(57)【要約】  本発明は、クランクシャフト（２２）の複数のメインベアリングとロッドベアリングないし同心部位と端部側の部位を同時に研削するための研削センターに関する。第１のものはＺ方向へのみ位置調節可能であり第２のものはＸ方向へわずかにのみ位置調節可能である２つのメインベアリング研削主軸（１４，１５）は、１つの共通のロッドベアリング複式刃物台（１１）に組み付けられている。研削の最終段階で、両方の加工されたロッドベアリングの間の寸法誤差の修正が、寸法修正または真円度修正がなされる第２のロッドベアリング研削主軸（１５）の別々の駆動を通じて行われる。この誤差は測定装置を通じて検出される。端部側の部位の研削のために、斜め位置にある異形断面の砥石車が設けられている。
2010534143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインベアリング（２３）とコンロッドベアリング（２４−２７）と端部側の面とを有するクランクシャフト（２２）の研削をするための研削センターであって、
該研削センターは、メインベアリング砥石車（１０）の個数に相当する個数のメインベアリング（２３）が時間的に並行して時間Ｔ１で研削されるように、メインベアリング複式刃物台（６）に配置されたメインベアリング研削主軸（９）に１群のメインベアリング砥石車（１０）が軸方向で配置されている第１のステーション（３）と、
第２のステーション（４）とを有しており、該第２のステーションでは２つのコンロッドベアリング砥石車（１７，１８）がクランクシャフト（２２）の２つのコンロッドベアリング（２４−２７）を１組ずつ時間Ｔ２で研削するとともに、それぞれのコンロッドベアリング研削主軸（１４，１５）によってコンロッドベアリング複式刃物台（１１）に支承されており、それにより第１のコンロッドベアリング研削主軸（１４）が送り方向（Ｘ軸）で定置に前記コンロッドベアリング複式刃物台（１１）に配置されるとともに第２のコンロッドベアリング研削主軸（１５）が送り方向（Ｘ軸）で前記コンロッドベアリング研削主軸（１４）に対して相対的に寸法修正軸または真円度修正軸（４４）の方向へのみわずかに位置調節可能であるようになっており、端部側の面（４８）はメインベアリングおよびコンロッドベアリングの前記研削主軸（９，１４，１５）に対して角度をなして配置された研削主軸（４６）により駆動される異形断面の砥石車（４５）によって研削可能である研削センター。
【請求項２】
前記コンロッドベアリング複式刃物台（１１）にある両方の前記コンロッドベアリング研削主軸（１４，１５）は軸方向（Ｚ２軸）へ相互に位置調節可能である、請求項１に記載の研削センター。
【請求項３】
前記第２のステーション（４）の第２のコンロッドベアリング研削主軸（１５）は狭い限度内で有効なＮＣ軸によって寸法修正および／または真円度修正のために前記コンロッドベアリング複式刃物台（１１）の運動に関わりなくクランクシャフト２２に向けて送ることが可能である、請求項１または２に記載の研削センター。
【請求項４】
前記第１のステーション（３）の前記メインベアリング研削主軸（９）の前記メインベアリング砥石車（１０）はメインベアリング（２３）を研削するために半径方向へ送ることが可能であるとともに、クランクシャフト（２２）のチーク部（４９）の平坦面（２８）を研削するために軸方向へ変位可能である、請求項１から３までのいずれか１項または複数項に記載の研削センター。
【請求項５】
前記メインベアリング砥石車（１０）の軸方向の変位は前記メインベアリング複式刃物台（６）によって行われる、請求項４に記載の研削センター。
【請求項６】
前記メインベアリング砥石車（１０）の軸方向の変位は前記メインベアリング砥石車（１０）が前記メインベアリング研削主軸（９）に軸方向へ変位可能なように配置されていることによって行われる、請求項４に記載の研削センター。
【請求項７】
クランクシャフト（２２）は前記メインベアリング砥石車（１０）によるチーク部（４９）の平坦面（２８）の研削のためにクランクシャフト長手方向で軸方向に変位可能である、請求項１から３までのいずれか１項または複数項に記載の研削センター。
【請求項８】
Ｔ１はＴ２にほぼ相当している、請求項１から７までのいずれか１項または複数項に記載の研削センター。
【請求項９】
前記コンロッドベアリング複式刃物台（１１）は前記コンロッドベアリング砥石車（１７，１８）の振り子往復運動を生成可能であるように構成されている、請求項１から８までのいずれか１項または複数項に記載の研削センター。
【請求項１０】
前記第１および前記第２のステーション（３ないし４）はそれぞれ工作物主軸台（７，１２，１３）および心押台（８）を有しており、前記第１および前記第２のステーション（３ないし４）のそれぞれの前記工作物主軸台（７，１２，１３）と前記心押台（８）はメインベアリング長軸および少なくとも１つのコンロッドベアリング長軸（２９ないし３０）を有するクランクシャフト（２２）がメインベアリング長軸（２９）を中心として同心的に回転可能であるように構成されている、請求項１から９までのいずれか１項または複数項に記載の研削センター。
【請求項１１】
継続して寸法測定および／または真円度測定をするための測定装置（２０）が設けられており、送り軸（Ｘ軸）または寸法・真円度修正軸（４４）で前記コンロッドベアリング研削主軸（１４または１５）の運動を制御するための信号が供給される、請求項１から１０までのいずれか１項または複数項に記載の研削センター。
【請求項１２】
端部側の面（４８）を研削するための前記砥石車（４５）はクランクシャフト（２２）の端部側のフランジ（４７）および／またはピンを軸方向および半径方向の面で研削可能であるような異形断面を有しており、前記メインベアリング砥石車（１０）または前記コンロッドベアリング砥石車（１７，１８）の側に向かい合って位置するクランクシャフト（２２）の側に配置されている、請求項１から１１までのいずれか１項または複数項に記載の研削センター。
