(57)【要約】  ジャーナルクロス（１）を従来のように旋盤の特殊チャック内に収容して、それぞれ１つのジャーナル（２）を加工し、その後に工作物を９０°さらにサイクル送りする代わりに、本発明によれば、作業領域内にクランプ装置（１９）を有する載置面（１８）が設けられており、その上に未加工部品を載置して挟持することができ、この第１の挟持においてすでに互いに対向する２つの前面を、センタリング孔を含めて加工することができ、その後そのセンタリング孔において、隣接する外表面を加工するために、センタリング尖端（２２）の間で挟持が行われる。この載置面１８上で、一度だけ９０°サイクル送りした後に、第２のジャーナルペアにおいて同じことが行われ、その場合に適切な機械装備において、互いに整合するジャーナル（２）の加工を、同時に行うことができる。
2016505395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物（１）、特に２つのペアの回転対称のジャーナル（２）を有し、前記ジャーナルペアのそれぞれ２本のジャーナル（２）が互いに整合し、かつ前記２ペアの回転軸（１０ａ、ｂ）が中間角度を形成するジャーナルクロス（１）を加工する方法であって、
ａ）前記工作物（１）の中央領域を挟持して、前記第１のペアのジャーナルの互いに平行となる前面を、前記前面内にセンタリング孔（８）を形成することを含めて、回転する工具により、特にフライス（７）によって加工し、
ｂ）前記工作物（１）を、前記センタリング孔（８）の間の結合ラインに対して垂直の法線（２１）を中心に、中間角度、特に９０°回動させ、
ｃ）前記第２のペアのジャーナルの、互いに平行となる前面を、センタリング孔（８）の形成を含めて、回転する工具、特にフライスによって加工し、
ｄ）これまでの挟持を解消して、その代わりに、センタリング尖端（２２）の間で直前に形成された２つの前記センタリング孔（８）において挟持して、前記工作物（１）を回転駆動し、
ｅ）前記工作物（１）を回転させて、前記第２のペアのジャーナル（２）の外表面を加工し、
ｆ）前記工作物（１ａ）の前記中央部分（３）を挟持して、センタリング尖端（２２）の間の挟持を解消し、
ｇ）前記工作物（１）を、存在する前記センタリング孔（８）の間の結合ラインに対して垂直の法線（２１）を中心に、中間角度、特に９０°回動させ、特に戻るように回動させて、
ｈ）直前に形成された前記センタリング孔内でセンタリング尖端（２２）の間に前記工作物を挟持して、これまでの挟持を解消し、
ｉ）前記工作物を回転させて、前記第１のペアのジャーナル（２）の前記外表面を加工する工程を有し、
上述した順番に代えて、工程ｂ）と工程ｃ）を、工程ｇ）の代わりに初めて実施することができる、
工作物を加工する方法。
【請求項２】
前記工程ａ）と前記工程ｃ）において、互いに対して平行となる前記前面の加工が、同時に行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記工程ｅ）と前記工程ｉ）において、前記外表面の加工が丸削りによって行われることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記工程ｅ）と前記ｉ）において、前記外表面の加工が同時に行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記中央部分（３）を挟持するために、前記工作物（１）が、回転対称の前記ジャーナル（２）のクロスする前記回転軸（１０ａ、ｂ）の平面に対して平行となる、載置面（１８）上に載置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記中央部分（３）を挟持するために、前記工作物（１）のメイン平面が、前記工作物（１）の前記中央部分（３）に対して径方向に向けられた、少なくとも２つ、好ましくは４つのグリップジョウ（９）によって相補形状で保持され、前記グリップジョウが特に前記工作物（１）の前記中央部分（３）の内側角部内に作用することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
工作物（１）、特に２つのペアの回転対称のジャーナル（２）を有し、そのうちのそれぞれ２本のジャーナル（２）が互いに整合し、かつ前記２ペアの回転軸（１０ａ、ｂ）が中間角度を形成する、ジャーナルクロス（１）、を加工するための旋盤であって、
ａ）ベッド（１１）と、
ｂ）その上で、少なくともＺ方向とＸ方向に走行可能な、少なくとも１つ、特に少なくとも２つの工具ユニット（２０）と
ｃ）スピンドルヘッド（１２）および対向する心押し台またはカウンタースピンドルヘッド（１４）と、を有し、
