(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトの偏心を測定するための測定装置を有するクランクシャフト用のロール硬化装置であって、上記測定装置が少なくとも一つの測定プローブから成り、該測定プローブがアームの自由端部にある取付支持具に配設され、該アームがシャフトと一緒に回転するように連結され、該シャフトがクランクシャフトに対して軸線方向に平行に延びると共に該シャフトをその長手軸線を中心に回動させることによって該測定プローブを一つの主軸受と係合させたり係合解除させたりし、上記測定装置が測定プローブと解析装置とを接続するケーブル接続部をさらに有するロール硬化装置において、
測定すべき主軸受（３）の数に応じて複数の測定プローブ（４）が設けられ、これら測定プローブは互いに間隔（５）をあけて測定プローブ用ブリッジ（６）に配設され、該測定プローブ用ブリッジ（６）は少なくとも一つの急速着脱連結器（３１）を介して少なくとも一つのアーム（２８）の自由端部（２７）に着脱可能に連結され、各測定プローブ（４）を解析装置と正確に接続するようにケーブル接続部として着脱可能なプラグ型接続部（３５）がさらに設けられることを特徴とするロール硬化装置。
【請求項２】
上記急速着脱連結器（３１）が調整スリーブ（２３）として形成され、上記測定プローブ（４）を取付けるために該調整スリーブ内にピン（１４、１５）が挿入され、該ピン（１４、１５）は測定プローブ用ブリッジ（６）の一部であると共に連結ブッシュ（３２）を軸線方向に摺動させることによってロック解除することができることを特徴とする請求項１に記載のロール硬化装置。
【請求項３】
互いに間隔（３０）をあけて同じ幾何的構成の二つのアーム（２８）がシャフト（２９）に対して回動しないように連結され、各アーム（２８）に調整スリーブ（２３）が付属することを特徴とする請求項２に記載のロール硬化装置。
【請求項４】
二つのアーム（２８）の自由端部（２７）がストリップ（２６）を介して互いに結合されることを特徴とする請求項３に記載のロール硬化装置。
【請求項５】
上記調整スリーブ（２３）はアーム（２８）に隣接してストリップ（２６）に取付けられることを特徴とする請求項４に記載のロール硬化装置。
【請求項６】
ピン（１５）の一つがヒンジ（２０）を介してプレート（１０）に連結され、該プレート（１０）上に測定プローブ用ブリッジ（６）が固定されることを特徴とする請求項５に記載のロール硬化装置。
【請求項７】
解析装置に通じる着脱可能なプラグ型接続部（３５）の部分（３６、３７）が上記プレート（１０）または上記ストリップ（２６）と固く連結されることを特徴とする請求項１または４に記載のロール硬化装置。
【請求項８】
クランクシャフト（１）と係合した状態では各測定プローブ（４）はほぼ鉛直に立っていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のロール硬化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は請求項１の前提部に記載のクランクシャフト用のロール硬化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クランクシャフトの凹部や径部をロール硬化する際に、クランクシャフトがゆがむことがある。そのためロール硬化作業の後でクランクシャフトを測定し、クランクシャフトに偏心が起きているか否かを確認する。測定は原則として測定プローブを用いて行われる。測定プローブはロール硬化作業の後にクランクシャフトの一つ以上の主軸受上に下りると共に解析装置に電気的に接続せしめられている。測定中、クランクシャフトはその長手軸線を中心に一回転する。クランクシャフトの各主軸受にそれぞれ一つの測定プローブを割り当てることによってロール硬化されたクランクシャフトの品質が決まる。測定結果に応じて引き続きロール硬化処理を行い、個々の主軸受箇所の径部や凹部を的確に再び圧延することができる。この再圧延は当該主軸受箇所の全周に亘って施されてもよいし、全周のうちの一部のみを対象としてもよい。圧延は個々の主軸受またはクランクシャフトのピン軸受の径部または凹部にも行われることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
