(57)【要約】  ほぼ直線の接触面１４、１５とクランクシャフト１の移行部半径５、６にディープローリング力Ｆを導入するためのある間隔で接触面１４、１５に対向する対応する案内面とを有する一方向に往復移動可能な定規形状の少なくとも１つのローラ要素１２、１３と、ローラ要素１２、１３の案内および押圧力を行使する手段とを有するクランクシャフト１の移行部半径５、６をディープローリングするための装置は、案内ローラ２９から構成され、案内ローラ２９は、ディープローリングツール１１のハウジング１８に回転可能に軸受けされ、かつ案内ローラ２９に関して、ローラ要素１２、１３の案内面が適合する円形の案内面２４、２５を備える。
2011504422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトの移行部半径をディープローリングするための装置であって、クランクシャフトの移行部半径にディープローリング力を導入するために、ほぼ直線の接触面と、接触面に対してある間隔で向かいあっている対応案内面とを有する一方向に往復移動可能な定規形状の少なくとも１つのローラ要素を有し、かつ、該ローラ要素の案内を実現しおよび押圧力を生じさせる手段とを有する前記装置において、
前記手段が、
−案内ローラ（２９）から構成され、案内ローラ（２９）が、
−ディープローリングツール（１１）のハウジング（１８）に回転可能に軸受けされ、かつ案内ローラ（２９）に関して、
−ローラ要素（１２、１３）の案内面（３５）が適合する円形の案内面（２４、２５）を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
ローラ要素（１２、１３）の案内ローラ（２９）と（３５）の案内面（２４、２５）の断面が湾曲していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ローラ要素（１２、１３）の接触面（１４、１５）が、案内面（３５）の第２の面取り半径（２３）よりも小さな第１の面取り半径（２２）を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記ローラ要素の接触面（１４、１５）の長手方向延長部が湾曲していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
案内ローラ（２９）が、ハウジング（１８）に軸方向（１９）に移動可能に軸受けされることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
少なくとも１つの滑脱防止装置（２６）によって保持される互いに平行の２つのロール要素（１２、１３）が設けられることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
ロール要素（１２、１３）が、長手軸線（２０、２１）を中心に旋回可能に軸受けされることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
ロール要素（１２、１３）のそれぞれの長手方向延長部（３２、３３）の前記ロール要素の追加の支持部として、案内支持ローラ（３０、３１）が設けられることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ほぼ直線の接触面とクランクシャフトの移行部半径にディープローリング力を導入するためのある間隔で接触面に対向する対応する案内面とを有する一方向に往復移動可能な定規形状の少なくとも１つのローラ要素と、ローラ要素の案内および押圧力を行使する手段とを有するクランクシャフトの移行部半径をディープローリングするための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から、クランクシャフトを硬化するための方法および装置が公知である。当該装置では、ほぼ直線の有限の長さの２つの定規形状のロール要素が記載され、ロール要素の１つの接触面は、ディープローリング力の下でクランクシャフトの軸受ピンの移行部半径に係合する。係合するロール要素に対し、クランクシャフトは、それ自体公知の支持要素によって支持される。支持要素は、例えば、角柱の定規（ｐｒｉｓｍａｔｉｓｃｈｅｎ  Ｌｉｎｅａｌ）から、または支持ローラヘッドに配置される支持ローラから構成される。接触面からある間隔に、力の導入領域がある。公知の例では、力の導入領域は、ディープローリング力が作用する平坦な面であり、ディープローリング力は接触面領域でクランクシャフトに導入される。ロール力の導入に関し、公知の文献ではほとんど言及されていない。当該文献では、「本発明によるローラ要素へのロール力の導入は、ローラ要素の長手軸線に関し接触面に対向するローラ要素の領域にほぼ好ましくは設けられる力の導入領域内の適切な手段を介して行われる」と述べられているに過ぎない（特許文献１、コラム１２、２８〜３９行参照）。