【請求項１３】
クランクシャフト（２２）の端部側のフランジ（４７）および／またはピンをその軸方向および半径方向の面で異形断面によって研削するための前記砥石車（４５）は前記メインベアリング砥石車または前記コンロッドベアリング砥石車の側に配置されている、請求項１から１１までのいずれか１項または複数項に記載の研削センター。
【請求項１４】
２つのステーション（３，４）を備える研削セルでクランクシャフト（２２）のメインベアリング（２３）とコンロッドベアリング（２４から２７）および／または同心部位および／または端部側の面（４８）を研削する方法において、
ａ）第１のステーション（３）でクランクシャフト（２２）のメインベアリング（２３）および／または同心部位をメインベアリング研削主軸（９）の共通のシャフトにある１セットのメインベアリング砥石車（１０）で研削する方法ステップと、
ｂ）クランクシャフト（２２）を第２のステーション（４）へ運ぶ方法ステップと、
ｃ）前記第２のステーション（４）でクランクシャフト（２２）の回転軸に関して同じ角度位置を有するそれぞれ２つのコンロッドベアリング（２４および２７ないし２５，２６）を２つのコンロッドベアリング砥石車（１７，１８）で同時に研削する方法ステップと、
ｄ）両方の前記コンロッドベアリング砥石車（１７，１８）の各々の送り運動を個別的にコンピュータ制御し、このとき第２のコンロッドベアリング砥石車（１８）の送り運動は第１のコンロッドベアリング砥石車（１７）の送り運動との相違にのみ基づいて行われる方法ステップと、
ｅ）研削セルで常に２つのクランクシャフトを同時に加工し、このとき前記第１のステーション（３）における研削時間Ｔ１は前記第２のステーション（４）における研削時間Ｔ２とほぼ等しい方法ステップと、
ｆ）端部側の面（４８）のうち少なくとも１つを少なくとも部分的にメインベアリングおよび／またはコンロッドベアリングと時間的に並行して研削する方法ステップとを有している方法。
【請求項１５】
両方の前記コンロッドベアリング砥石車（１７，１８）はコンロッドベアリング複式刃物台（１１）に配置されたコンロッドベアリング研削主軸（１４，１５）に設けられており、第１のコンロッドベアリング研削主軸（１４）は第１のコンロッドベアリング砥石車（１７）とともに送り方向（Ｘ軸）で定置に前記コンロッドベアリング複式刃物台（１１）に配置されるとともにこれによって送られるのに対して、第２のコンロッドベアリング研削主軸（１５）は第２のコンロッドベアリング砥石車（１８）とともに狭い限度内で有効なＮＣ軸により寸法修正および／または真円度修正のために前記コンロッドベアリング複式刃物台（１１）の運動に関わりなくクランクシャフト（２２）に向かって送り可能である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記メインベアリング研削主軸（９）の前記メインベアリング砥石車（１０）はメインベアリング（２３）を研削するために半径方向に送られるとともに、クランクシャフト（２２）のチーク部（４９）にある平坦面（２８）を研削するために軸方向へ変位する、請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記メインベアリング砥石車（１０）は前記メインベアリング複式刃物台（６）が軸方向へ変位することによって軸方向へ変位する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記メインベアリング砥石車（１０）は前記メインベアリング研削主軸（９）の上で軸方向へ変位することによって軸方向へ変位する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
クランクシャフト（２２）のチーク部（４９）の平坦面（２８）はクランクシャフト（２２）が軸方向へ変位することによって前記メインベアリング砥石車（１０）により研削される、請求項１４または１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メインベアリングとコンロッドベアリングとを有するクランクシャフトの研削をするための研削センターに関するものであり、メインベアリングおよびコンロッドベアリングならびに特にフランジの端部側の面が実質的に同時に研削される。
【背景技術】
【０００２】
このような種類の研削センターは、大量の個数のクランクシャフトの粗研削および／または精密研削をするために利用されている。これはしばしば、それぞれ２つのコンロッドベアリングがクランクシャフトの長軸に対して等しい角度位置で配置されている、自動車産業における４気筒直列エンジンのクランクシャフトである。これら両方のコンロッドベアリングは、生産性を高めるために同時に（時間的に並行して）研削される。このような方策は、たとえば欧州特許出願公開第１０４４７６４Ａ２号明細書および欧州特許出願公開第１０８８６２１Ｂ１号明細書に記載されている。
【０００３】
クランクシャフトのメインベアリングについては、たとえば米国特許第３４８７５８８号明細書により、複数のベアリングの同時の研削がすでに以前から知られている。その場合、メインベアリングのための研削主軸は、メインベアリングの個数に等しい数の砥石車を有している。これらの砥石車は１つの共通の軸の上にある。これに関する詳しい記載はドイツ特許出願公開第１０１４４６４４Ｂ４号明細書にある。
【０００４】
欧州特許出願公開第１０４４７６４Ａ２号明細書に記載されたクランクシャフトのための研削センターでは、クランクシャフトの２つのコンロッドベアリングを同時に研削するために、それぞれ付属の研削主軸を介して独自の複式刃物台に固定的に組み付けられた粗砥石車と仕上砥石車が用いられる。両方の複式刃物台は互いに独立してクランクシャフト長手方向（Ｚ方向）へ移動可能、かつクランクシャフトに向かう方向（Ｘ方向）へ送り可能である。複式刃物台と研削主軸の相応の制御を通じて、１回の固定で２つのコンロッドベアリングを同時に加工することが可能であり、一方のコンロッドベアリングは粗研削されるとともに他方は仕上研削される。この場合、付属の測定装置を通じて研削プロセスの継続的な監視が行われる。