偏心測定の測定精度には高い要求が課せられる。例えば、全長約４００ｍｍのクランクシャフトにおいて、中央の主軸受では１０-2ｍｍのオーダーの偏心を測定することが必要である。
【０００４】
ロール硬化装置では各測定結果に基づいて解析装置によりロール硬化作業が制御される。クランクシャフトに沿って各主軸受に応じて複数の測定プローブを配置することが慣用である。測定プローブを互いに隔てる間隔があることによって、このような配置ではそれぞれ特定のタイプのクランクシャフトにのみ適している。しかしながらクランクシャフトの近代的なロール硬化装置は複数のタイプのクランクシャフトを次々に加工することができるように設計されている。ところが、このためにクランクシャフトのタイプ毎に測定プローブのセッティングを調整しなければならない。例えば、三気筒エンジン用のクランクシャフトをロール硬化する場合、気筒数の多いエンジン用のクランクシャフトをロール硬化する場合よりも必要な測定プローブの数は少ない。このように異なるタイプのクランクシャフトを加工しようとすると、クランクシャフト用のロール硬化装置の装備を毎回変更しなければならない。これに伴うロール硬化工具の変更とは関係なく、ロール硬化作業が成功するように測定プローブを必要な精度で再整列されなければならない。
【０００５】
以上のことを鑑みて、本発明の課題はロール硬化すべきクランクシャフトのタイプに応じて必要な数と準備された配置で測定プローブをロール硬化装置に交換可能に取付けることにある。また、求められている測定精度に加えて、測定プローブと解析装置との複合接続が非常に注意深く高い信頼性をもって極めて短時間で形成されることができることを保証する。最後に、ある測定プローブ群から別の測定プローブ群への変更時間はできるだけ短く、また測定プローブの取付けはできるだけ容易にする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は請求項１の特徴部に記載した特徴によって解決される。すなわち、測定プローブ用ブリッジが設けられ、該測定プローブ用ブリッジ上には測定すべき主軸受の数に応じて複数の測定プローブが設けられ、これら測定プローブは互いに間隔をあけて配置される。この測定プローブ用ブリッジは急速着脱連結器を介して測定プローブをクランクシャフトと係合させるために設けたアームの自由端部に連結される。急速着脱連結器は同時に各測定プローブと解析装置とを接続するケーブル接続部を形成することができるように構成される。この場合、ケーブル接続部は各測定プローブに関連する個々のケーブルを慎重に且つ高い精度で互いに確実に接続させる多極プラグである。急速着脱連結器により測定ブリッジが傾くことなくロール硬化装置に容易に取付けられることが保証される。同時にプラグ型接続部を極めて手厚く保護しながら測定プローブと解析装置とが接続される。各クランクシャフトのタイプには固有の測定プローブ用ブリッジが付属し、この測定プローブ用ブリッジ上に各測定プローブがタイプ毎に取付けられる。個々の測定プローブ用ブリッジを急速に交換できることによって、ロール硬化装置の装備時間も大幅に縮小できる。
【０００７】
急速着脱連結器が調整スリーブとして形成されており、該調整スリーブ内には測定プローブを固定するためにピンを挿入することができ、ピンが測定プローブ用ブリッジの一部であり且つ連結ブッシュを軸方向に移動させることによってピンをロック解除させることができることが特に有利である。上記種類の調整スリーブは、例えばＤＩＮ５５０５８により公知である。この規格により知られている調整スリーブは工具を工作機械の主軸ヘッドに連結するのに用いられる。このＤＩＮ規格に準拠して調整スリーブもしくは工具ホルダーは、補助具を用いることなく迅速に交換でき、工作機械の主軸に差し込むことによってロックされるように改良された。ロック解除は調整スリーブを軸線方向に移動させることによって行われる。相応の装置は、７３７６０オストフィルデルン（Ostfildern）にあるオットー・ブリッツ・ウェルクツォイクファブリーク社（Otto Bilz Werkzeugfabrik GmbH）のカタログに掲載された製品名ＡＳＢＶＡにより知られている。