当該文献の他の箇所には、「クランクシャフトの移行部半径をディープローリングするための発明による装置は、ローラ要素の対応する案内または押圧力を行使する、このために適切な手段または装置を備える」と述べられている（特許文献１、コラム１３、２４〜２９行参照）。ローラ要素にディープローリング力を加える可能性に関する、公知の文献での記載は、このような課題を実施するために適切であろう手段の一般的な列挙に尽きる。しかし、実際には、このような記載は、ディープローリング力を定規形状のロール要素に加えるための、創意に富んだ助けなしに歩むことができる方法を当業者に指し示すには十分でない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１７７９９７２Ａ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の課題は、ディープローリング力を定規形状のロール要素に導入することを可能にする適切な手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、本発明に従って、案内ローラから構成される手段が提案され、この案内ローラは、ディープローリングツールのハウジングに回転可能に軸受けされ、かつ案内ローラに関して、ローラ要素の案内面が適合する円形の案内面を備える。ここで、すなわち、ディープローリング力を定規形状のロール要素に伝達して、同時にロール要素をそれらの動作方向に案内するために、ディープローリングローラに関連してそれ自体公知であるディープローリングツールの案内ローラを設けることが提案される。
【０００６】
有利な実施形態によれば、案内ローラおよびローラ要素の案内面は湾曲している。案内ローラおよびロール要素の両方の断面に関係するこの湾曲は、円弧状であることが好ましい。
【０００７】
再び、別の有利な実施形態によれば、クランクシャフトに対するローラ要素の接触面は、ローラ要素の案内面の湾曲半径よりも小さな湾曲半径を有する。これによって、ローラ要素および案内ローラの案内面の領域と、クランクシャフトの接触面および移行部の領域に異なる表面圧力が生じる。さらに、ローラ要素の接触面は、特許文献１に意図されているように（コラム１３、３５〜３９行参照）、それらの長手方向延長部で湾曲していることができる。
【０００８】
案内ローラが、その回転軸線の方向に側方に移動可能にハウジングに軸受けされる場合、同様に有利である。これによって、強制的に繰り返し現れるようなクランクシャフトの移行部半径の不均一性を、ディープローリングツールの内部の案内ローラの摺動によって補償することができる。その結果、案内ローラの軸方向移動の際に、ロール要素は、ロール要素の長手方向延長部の方向に存在する長手軸線を中心に旋回する。
【０００９】
通常、互いに平行の２つのロール要素が、各々のロール要素の移行部半径のためにディープローリングツールの内部に設けられる。両方のロール要素は、滑脱防止装置によってディープローリングツールのハウジングに保持される。滑脱防止装置と協働して、例えば縦長のロール要素の両方の端部の各々に、それぞれ１つの結合ばねを設けることができる。
【００１０】
次に、実施形態を参照して本発明について詳細に説明する。
【００１１】
図面は、それぞれを単純化し、実際の縮尺通りに示していない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ディープローリングツールを有するクランクシャフトのクランクピンの側面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿ったディープローリングツールの断面図である。
【図３】図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩまたはＩＩＩ’−ＩＩＩ’の一方に沿ったディープローリングツールの断面図である。
【図４】方向Ａまたは方向Ｂの一方から見たディープローリングツールの部分図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に、クランクシャフト１の軸受ジャーナル２が概略的に示されている。軸受ジャーナル２の場合、主軸受ジャーナルおよびコンロッド軸受ピンの両方を対象とすることができる。軸受ジャーナル２のそれぞれの回転軸線は、点線３で示されている。両側に、軸受ジャーナル２の円筒状の表面４は、本例の場合に隅肉として形成される移行部半径５と６によって境界付けられる。移行部半径５と６には、クランクシャフト１の側部９と１０内に移行するオイルカラー７と８が隣接する。
【００１４】
