軸線９を中心と
   して回転可能に支承されかつ案内されて配置され
   ている、特許請求の範囲第１項から第５項までの
   うちのいずれか一つに記載の機械。 ７ 回転する支持装置４，５，６の周面３０，３
   １，３２が、スタンド２７，２８，２９に支承さ
   れかつ案内されたロール体３３，３４により支持
   されている、特許請求の範囲第１項から第６項ま
   でのうちのいずれか一つに記載の機械。 ８ 支持要素７，８は、遠心力が支持力を援助す
   るように、回転する支持装置４，５，６に可動に
   配置されている、特許請求の範囲第１項から第７
   項までのうちのいずれか一つに記載の機械。 ９ 後振止め１，２，３が回転軸線９に沿つて調
   整可能に配置されている、特許請求の範囲第１項
   から第８項までのうちのいずれか一つに記載の機
   械。