【０００８】
測定プローブ用ブリッジとロール硬化装置とを確実に連結および解離することは、同じ幾何学形状の二つのアームがシャフトに対して回転しないように連結され、これらアームが測定プローブとロール硬化装置上のクランクシャフトとが係合するように設けられることによって達成される。この場合、各アームはそれぞれ一つの調整スリーブを有する。二つのアームの自由端部はプレートを介して互いに結合される。アームに隣接して急速着脱連結器用の調整スリーブがプレート上に固定される。
【０００９】
できるだけ傾かないように、すなわち容易に測定プローブ用ブリッジをロール硬化装置に取付けることができるようにように、調整スリーブの一つはヒンジを介してプレートに連結され、このプレートは二つのアームの端部を互いに連結する。同時にこのヒンジにより測定プローブ用ブリッジを製造する際に避けられない若干の製造公差も吸収され得る。このヒンジによりロール硬化装置に取付ける際に測定プローブ用ブリッジが傾いてしまう可能性はほぼ排除され、その結果として容易な連結と測定精度が保証される。電気的接続部を保護するために、解析装置と通じる着脱可能なプラグ型接続部の部分もプレートと固く連結される。
【００１０】
慣用的に、クランクシャフトと係合した状態において各測定プローブはほぼ鉛直に立っている。クランクシャフトをロール硬化する間、測定プローブは旋回して係合から外れてほぼ水平な位置にある。測定プローブが外方に旋回した位置にあると、ロール硬化装置は妨げられることなくクランクシャフトの径部または狭窄部をロール硬化することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。各図面は縮小して示してある。
【００１２】
図１に例えば乗用車用の６気筒直列エンジンで使用されるクランクシャフト１を破線で示した。クランクシャフト１の回転軸線２に沿って主軸受３が互いに離間されて配置されている。各主軸受３に測定プローブ４が係合する。測定プローブ４の上端部は主軸受３の構成に応じて互いに間隔５をあけて測定プローブ用ブリッジ６に取付けられる。測定プローブ用ブリッジ６はプロファイル加工によって形成されたプロファイルストリップ７から成り、この輪郭ストリップ７の溝８内に摺動可能な角柱状ブロック９が取付けられる。各測定プローブ４の上端部は二つの角柱状ブロック９にねじ止めされる。
【００１３】
輪郭ストリップ７はプレート１０に取付けられる。プレート１０は輪郭ストリップ７を保持する上方側面１１に把持部１２を有する。上方側面１１とは反対側のプレート１０の上方側面１３（図２）には二つのピン１４および１５が垂直に突出する（図５および図６）。二つのピン１４および１５は互いに、二つの切断線Ｊ−ＪとＨ−Ｈと（図１）の間隔１６に対応する距離だけ離間されている。プレート１０の二つのピン１４と１５の水平方向の高さは等しく、クランクシャフト１の長手方向軸線２に対して平行に延びている。このことは図１においてそれぞれピン１４および１５のための固定手段１７および１８から分かる。ピン１４のための固定手段１７は図５にねじ結合１９として示されているのに対し、プレート１０におけるピン１５のための固定手段１８はヒンジ２０として形成されている。ヒンジ２０はプレート２１とねじ２２によってプレート１０に保持され、一定の限界内であらゆる方向に動くことができる。
【００１４】
ピン１４と１５はそれぞれ同様な調整スリーブ２３と係合する。調整スリーブ２３はそれぞれ下にワッシャ２５が配置されたねじ２４によりストリップ２６に取付けられる。ストリップ２６は二つのアーム２８の外側自由端部２７を連結する。これらアーム２８は互いに対して間隔３０をあけて回転しないようにシャフト２９上に取付けられる。
【００１５】