ディープローリングツール１１は、図２に断面で示されている両方の定規形状のロール要素１２と１３から構成される。両方のローラ要素１２と１３のそれぞれの接触面１４と１５は、ディープローリング力Ｆの作用下で移行部半径５と６に係合する。ローラ要素１２と１３に対するディープローリング力Ｆの印加は、案内ロール２９によって行われ、この案内ロールは、両方のロール要素１２と１３の長手方向の、すなわち図２の表示面に対し垂直のそれらの案内を同時に担う。図２の本例では、案内ローラ２９ならびにロール要素１２と１３がそれぞれ断面図で示されている。案内ローラ２９は、ボルト１６とニードルベアリング１７を介してディープローリングツール１１のハウジング１８に回転可能に軸受けされる。ディープローリング力Ｆは、ハウジング１８と案内ローラ２９とを介して両方のロール要素１２と１３に加えられる。ハウジング１８に回転可能に軸受けされた案内ローラ２９は、同時に、軸方向１９にも限定された値だけ移動可能である。案内ローラ２９の軸方向移動可能性１９の結果、ロール要素１２と１３のそれぞれは、それらの長手軸線２０と２１を中心になお旋回できる。この移動の調整可能性を介して、移行部半径５と６の不均一性を補償することができる。
【００１５】
接触面１４と１５では、両方のロール要素１２と１３のそれぞれは、第１の面取り半径２２で丸くされる。この面取り半径２２には、案内面３５のそれぞれ１つの面取り半径２３が対向し、この面取り半径により、両方のロール要素１２と１３がそれらの対向側で丸くされる。認識できるように、第２の面取り半径２３は、第１の面取り半径２２よりも著しく大きい。案内面３５を介して、両方のロール要素１２と１３のそれぞれは、案内ローラ２９の両方の円形の案内面２４と２５に適合する。案内面２４と２５に関する「円形」という用語は、案内ローラ２９のローラ状の形状に関し理解される。実際に、案内面２４と２５の断面は、円形の他に、例えば楕円形等のような他の可能な輪郭も有する面取り半径を有することができる。
【００１６】
両方のロール要素１２と１３の長手方向延長部は、ディープローリングツール１１のハウジング１８から突出するので、なお１つの滑脱防止装置２６も設けられる。図１に認識できるように、滑脱防止装置２６がハウジング１８の両方の正面側端部２７に取り付けられる。
【００１７】
滑脱防止装置２６の形態の可能性は多様である。重要なことは、滑脱防止装置２６が、ディープローリングツール１１のハウジング１８のある位置にロール要素１２と１３を固定し、滑脱防止装置が、ロール要素１２と１３に対しそれらの長手軸線２０と２１を中心とするある程度の回転運動可能性を一方で可能にし、かつロール要素１２と１３がディープローリングツール１１から落ちることを同時に阻止することである。両方のロール要素１２と１３を固定する方法として、例えば、ハウジング１８の正面側端部２７に取り付けられる薄板２８が設けられる。
【００１８】
好ましい実施形態によれば、ロール要素１２と１３は、互いに異なる断面形状を有することができる。これらの異なる断面形状について、ここでは例示的にのみ述べる。すなわち、異なる断面形状を有するロール要素１２と１３を同一のディープローリングユニット１１に同時に格納することは意図されない。むしろ、このようなディープローリングユニットは、同一の第１の断面形状の２つのロール要素１２またはそれらとは異なる第２の断面形状の２つのロール要素１３を備える。どの断面形状がそれぞれ優先されるかは、ディープローリングツール１１のそれぞれの使用条件およびスペースの状態に左右される。
【００１９】
案内ローラ２９の他に、ディープローリングツール１１のハウジング１８には、なお２つの案内支持ローラ３０と３１も設けられる。案内支持ローラ３０と３１により、線形のロール要素１２、１３のそれぞれが、ロール要素１２と１３の突出部３２または３３がクランクピン２のそれぞれの回転位置３４にどの程度関係するかにかかわらず、クランクピン２の回転軸線に対しかつディープローリングツール１１に関しても、それらの直角の位置を維持することが配慮される。
【符号の説明】
【００２０】
１  クランクシャフト
２  軸受ジャーナル
３  回転軸線
４  円筒状面
５  移行部半径
６  移行部半径
７  オイルカラー
８  オイルカラー
９  側部
１０  側部
１１  ディープローリングツール
１２  ローラ要素
１３  ローラ要素
１４  接触面
１５  接触面
１６  ボルト
１７  ニードルベアリング
１８  ハウジング
１９  軸方向
２０  長手軸線
２１  長手軸線
２２  面取り半径
２３  面取り半径
２４  円形案内面
２５  円形案内面
２６  滑脱防止装置
２７  正面側端部
２８  薄板
２９  案内ローラ
３０  案内支持ローラ
３１  案内支持ローラ
３２  突出部
３３  突出部
３４  回転位置
３５  案内面
Ｆ  ディープローリング力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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