【０００５】
欧州特許出願公開第１０８８６２１Ｂ１号明細書には、欧州特許出願公開第１０４４７６４Ａ２号明細書に示された研削センターと設計的、動作的にほぼ一致する、クランクシャフトの少なくとも２つのベアリングを同時に研削する方法および装置が記載されている。これら両方の設備に共通しているのは、使用される両方の研削主軸の各々について、それぞれ独自の複式刃物台を用いていることである。これらの複式刃物台の各々が研削プロセス全体について別々の制御を必要とし、また、測定ヘッドを通じて判定される、研削されるベアリングの真円度や寸法に関するリアルタイムデータに基づいた常時の監視と修正を必要とする。２つのベアリングを加工するためだけに２つの別々の複式刃物台を備えている研削センターの設計は、広い所要スペースと、構成部品および付属の制御部に関わる著しいコストとを必要とする。
【０００６】
欧州特許出願公開第１７１８４３５Ｂ１号明細書には、研削装置および／または旋削装置が設けられた、工作物を加工するための加工機械が記載されている。研削装置はＺ軸に対して傾いた異形断面の砥石車を有しており、この砥石車によって、工作物を平面研削することも円筒研削することもできる。工作物は同一のチャックで旋削および研削される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上の従来技術を前提としたうえで本発明の課題は、設計コストと所要スペースが大幅に削減されるとともに、メインベアリング、コンロッドベアリング、および端部側の面の同時の研削を特別に迅速に、かつ合理的なやり方と高い品質で可能である、クランクシャフトを研削するための研削センターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題の解決は、請求項１に記載の構成要件を備える研削センターによって行われる。
【０００９】
本発明の研削センターにおいては、少なくとも２つのベアリングを同時に（時間を同じくして）研削するための２つのステーションが１つの研削センターに統合されることによって、所要スペースと設計コストがすでに削減されるという利点がある。第１のステーションではメインベアリングとともに、工作物のＺ軸に対してその回転軸に関して傾いた異形断面の砥石車によって、平坦面側および／または直径部で、ピン側とフランジ側のクランクシャフト端部の同心的な周回部分も研削することができる。この砥石車は第１のステーションに配置されているのが好ましい。第１のステーションですべてのメインベアリングを同時に研削することができるので、第２のステーションとは違って時間的余裕があり、この時間を有効利用することができる。端部側の面、特にクランクシャフトフランジの端部側の面は、少なくとも一時的にメインベアリングおよび／またはコンロッドベアリングと時間的に並行して研削される。
【００１０】
両方のステーションが研削されるべきクランクシャフトの共通の軸方向に配置されていると、一方のステーションから他方のステーションへのクランクシャフトの移送も非常に容易になる。さらに、コンロッドベアリングを加工するための２つの研削主軸が１つの共通の複式刃物台に配置されることによって、複数の利点がもたらされる。このような追加の利点は、特に、研削プロセスの制御の簡素化、ならびに構成部品の個数や所要スペースの削減という点にある。
【００１１】
２つのコンロッドベアリングの共通の研削の制御は、本発明によれば、研削されるベアリングの送りおよび切削と回転の監視／修正が、まず最初に、共通のコンロッドベアリング複式刃物台の運動の制御だけを通じて行われるように行われる。この段階では、両方のコンロッドベアリングについて研削の主切削が行われる。目標寸法にほぼ達したときに初めて、第１の研削主軸と第２の研削主軸が運動に関して別様に制御される。砥石車の送り方向（Ｘ方向）に関して固定的にコンロッドベアリング複式刃物台と連結された第１のコンロッドベアリング研削主軸は、引き続きコンロッドベアリング複式刃物台の制御を通じて、測定装置により判定される寸法と真円度との値に基づいて制御され、該当する研削プロセスについての最終目標値が達成されるようになっている。
【００１２】
クランクシャフトの端部側のフランジは、メインベアリングと時間的に並行して研削されるのが好ましく、特に仕上研削されるのが好ましい。そのために設けられる砥石車は、フランジないしピンの平坦な端面ならびに円筒面を特に１回の作業工程で研削できるように、異形断面を有するとともに回転軸に関してＺ方向に対して傾いている。
【００１３】
真円度の値は必ずしも各々のコンロッドベアリングで測定する必要はない。その修正値は１回の測定後に制御部で検出することができ、次の真円度の測定が行われるまで、特定数のクランクシャフトについて記憶しておくことができる。
【００１４】
第２のコンロッドベアリング研削主軸の送りは、この段階ではコンロッドベアリング複
式刃物台の運動にも追随するが、この運動にはさらにＸ方向の別の運動成分も重ね合わされる。この別の運動成分は、同時に加工される両方のコンロッドベアリングで発生する寸法誤差および／または真円度誤差の定義された修正の役目を果たす。このような誤差は、たとえば両方の砥石車の磨減の相違によって引き起こされる場合がある。こうした誤差のさらに別の主要な原因は、シャフトが研削中にわずかに歪んでしまうことにある。材料に応力が生じる可能性があるからである。こうした誤差は、本発明によると、両方のコンロッドベアリングの寸法と真円度の継続的な判定によって検出され、そのために、各々のコンロッドベアリングについて相応の測定装置が設けられている。