ｄ）少なくとも１つの前記工具ユニット（２０）が少なくとも１つの回転駆動可能な工具も有し、
ｅ）工作物（１）用の載置面（１８）を有する、工作物を挟持するための付加的なクランプ装置（１９）が設けられ、前記クランプ装置が前記載置面（１８）に対する法線（２１）を中心に揺動可能であって、かつその載置面（１８）が前記回転軸（１０）に対して平行であることを特徴とする工作物を加工するための旋盤。
【請求項８】
前記クランプ装置（１９）が、前記旋盤の作業領域内へ入り、かつそこから出るように走行可能であることを特徴とする請求項７に記載の旋盤。
【請求項９】
前記クランプ装置（１９）が、互いに向き合った、偶数のグリップジョウ（９）を有していることを特徴とする請求項７または８に記載の旋盤。
【請求項１０】
前記スピンドルヘッド（１２）および／または前記カウンタースピンドルヘッド（１４）が、それぞれ、中央のセンタリング尖端（２２）を備えたクランプ装置（１３）を有していることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の旋盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転対称の領域を有し、その回転軸が互いに対して角度を有し、特に直角になる、ジャーナルクロスおよび同様な工作物を形成する方法およびそれに適した機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の目的のために、「ジャーナルクロス」の概念は、この種の工作物のみに使用される。
【０００３】
この種のジャーナルクロスにおいて、終端領域は外表面と前面に関して加工されなければならないが、中央の領域は、しばしば、もとの成形プロセス（鋳造または鍛造）から生じたような、未加工のままとなる。
【０００４】
従来、この種のジャーナルクロスは、特殊チャック内で、ジャーナルクロスのそれぞれ１つのジャーナルのみがチャックから張り出すように挟持され、回転軸を中心に工作物が回転駆動される場合に加工することができるように、旋盤上で加工されていた。
【０００５】
次に、ジャーナルクロスは、特殊チャック内で、回転軸に対して横になるサイクル軸を中心に９０°さらにサイクル送りされて、次のジャーナルを回転加工することができた。
【０００６】
このやり方の欠点は、４本のジャーナルを相前後して加工しなければならないので、加工時間が長いことであった。
【０００７】
他の欠点は、複雑な特殊チャックが必要とされることである。それは、高価であるだけでなく、大きく、かつ嵩張るものであって、ジャーナルクロスの大きさが増すにつれて、重量と大きさが超比例的に増大し、それによって回転駆動される質量が極めて大きくなり、使用される機械の寸法に従って、比較的小さいジャーナルクロスしか加工することができなかった。
【０００８】
他の欠点は、各個々のジャーナルに関してそれぞれ９０°さらにサイクル送りすることによって、サイクル送りの不正確さが生じ得ることにある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって本発明の課題は、より少ない加工時間と、あまり複雑でない補助装置しか必要とせず、同一の機械においてより大きいジャーナルクロスの加工ができる、ジャーナルクロスおよび同様な工作物のための加工方法を提供することである。そのために必要とされる機械または装置は、より簡単かつコスト的により好ましく構成されなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、請求項１と７の特徴によって解決される。好ましい実施形態が、従属請求項から明らかにされる。
【００１１】
方法に関する解決は、未加工部品における異なる挟持によって、それぞれ工作物における回転対称の部分のそれぞれ整合するペアを、１つの挟持において加工することができるようにしたことである。それによって、一方では加工時間が削減され、他方では新たに挟持することによるエラーを最小限に抑えられる。
【００１２】
というのは、最初に挟持する場合に、工作物の中央領域の、通常まだ加工されていない面が挟持され、それもこの挟持において２つの互いに整合する回転対称の部分、したがって互いに対して平行となる２つの前面を加工することができるように、挟持されるからである。これは、通常、前面の加工、したがって工作物を一方の前面から他方の前面への長さに加工することと、これら前面内にセンタリング孔を形成することとを含んでいる。
【００１３】