二つのピン１４および１５と同様に調整スリーブ２３は二つの急速着脱連結器３１の一部であり、これらによって測定プローブ用ブリッジ６をストリップ２６に、ひいてはアーム２８およびロール硬化装置４１のシャフト２９に連結することができる。測定プローブ用ブリッジ６はピン１４および１５を単にそれぞれの調整スリーブ２３内に挿入することによってロール硬化装置４１に連結される。テーパ状に形成された端部４２が調整スリーブ２３内にピン１４および１５を挿入することを容易にし、またシャフト４４に設けられたカラー４３が調整スリーブ２３内でのピン１４および１５の正確なはめ合いおよび容易な動作を保証する。測定プローブ用ブリッジ６は連結ブッシュ３２によって外され、連結ブッシュ３２自体は調整スリーブ２３の外面上を軸線方向に移動可能に案内される。二つのピン１４および１５の環状溝３４内に支承されるボール３３は当該ピン１４および１５と調整スリーブ２３との実際の連結を形成する。連結ブッシュ３２をプレート１０の方向に沿って軸線方向に移動させることによってボール３３が環状溝３４から進出し、こうして測定プローブ用ブリッジ６がロール硬化装置４１から解放される。
【００１６】
各測定プローブ４はケーブルプラグ３５を介して解析装置（図示せず）に電気的に接続される。ケーブルプラグ３５は測定プローブ用ブリッジ６に固定された部分３６と、ストリップ２６に固定された部分３７とから成る。部分３７はストリップ２６を介してロール硬化装置４１と恒久的に結合されているが、ケーブルプラグ３５の部分３６と部分３７との係合は測定プローブ用ブリッジ６を交換する毎に変化する。急速着脱連結器３１は非常に正確なので、個々の測定プローブ４に対応した測定プローブ用ブリッジ６の多数の個別の接続をケーブルプラグ３５の内部で二つの部分３６および３７によって問題なく且つ敏感な導線端部の部分が損傷を受けることなく形成することができる。
【００１７】
図４は、クランクシャフト１の主軸受３と係合する測定プローブ４を示す。図４に示したように測定プローブ４は湾曲したアーム３８によって保持され、アーム３８の他方の端部は輪郭ストリップ７に固定される。また、図４には二つの部分３６および３７を備えたケーブルプラグ３５が明示される。
【００１８】
図３は測定プローブ用ブリッジ６をそれぞれ作動位置と停止位置とで示している。図３の左半分に示す作動位置では測定プローブ４はクランクシャフト１上に下降しており、一つの主軸受３上にほぼ垂直に立っている。図３の右半分では測定プローブ用ブリッジ６は停止位置にある。作動位置から停止位置に移行する際に測定プローブ４の先端は弧３９を描く。支持チェーン４０はケーブルプラグ３５の部分３７から進出したケーブル（図示せず）を測定プローブ４が弧３９に沿って旋回する間に損傷することのないように保護する。シャフト２９とそのアーム２８とアーム２８の端部とを連結するストリップ２６はこの連結状態を永続的に維持するロール硬化装置４１の部分である。
【図面の簡単な説明】
【図１】測定プローブ用ブリッジの正面図である。
【図２】測定プローブ用ブリッジの平面図である。
【図３】測定プローブ用ブリッジの側面図である。
【図４】図１の線Ｇ−Ｇに沿った測定プローブ用ブリッジの断面図である。
【図５】図１の線Ｊ−Ｊに沿った測定プローブ用ブリッジの断面図である。
【図６】図１の線Ｈ−Ｈに沿った測定プローブ用ブリッジの断面図である。
【符号の説明】
１…クランクシャフト
２…回転軸線
３…主軸受
４…測定プローブ
５…間隔
６…測定プローブ用ブリッジ
７…輪郭ストリップ
８…溝
９…角柱状ブロック
１０…プレート
１１…上方側面
１２…把持部
１３…上方側面
１４…ピン
１５…ピン
１６…間隔
１７…固定手段
１８…固定手段
１９…ねじ結合
２０…ヒンジ
２１…プレート
２２…ねじ
２３…調整スリーブ
２４…ねじ
２５…ワッシャ
２６…ストリップ
２７…端部
２８…アーム
２９…シャフト
３０…間隔
３１…急速着脱連結器
３２…連結ブッシュ
３３…ボール
３４…環状溝
３５…ケーブルプラグ
３６…ケーブルプラグの部分
３７…ケーブルプラグの部分
３８…アーム
３９…弧
４０…支持チェーン
４１…ロール硬化装置
４２…端部
４３…カラー
４４…シャフト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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