【００１５】
両方のコンロッドベアリングの間の修正されるべき差異は、研削の最終段階ではごくわずかであり、本発明では百分の１ミリ単位または千分の１ミリ単位である。したがって、第２のコンロッドベアリング研削主軸の運動については、ごくわずかの位置調節範囲があるだけで足りる。この範囲は、約＋／−０．２ｍｍしか含んでいないのが好ましい。
【００１６】
請求項２によれば、両方のコンロッドベアリング研削主軸の相互の位置調節可能性は、コンロッドベアリング複式刃物台の上で軸方向に規定されている。それにより、研削されるべき各組のコンロッドベアリングのさまざまな軸方向間隔に合わせた適合化が可能であり、さまざまなクランクシャフト型式に合わせた調整も同様に可能である。軸方向の位置調節可能性は、機械制御部に取り込まれて自動的に作動するのが好都合である。このとき一般に、もともと半径方向に位置調節可能なように配置されている第２のコンロッドベアリング研削主軸が軸方向へも位置調節可能なように構成されるが、これと逆の設計も考えることができ、第２のコンロッドベアリング研削主軸がコンロッドベアリング複式刃物台の上で軸方向に定置であるのに対して、第１のコンロッドベアリング研削主軸はコンロッドベアリング複式刃物台の上で軸方向での位置調節のために利用される。
【００１７】
本発明の実施形態では、請求項３により、寸法と真円度の修正軸における（第２の）研削主軸の運動のための、駆動装置のＮＣ軸としての構成が好ましい。このような軸は簡単なやり方でＣＮＣ機械制御部へ組み込むことができるからである。
【００１８】
第１のステーションでの加工のために、通常はベアリングから本来のチーク部への移行部を形成する、クランクシャフトのチーク部の平坦側の研削も意図される、請求項４に記載の研削セルの構成においても利点がもたらされる。それにより、対応する時間Ｔ２で２組のコンロッドベアリングが加工されるように、時間Ｔ１を活用して適合化することができる。
【００１９】
クランクシャフトの支承個所におけるチーク部の平坦側の研削は、メインベアリング複式刃物台をＺ方向にオフセットすることによって行うことができ、または、メインベアリング砥石車をメインベアリング研削主軸で軸方向にオフセットすることによって行うことができる。請求項５および６を参照のこと。あるいは、メインベアリング砥石車に対して軸方向でクランクシャフトをオフセットすることも可能である。請求項７を参照のこと。
【００２０】
請求項６により、メインベアリングおよびコンロッドベアリングの加工時間Ｔ１およびＴ２が互いに同調されると、研削センターの特別に合理的な動作がもたらされる。そうすれば両方のステーションへの装填または取外を同時に行うことができ、したがって待機時間がなくなるからである。
【００２１】
請求項９により、コンロッドベアリングの研削のために振り子往復法が適用されるのが好ましく、それにより、コンロッドベアリングの加工のためのクランクシャフトの支承と駆動の簡素化がもたらされる。この場合、第１のステーションで研削されるメインベアリングを、第２のステーションでのクランクシャフトの支承のために容易に利用することが
でき、それによってコンロッドベアリングの加工の高い精度を実現可能である。さらに、本発明に基づくただ１つの複式刃物台での両方のコンロッドベアリング研削主軸の配置と制御により、ただ１つの送り台しか存在していない。したがって両方の砥石車の主運動は、すなわち振り子往復運動と送りは、ただ１つの送り台によって惹起される。このことは、従来技術に比べて制御の大幅な簡素化につながる。大部分の加工中にただ１つの送り台だけしか監視、制御されないからである。研削の最終段階における両方の研削主軸の運動のそれぞれ異なる制御は、両方のコンロッドベアリングの間の相違が生じていた場合に、それが検出されて補正されるように作用し、それによって最終的に両方のコンロッドベアリングが目標寸法に合わせて研削される。
【００２２】
請求項１０に基づき、特別に構成されたメインベアリング主軸台ないしコンロッドベアリング主軸台もしくはこれに相当する心押台を通じてのクランクシャフトのクランプと回転駆動は、特別にフレキシブルな研削センターの利用を可能にする。メインベアリング長軸を中心としての回転またはコンロッドベアリング長軸を中心としての回転が可能であるクランクシャフトのクランプは、コンロッドベアリング研削について、通常の研削と振り子往復研削とのいずれかの選択を可能にする。
【００２３】
請求項１１に基づく加工中のベアリングの寸法および真円度の継続的な測定により、研削結果の即座の検出と、高い精度での修正が可能になる。
【００２４】
フランジを研削するための砥石車は、コンロッドベアリングとメインベアリングの砥石車が配置されているクランクシャフトの側に向かい合って配置されるのが好ましい。あるいは別の好ましい実施形態では、すべての砥石車がクランクシャフトの一方の側に配置されていることも可能である。フランジおよび／またはピンを研削するための砥石車は、メインベアリングを研削するための第１のステーションに設けられるか、または、コンロッドベアリングを研削するための第２のステーションに設けられるか、または、２つのステーションの各々に設けられる。
【００２５】
当然ながら本発明の研削センターにより、４気筒クランクシャフト以外にも、等しい角度位置でクランクシャフトに装着されたそれぞれ２つのコンロッドベアリングを有していさえすれば、これ以外のクランクシャフトを研削することもできる。それぞれ少なくとも２つのメインベアリングと、等しい角度位置で配置された２つのカムとを有していれば、カムシャフトの加工も同様に可能である。
【００２６】
本発明は、請求項１４に記載された、クランクシャフトのメインベアリングおよびコンロッドベアリングおよび／または同心部分を研削する方法も対象としている。この方法の実施形態は従属請求項に記載されている。
【００２７】