次に、工作物は、すでに形成されているセンタリング孔の間の結合ラインに対して垂直となり、かつ２つの他の回転対称の部分にさらに形成すべきセンタリング孔に対しても垂直となる揺動軸を中心に揺動されて、この揺動された位置において、ここでも他の２つの互いに整合する回転対称の部分が、上述したように、前面の加工によって、したがって工作物を一方の前面から他方の前面への長さに加工し、かつこれら前面内にセンタリング孔を形成することによって、加工される。
【００１４】
このプロセスは、後に、すなわち第１のジャーナルペアが完全に加工された後に、実施することもできる。
【００１５】
この挟持において、工作物の、好ましくはこのステップにおいて加工すべき回転対称の部分の回転軸は、使用する旋盤の回転軸に対して平行またはその上に位置する。
【００１６】
次に、工作物は、前もって形成されているセンタリング孔内へ嵌入する、２つのセンタリング尖端の間に挟持され、かつその中央の領域内の、通常まだ加工されていない面における挟持が解消される。工作物は、付加的に回転駆動されて、回転する工作物において第１のジャーナルペアの、加工された前面近傍の、あるいはそれに直接隣接する外表面が加工される。
【００１７】
第２のジャーナルペアの外表面も、同じようにして加工することができるようになる前に、工作物は揺動軸を中心に戻るように揺動されなければならず、そのために工作物は再びその中央の領域の、通常まだ加工されていない面において挟持されて、−尖端間の挟持を解除した後に−この揺動軸を中心に戻るように揺動されるので、第１のジャーナルペアが回転軸上に位置し、かつ尖端間に挟持することができる。
【００１８】
このようにして、回転対称の部分の２つがすでに完全に加工されている。
【００１９】
次に、上述したのと同じシーケンスが、互いに整合する回転対称の部分の第２のペアのために、再度行われる。
【００２０】
上述したシーケンスにおいて、外表面は旋削により、あるいは丸削りによって加工することが可能である。
【００２１】
さらに、互いに対向する、互いに対して平行に配置された前面とその中に形成すべきセンタリング孔の加工は、そのために２つの別々の工具ユニットが設けられている場合には、同時に行うことが可能である。
【００２２】
工作物の中央領域の、通常、加工されていない面を挟持するために、工作物が載置面上に載置され、その載置面は、回転対称の工作物面の交差する回転軸の平面に対して平行である。
【００２３】
その場合に、好ましくは、回転対称の領域間の内側角部内で径方向内側へ向けられた、少なくとも２つ、場合によっては４つのグリップジョウが、工作物の内側角部へ向かって送り出されて、それによって工作物が挟持される。
【００２４】
このやり方は、機械によって実現可能である。この機械は、旋盤の通常のコンポーネント、したがってベッド、１つまたは２つのＺ方向およびＸ方向に走行可能な工具ユニットおよびスピンドルヘッドと、対向する心押し台またはカウンタースピンドルヘッドの他に、載置面を備えた付加的なクランプ装置を有しており、その載置面が機械の回転軸に対して平行に延びている。
【００２５】
付加的なクランプ装置のこの載置面上に、未加工部品が載置されて、しっかりと挟持され、かつ、回転対称の面の２つのペアを加工するためには、この付加的なクランプ装置が載置面を含めて、収容面に対して垂直の揺動軸を中心に揺動可能でなければならず、通常９０°揺動可能でなければならない。
【００２６】
付加的なクランプ装置は、この能動化された位置から、旋盤の作業領域の外部の非作動の位置へ、Ｘ方向であろうと、Ｙ方向であろうと、走行することも可能である。
【００２７】
好ましくは、この付加的なクランプ装置は、載置面から上方へ張り出す偶数の、たとえば２つ、あるいは４つのクランプジョウを有することができ、そのクランプジョウは、載置面の揺動軸に関して径方向内側へ力を供給可能であって、それによってクランプジョウの間に挿入された工作物をその内側角部において挟持する。
【００２８】
付加的に、少なくとも１つの工具ユニットは、回転駆動可能な工具、たとえば、センタリング孔を形成可能なセンタードリルと、工作物を長さに合わせて加工する、周面フライスと、を持たなければならない。
【００２９】
スピンドルヘッドと場合によってはカウンタースピンドルヘッドは、好ましくはクランプ装置と、工作物を回転方向に連動するための連動装置、たとえば前面連動子とを搭載すべきであって、そのクランプ装置の中心にセンタリング尖端が設けられる。
【００３０】
以下、本発明の実施形態を例を挙げて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１ａ〜ｃは、旋盤の様々な駆動状態を示している。