特に請求項１に記載の研削センターによって具体化される本発明の方法では、クランクシャフトのフランジまたはピンの端部側の面は少なくとも部分的にメインベアリングおよび／またはコンロッドベアリングと時間的に並行して研削される。
【００２８】
次に、本発明による研削センターおよび方法について、図面に示された実施例を参照しながら詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に基づいて研削セルとして構成された研削センターを示す模式的な平面図である。
【図２】クランクシャフトのメインベアリングを加工する役目をする研削セルの第１のステーションを示す模式的な平面図である。
【図３】クランクシャフトのコンロッドベアリングを加工する役目をする研削セルの第２のステーションを示す模式的な平面図である。
【図４】研削セルの第１のステーションにおけるクランクシャフトのクランプである。
【図５】研削セルの第２のステーションにおけるクランクシャフトのクランプの詳細である。
【図６】第２のステーションで加工されるべきベアリングの寸法と真円度についての測定装置の構造である。
【図７】図１のＣ−Ｃ断面に沿って本発明の研削セルを示す断面図である。
【図８】メインベアリング砥石車に向かい合って配置されたフランジのための異形断面の砥石車を備える、研削セルの第１のステーションを示す模式図である。
【図９】図８と同様の図であるが、メインベアリング砥石車の側に異形断面の砥石車が配置されている。
【図１０】コンロッドベアリング砥石車に向かい合って配置されたフランジのための異形断面の砥石車を備える、研削セルの第２のステーションを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１には、研削セル１として構成された研削センターが平面図として図示されている。この研削セルは１つの共通の機械ベッド２を有しており、その上に、クランクシャフト２２を研削によって加工するための２つのステーション３，４が配置されている。ステーション３，４は１つの共通の研削テーブル５を有しており、その上に、クランクシャフト２２のための保持装置と駆動装置がそれぞれ設けられている。研削セルは、通常、機械フードも有しており、ならびに、クランクシャフト２２の供給と取出をするため、ならびに第１のステーション３から第２のステーション４への搬送をするための装填・取外装置も有している。ただしこれらは図１には図示しておらず、同様に、入力キーボードを備えるＣＮＣ制御装置や、油圧式および／または空気圧式の供給装置も示していない。
【００３１】
図２に詳しく図示されている研削セル１の第１のステーション３は、クランクシャフト２２のメインベアリング２３の研削をする役目をする。したがって、表記を明確にする都合上、第１のステーション３の重要な機能部品には「メインベアリング・・・」という追加表示をつける。メインベアリング２３（図４）は、メインベアリング研削主軸９に配置された複数のメインベアリング砥石車１０によって研削される。さらにメインベアリング研削主軸９は、クランクシャフト長軸２９に相当するＺ方向へ、およびクランクシャフト長軸２９に対して鉛直の方向への送りを可能にするＸ方向へ、ＣＮＣ制御式に移動可能なメインベアリング複式刃物台６に取り付けられている。メインベアリング複式刃物台６がＺ方向に移動する案内軌道または摺動レールは、カバー１６で覆われているために見ることができない。加工されるべきクランクシャフト２２は、図４に明らかに示されているとおり、メインベアリング工作物主軸台７とメインベアリング心押台８との間にクランプされており、図２の図面のようにメインベアリング主軸台７によって回転する。第１のステーション３では、クランクシャフト２２の少なくとも２つのメインベアリング２３が同時に粗研削または仕上研削され、そのために時間Ｔ１が必要である。
【００３２】
図３に詳しく示す研削セル１の第２のステーション４は、クランクシャフト２２のコンロッドベアリング２４から２７を研削するのに利用され、クランクシャフト長軸２９に関して等しい角度位置にあるそれぞれ２つのコンロッドベアリング２４から２７が同時に研削される。４つすべてのコンロッドベアリング２４から２７を研削するのに必要な時間はＴ２である。表記を明確にする都合上、第２のステーション４の重要な機能部品には「コンロッドベアリング・・・」という追加表示をつける。
【００３３】
第２のステーション４においても、研削されるべきクランクシャフト２２は同心的にク
ランプされており、すなわち両側のクランプ装置の共通の長軸は、メインベアリング２３によって定義されるクランクシャフト２２の長軸２９と同一である。図３と図５に見られるようにクランクシャフト２２は、第２のステーション４では、第１のステーション３で研削された外側に位置するメインベアリング２３のところでクランプされる。それにより、クランクシャフトのメインベアリング２３に対する、コンロッドベアリング２４から２７の正確な関連づけが成立する。
【００３４】
クランプをするために、図３に示すように、クランクシャフト２２の両側にはそれぞれ１つのコンロッドベアリング工作物主軸台１２，１３が設けられている。このコンロッドベアリング工作物主軸台１２，１３のチャック３１はシェル形載置部を備えており、絶対的に同期して回転するＣ１軸ないしＣ２軸によってそれぞれ駆動される。あるいは第２のステーション４では、クランクシャフト２２をそれぞれの先端部の間で受容することもでき、その場合、少なくとも一方の側ではコンロッドベアリング工作物主軸台１２によって駆動され、そのチャックは浮動式に支承されたクランプジョー３３を備えており、半径方向に遊びのない補償的な回転駆動を惹起する。その場合、クランクシャフト２２のアライメントは、センタリング先端部に合わせた心合わせによって行われる。
【００３５】
第２のステーション４におけるクランクシャフト２２の受容の形態は、特別な個別ケースに応じて変更し、最適化することができる。