【図２】図２ａ〜ｄは、ジャーナルクロスの様々な加工状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図２ａ〜ｄが示すように、本発明の目的は、中心部分３を有し、その中心部分から１つの平面内でそれぞれ９０°分離された４つの方向にジャーナル２が張り出している、ジャーナルクロスにおいて、ジャーナル２の前側およびその外表面を切削加工することである。最初の成形（鋳造または鍛造）によって形成された鋼部品または鋳造部品の中央部分３は、通常未加工なままとされている。
【００３３】
それぞれ互いに対向し、かつ整合している２対の２本のジャーナルは、互いに対して他の中間角度で配置することも可能である。
【００３４】
この加工を効率的に実施するために、図１ａ〜ｃに示すような、特別な仕様の旋盤が使用される。
【００３５】
この旋盤は、まず、通常のコンポーネントを有している。
【００３６】
ベッド１１上にスピンドルヘッド１２が取り付けられている。そのスピンドルヘッドからは、回転軸１０を中心に挟持された工作物を切削し、かつ回転駆動するためのクランプ装置１３が張り出している。その回転軸は、本発明の目的のためにＺ軸として定義する。
【００３７】
スピンドルヘッド１２に対向して、カウンタースピンドルヘッド１４が配置されており、それも同様にクランプ装置１３を支持している。
【００３８】
ベッド１１には、−この場合においてスピンドルヘッド１２とカウンタースピンドルヘッド１４の上方に−２つの工具ユニット２０が配置されている。それらは好ましくは同一に形成されており、かつそれぞれＺキャリッジ１６からなり、Ｚガイド１５に沿ってＺ方向に走行可能である。
【００３９】
Ｚキャリッジ１６上には、Ｘ方向に走行可能なＸキャリッジ１７が配置されている。それらＸキャリッジの互いに向き合った前側上に、それぞれ工具リボルバー６が支持されている。その上には、たとえばセンタードリルまたはディスクフライスのような、回転駆動される工具も、たとえば丸削り工具のような、回転しない工具も配置することも可能である。
【００４０】
これら全ての工具によって、これらの工具ユニット２０は、場合によっては同時に、工作物１を加工でき、工作物が、作業部分、特にスピンドルヘッド１２，１４の間にある
【００４１】
この旋盤の特殊性は、本発明によれば、付加的に作業領域内、あるいはそのすぐ下に、工作物１のためのクランプ装置１９が配置されていることにある。そのクランプ装置は、特に、好ましくはＺ−Ｙ平面内に位置する、ジャーナルクロス１のメイン平面を載置するための載置面１８とこの載置面１８から上方へ張り出すグリップジョウ９とからなる。図２ａ〜ｄにおいて最も良く示されるように、そのグリップジョウがジャーナルクロス１の中心へ向かって走行可能であり、かつそのグリップジョウの間に、その中央部分３をしっかりと挟持することができる。
【００４２】
載置面１８は、オーバーテーブル２３の上側である。そのオーバーテーブルは、その下に位置し、かつ支持を行うアンダーテーブル２４に対して、好ましくはＸ方向に延びる法線２１を中心に揺動可能であり、特にたとえば９０°だけサイクリックに揺動可能である。
【００４３】
好ましくはオーバーテーブル２３とアンダーテーブル２４を含めて、クランプ装置１９全体は、Ｘ方向においてＸガイド２５に沿って作業領域内へ、そしてこの作業領域から、好ましくは下方へ向かって、あるいは上方と下方へ向かって、走行可能である。
【００４４】
場合によっては、クランプ装置１９のためのＸガイド２５は、その上に載置されるジャーナルクロス１が作業領域、したがって旋盤の回転軸１０と整合する位置、を越えて上方へ向かって走行可能である。それによってそこで工作ユニット２０の駆動される工具による工作物の軽い加工が可能となる限りにおいて、上方へ向かって延長されている。
【００４５】
この種の機械によって、ジャーナルクロス１のジャーナル２を加工するための措置が可能であって、それは以下のように進行する。
【００４６】
まず（図２ａ）、ジャーナルクロス１がその下側をクランプ装置１９の載置面１８上に載せて、引き戻された、したがって径方向外側へ走行した、クランプジョウ９の間の中央に挿入されるので、２対のジャーナル２のクロスする回転軸線１０ａ、ｂが載置面１８に対して平行に延びる。
【００４７】
そして、グリップジョウ９は、中央部分３のそれぞれの内側角部５に添接して、ジャーナルクロス１をそれらの間にセンタリングしてしっかりと挟持するまで、径方向内側へ走行する。好ましくは、グリップジョウ９は、それぞれ同一のクランプ圧をもたらすように、油圧的に互いに接続されている。
【００４８】