【００３６】
両方のステーション３および４では、１つまたは複数の自動調心式の振れ止めによって、クランクシャフト２２を支持することができる。
【００３７】
第２のステーションには、互いに鉛直に延びる軸Ｚ２およびＸ２の方向へ移動可能な、すなわちクランクシャフト長軸２９と平行およびこれに対して鉛直に移動可能な、コンロッドベアリング複式刃物台１１が設けられている。コンロッドベアリング複式刃物台１１は、第１のコンロッドベアリング研削主軸１４と、第２のコンロッドベアリング研削主軸１５とを支持している。そのうち第１のコンロッドベアリング研削主軸１４は、クランクシャフト長軸２９に対して鉛直の方向で、コンロッドベアリング複式刃物台１１と固定的に結合されている。それに対して第２のコンロッドベアリング研削主軸１５は、クランクシャフト長軸２９に対して鉛直の方向へ可動なように、コンロッドベアリング複式刃物台１１に配置されている。その運動は、研削中のインプロセス測定から得られる寸法誤差または真円度誤差に基づいて制御される。そのために測定装置２０のインプロセス測定ヘッド１９により（図６）、１組ずつ研削されるべきコンロッドベアリング２４，２７ないし２５，２６の直径が研削中に継続して測定される。
【００３８】
両方のコンロッドベアリング研削主軸１４，１５の各々はコンロッドベアリング砥石車１７，１８を支持しており、これら相互の軸方向間隔は、１組ずつ研削されるべきコンロッドベアリング１４から１７の間隔に相当していなくてはならない。この目的のために、両方のコンロッドベアリング研削主軸１４，１５はその軸方向へ、すなわちそれぞれのコンロッドベアリング砥石車１７，１８の回転軸の方向へ、コンロッドベアリング複式刃物台１１の上で相互に移動可能でなければならない。そして、それぞれのコンロッドベアリング研削主軸およびコンロッドベアリング砥石車の間の軸方向間隔は、違う型式のクランクシャフトを研削しようとするたびに、または、特定のクランクシャフトにおいて間隔が変更されている１組のコンロッドベアリングを研削しようとするたびに、調節されなくてはならない。その意味で、間隔の変更は研削プロセスの全制御に取り込まれれなくてはならない。このとき、第１のコンロッドベアリング研削主軸１４または第２のコンロッドベアリング研削主軸１５が、その長軸の方向へコンロッドベアリング複式刃物台１１の上で位置調節可能なように配置されていてよい。
【００３９】
図５には、４気筒直列エンジンのクランクシャフト２２の特殊性を特別に明確に見ることができる。すなわち、両方の外側のコンロッドベアリング２４および２７は、クランクシャフト２２の回転軸・長軸２９に対して共通の角度位置を有しており、両方の内側のコンロッドベアリング２５および２６も同様であり、両方の組のコンロッドベアリング２４および２７ならびに２５および２６の角度位置は相違している。
【００４０】
本発明による研削センターの経済的な作動形態のために、このような特性が利用される。すなわち、両方のコンロッドベアリング砥石車１７および１８により、両方のコンロッドベアリング２４，２７および２５，２６がそれぞれ同時に研削され、このとき「同時に」という言葉は研削技術で適用される「時間的に並行して」または「時間を同じくして」という表現も意味している。研削工程はほぼ同じ時間に進行するが、必ずしも厳密に同一の時点で終了する必要はない一切のケースが、それによって含意されている。第２のコンロッドベアリングは、たとえばさらに０．０２ｍｍの残留超過寸法が切削されることによって、第１のコンロッドベアリングの後で初めて研削が完了する場合も多い。
【００４１】
図６は、第２のステーション４で測定ヘッド１９によりコンロッドベアリングの真円度と寸法を継続して測定するための測定装置２０の構造を示している。測定ヘッド１９は研削中に監視されるべきコンロッドベアリング２４−２７に当接し、コンロッドベアリング２４−２７の寸法および／または真円度に関する信号を継続的に生成し、この信号がＣＮＣ制御部で評価されて、コンロッドベアリング複式刃物台１１および／または寸法修正軸もしくは真円度修正軸４４を駆動するための研削コマンドを生起するのに利用される。図６に鎖線で示している測定装置２０の位置は、たとえばコンロッドベアリング砥石車１７，１８の目直し工程中および／または部品取扱工程中に測定装置２０が占める引き込まれた位置に相当している。
【００４２】
図７には、図１の断面Ｃ−Ｃに沿った研削セル１の第１のステーション３の模式的な側面図が示されている。
【００４３】
第２のステーション４でのコンロッドベアリング研削の開始時に、両方のコンロッドベアリング砥石車１７，１８の相互の軸方向間隔が、たとえばコンロッドベアリング２４および２７の間隔に合わせて調整される。次いで、ＣＮＣ制御式の振り子往復法で、これらのコンロッドベアリング２４，２７の研削が開始される。そのために、まず両方のコンロッドベアリング研削主軸１４，１５がクランクシャフト長軸２９に対して鉛直に一緒に移動する。このとき第２のコンロッドベアリング研削主軸１５は、コンロッドベアリング複式刃物台１１に対して不動に保たれる。このことは粗研削または予備研削の段階について当てはまる。ただし、コンロッドベアリング２４，２７の各々で現在達している直径が研削中に測定されて、真円度が判定される。精密研削の段階で完成寸法に近づくにつれて、第２の研削スピンドル１５の運動がコンロッドベアリング複式刃物台１１の運動から切り離される。コンロッドベアリング複式刃物台１１は、コンロッドベアリング２４での測定に基づいて寸法修正軸または真円度修正軸４４に沿って移動し、第１のコンロッドベアリング研削主軸１４によって、コンロッドベアリング２４の最終寸法と所要の真円度とが最終的に達成される。それと同時に、第２のコンロッドベアリング研削主軸２７はコンロッドベアリング２７に関する別途の測定に基づき、コンロッドベアリング２７での測定がコンロッドベアリング２４での測定と相違している限りにおいて、コンロッドベアリング複式刃物台１１に対して修正運動を行う。このような相違は、両方のコンロッドベアリング２４および２７に関する継続的な測定から求められる。機械制御部のコンピュータが測定結果を分析し、第２のコンロッドベアリング研削主軸１５を駆動するための相応の修正・制御信号を生成する。
【００４４】
第２のコンロッドベアリング研削主軸１５は、当然ながら、コンロッドベアリング複式
刃物台１１に対してわずかな寸法だけＸ軸方向へ可動でありさえすればよい。現実問題として好ましい位置調節距離は、たとえば＋／−０．２ｍｍの範囲内であり得る。研削センターは、研削時間Ｔ１が研削時間Ｔ２と等しくなるように調整することができる。そうすれば、メインベアリング２３のうちの２つが、各組のコンロッドベアリング２４，２７または２５，２６とほぼ同じ時間内に研削される。
【００４５】
引き続いて、コンロッドベアリング複式刃物台１１が元の位置へ移動し、両方のコンロッドベアリング研削主軸１４，１５の相互間隔が中央寄りのコンロッドベアリング２５，２６の間隔に合わせて調整され、研削サイクルがあらためて開始される。
【００４６】
図８には、研削セルの第１のステーションの模式図が簡略化された図面で示されており、ここでは第１のステーションで、クランクシャフト２２のメインベアリング２３のマルチベアリング研削が行われている。メインベアリング砥石車１０は、第１のステーション３でメインベアリング２３を研削する。それぞれのメインベアリングピンの方を向く、クランクシャフト２２のチーク部の平坦面を研削しようとするとき、主軸はメインベアリング砥石車とともにクランクシャフト２２に対して軸方向へ動く。しかしながら、クランクシャフト２２がその回転軸に沿ってメイン砥石車１０に対して相対的に動くことも可能である。メインベアリング砥石車１０に対して、異形断面の砥石車４５がＺ軸に対して傾いた状態で、すなわちメインベアリング砥石車１０のスピンドル軸に対して傾いた状態で、軸４６に配置されている。このとき砥石車４５は、クランクシャフト２２のフランジ４７の平坦な端面と、円筒状の面とを同時に研削できるように、異形断面を有するとともにＺ軸に対する角度に関して配置されている。このとき、砥石車４５は送り軸Ｘに沿って送ることが可能である。
【００４７】
図９には、図８の配置とは異なり、異形断面の砥石車４５がその主軸４６とともにメインベアリング砥石車１０と同じクランクシャフト２２の側に配置された、図８の図面が示されている。異形断面の砥石車４５によって端部側の面４８が研削され、すなわち、フランジの平坦な端面と円筒状の面が１回の作業工程で研削され、異形断面の砥石車４５は送り軸Ｘに沿って送ることが可能である。
【００４８】
この実施形態では、メインベアリング砥石車１０は１つの共通の主軸に配置されており、クランクシャフト２２のそれぞれのチーク部４９の間でメインベアリングを研削する。
【００４９】
図１０は、クランクシャフト２２のフランジ４７の円筒状の面と平坦な面４８を研削するために、コンロッドベアリング砥石車１７，１８に向かい合って配置された異形断面の砥石車４５を備える、研削セルの第２のステーション４の模式図を示している。異形断面の砥石車４５およびその主軸４６は送り軸Ｘに沿って送ることが可能であり、フランジ４７を１回の作業工程で研削する。異形断面の砥石車４５はコンロッドベアリング砥石車１７，１８と向かい合って配置されており、それにより、砥石車の間の一切の衝突を回避し、ないしはそれぞれの加工面の同時の加工を保証する。コンロッドベアリング砥石車１７，１８およびその主軸１４，１５は、各チーク部４９の間でそれぞれのコンロッドベアリングを振り子往復研削法により研削する。
【符号の説明】
【００５０】
１  研削セル
２  機械ベッド
３  第１のステーション
４  第２のステーション
５  研削テーブル
６  メインベアリング複式刃物台
７  メインベアリング工作物主軸台
８  メインベアリング心押台
９  メインベアリング研削主軸
１０  メインベアリング砥石車
１１  コンロッドベアリング複式刃物台
１２  コンロッドベアリング工作物主軸台
１３  コンロッドベアリング工作物主軸台
１４  第１のコンロッドベアリング研削主軸
１５  第２のコンロッドベアリング研削主軸
１６  カバー
１７  第１のコンロッドベアリング砥石車
１８  第２のコンロッドベアリング砥石車
１９  測定ヘッド
２０  測定装置
２２  クランクシャフト
２３  メインベアリング
２４  コンロッドベアリング
２５  コンロッドベアリング
２６  コンロッドベアリング
２７  コンロッドベアリング
２８  平坦面
２９  クランクシャフト長軸
３０  コンロッドベアリング長軸
３１  チャック
３２  シェル形載置部
３３  クランプジョー
３４  （センタリング）先端部
４１  Ｚ軸
４２  Ｘ軸
４３  回転軸
４４  寸法・真円度修正軸
４５  フランジ用の異形断面の砥石車
４６  研削主軸
４７  フランジ
４８  端部側の面
４９  チーク部
【図１】
2010534143.tif 000003
【図２】
2010534143.tif 000004
【図３】
2010534143.tif 000005
【図４】
2010534143.tif 000006
【図５】
2010534143.tif 000007
【図６】
2010534143.tif 000008
【図７】
2010534143.tif 000009
【図８】
2010534143.tif 000010
【図９】
2010534143.tif 000011
【図１０】
2010534143.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月22日(2009.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
欧州特許出願公開第１７１８４３５Ｂ１号明細書には、研削装置および／または旋削装置が設けられた、工作物を加工するための加工機械が記載されている。研削装置はＺ軸に対して傾いた異形断面の砥石車を有しており、この砥石車によって、工作物を平面研削することも円筒研削することもできる。工作物は同一のチャックで旋削および研削される。
国際公開第２００４／０６９４７２Ａ１号パンフレットより、メインベアリングと、コンロッドベアリングと、端部側の面とを有するクランクシャフトを研削するための研削センターが公知である。この研削センターは、メインベアリングまたはコンロッドベアリングの粗研削または仕上研削をするために、１つまたは複数の砥石車を備える研削主軸をそれぞれ装備する第１および第２の研削ステーションを有している。さらに、これらの研削ステーションのうち少なくとも一方は別の異形断面の砥石車を備えていてよく、この砥石車の研削主軸は、メインベアリングおよびコンロッドベアリングの研削主軸に対して角度をなして配置されている。この別の砥石車は、クランクシャフトの端部側の面を研削する役目をするのが好ましい。国際公開第２００４／０６９４７２Ａ１号パンフレットに記載されている研削ステーションでは、異形断面の砥石車を備える研削主軸が他の研削主軸とともに旋回主軸台に配置されており、比較的長い距離を作業位置まで内方旋回しなくてはならないことが欠点である。このことは、加工のサイクル時間が長くなることにつながる。
国際公開第２００５／０００５０７Ａ１号パンフレットには、互いに平行な２つの工具主軸を３つの方向へ互いに相対的に位置調節可能である、切削加工のための工作機械が記載されている。この場合、１つまたは２つの軸での位置調節は、回転・係止可能な偏心ブッシュによって行われる。この偏心ブッシュは、付属の位置調節装置を通じて機械式、電気式、または油圧式に操作可能であり、数ミリメートル単位の正確な位置調節を可能にする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
メインベアリング（２３）とコンロッドベアリング（２４−２７）と端部側の面とを有するクランクシャフト（２２）の研削をするための研削センターであって、
該研削センターは、
メインベアリング（２３）を研削するための第１のステーション（３）と、
コンロッドベアリング（２４−２７）を研削するための第２のステーション（４）と、
メインベアリングおよびコンロッドベアリング（２３ないし２４−２７）の研削主軸（
９ないし１４，１５）に対して角度をなして配置された研削主軸（４６）によって駆動
される異形断面の砥石車（４５）とを有し、
該研削センターにおいて、
メインベアリング砥石車（１０）の個数に相当する個数のメインベアリング（２３）が時間的に並行して時間Ｔ１で研削されるように、メインベアリング複式刃物台（６）に配置されたメインベアリング研削主軸（９）に１群のメインベアリング砥石車（１０）が軸方向で配置されており、
前記第２のステーションでは２つのコンロッドベアリング砥石車（１７，１８）がクランクシャフト（２２）の２つのコンロッドベアリング（２４−２７）を１組ずつ時間Ｔ２で研削するとともに、
それぞれのコンロッドベアリング研削主軸（１４，１５）によってコンロッドベアリング複式刃物台（１１）に支承されており、それにより第１のコンロッドベアリング研削主軸（１４）が送り方向（Ｘ軸）で定置に前記コンロッドベアリング複式刃物台（１１）に配置されるとともに第２のコンロッドベアリング研削主軸（１５）が送り方向（Ｘ軸）で前記コンロッドベアリング研削主軸（１４）に対して相対的に寸法修正軸または真円度修正軸（４４）の方向へのみわずかに位置調節可能であるようになっており、
クランクシャフト（２２）の端部側の面は異形断面の前記砥石車（４６）によって研削可能であることを特徴とする研削センター。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
２つのステーション（３，４）を備える研削セルでクランクシャフト（２２）のメインベアリング（２３）および／または同心部位ならびにコンロッドベアリング（２４から２７）および端部側の面（４８）を研削する方法において、
ａ）第１のステーション（３）でクランクシャフト（２２）のメインベアリング（２３）および／または同心部位をメインベアリング研削主軸（９）の共通のシャフトにある１セットのメインベアリング砥石車（１０）で研削する方法ステップと、
ｂ）クランクシャフト（２２）を第２のステーション（４）へ運ぶ方法ステップと、
ｃ）前記第２のステーション（４）でクランクシャフト（２２）の回転軸に関して同じ角度位置を有するそれぞれ２つのコンロッドベアリング（２４および２７ないし２５，２６）を２つのコンロッドベアリング砥石車（１７，１８）で同時に研削する方法ステップと、
ｄ）両方の前記コンロッドベアリング砥石車（１７，１８）の各々の送り運動を個別的にコンピュータ制御し、このとき第２のコンロッドベアリング砥石車（１８）の送り運動は第１のコンロッドベアリング砥石車（１７）の送り運動との相違にのみ基づいて行われる方法ステップと、
ｅ）研削セルで常に２つのクランクシャフトを同時に加工し、このとき前記第１のステーション（３）における研削時間Ｔ１は前記第２のステーション（４）における研削時間Ｔ２とほぼ等しい方法ステップと、
ｆ）端部側の面（４８）のうち少なくとも１つを少なくとも部分的にメインベアリングお
よび／またはコンロッドベアリングと時間的に並行して研削する方法ステップとを有している方法。
【国際調査報告】
2010534143.tif 000013
2010534143.tif 000014
2010534143.tif 000015
2010534143.tif 000016
2010534143.tif 000017
2010534143.tif 000018