このように挟持されたジャーナルクロス１は、すでに、あるいはこれからクランプ装置１９によって上方へ向かって、少なくとも旋盤の回転軸１０の高さまで、場合によってはそれを越えて、走行されるので、その回転軸１０ａが旋盤の回転軸１０に対して平行となる、１対のジャーナル２は、まず、このジャーナル２の前側４がたとえばディスクフライス７によって寸法に合わせてフライス加工されることにより、長さに合わせて加工することができる。ディスクフライスは、工具リボルバー６のそれぞれ１つ上に取り付けられるか、あるいは旋盤に設けられる別の工具ユニットである。
【００４９】
次に、２つの工具リボルバー６が、その上に存在するセンタードリル２６がこの対のジャーナル２の回転軸１０ａと整合するまで回動されて（図１ｂ）、センタードリル２６が、Ｚ方向に前面４内へ進入して、そこでそれぞれセンタリング孔８を生じさせる。
【００５０】
これが行われるとすぐに、オーバーテーブル２３がジャーナルクロス１と共に法線２１を中心にアンダーテーブル２４に対してこの場合には９０°回動されるので、まだ加工されていないジャーナルペアの回転軸１０ｂが旋盤の回転軸１０に対して平行になり、図２ｃに示すように、上述したのと同じシーケンスでこの第２のジャーナルペアが加工される。
【００５１】
そして、クランプ装置１９がその上に挟持されているジャーナルクロス１と共に、すでに前側を加工されているジャーナル２のこの回転軸１０ａが旋盤の回転軸１０と整合するまで、下方へ向かって走行し、クランプ装置１３のセンタリング尖端２２がセンタリング孔８内へ嵌入して、それによってこのセンタリング尖端２２の間にジャーナルクロス１を挟持する。
【００５２】
これが行われるとすぐに、グリップジョウ９が径方向外側へ戻るように走行して、ジャーナルクロス１を解放することによって、クランプ装置１９が緩められ、クランプ装置１９全体がＸガイド２５に沿って下方へ向かって走行し（図１ｃ）、ジャーナルクロス１は旋盤の回転軸１０を中心にスピンドルヘッド１２とカウンタースピンドルヘッド１４によって回転駆動することができる。そのために、通常、センタリング尖端２２の外部で、端面連動子、または回転軸１０を中心とするトルクを工作物に伝達する他の部材が、ジャーナルクロス１に添接する。
【００５３】
この状態において、センタリング尖端２２によって保持される、ジャーナル２の回転する外表面が、回転によって工具リボルバー６の丸削り工具２７によって加工される。
【００５４】
次に、クランプ装置１９は、再びその上方の載置面１８上にジャーナルクロス１が取り付けられるまで上昇し、グリップジョウ９が径方向内側へ向かって前進して、ジャーナルクロス１を再び内側角部５内で挟持する。
【００５５】
これが行われるとすぐに、センタリング尖端２２がセンタリング孔８から引き戻されて、（図２ｂ）オーバーテーブル２３がジャーナルクロス１と共に法線２１を中心にアンダーテーブル２４に対してこの場合には９０°回動され、好ましくは戻るように回動されるので、まだ外表面を加工されていないジャーナルペアの回転軸１０ｂが、旋盤の回転軸１０に対して平行になる。
【００５６】
そして、クランプ装置１３のセンタリング尖端２２が、今度はセンタリング孔８内へ嵌入して、それによってジャーナルクロス１をこれらセンタリング尖端２２の間に挟持する。このため、図２ｄに示すように、上述したのと同様のシーケンスによって、今度はこの第２のジャーナルペアが加工され、すなわちセンタリング尖端２２によって保持されるジャーナル２の回転する外表面が、回転により工具リボルバー６の丸削り工具２７によって加工される。
【００５７】
代替的に、第１のジャーナルペアを、旋盤の回転軸と整合し、あるいはそれに対して平行に、まず、付加的なクランプ装置１９によって保持し、その直後に尖端２２の間に保持して、仕上げ加工し、その後に初めて、付加的なクランプ装置１９によって工作物を９０°回動させた後に、第２のジャーナルペアを同じように加工することも、可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  ジャーナルクロス、工作物
２  ジャーナル
３  中央部分
４  前側
５  内側角部
６  工具リボルバー
７  フライス、ディスクフライス
８  センタリング孔
９  グリップジョウ
１０  回転軸、Ｚ方向
１０ａ、ｂ  回転軸
１１  ベッド
１２  スピンドルヘッド
１３  クランプチャック
１４  カウンタースピンドルヘッド
１５  Ｚガイド
１６  Ｚキャリッジ
１７  Ｘキャリッジ
１８  載置面
１９  クランプ装置
２０  工具ユニット
２１  法線
２２  センタリング尖端
２３  オーバーテーブル
２４  アンダーテーブル
２５  Ｘガイド
２６  センタリング孔
２７  丸削り工具
【図１ａ】
2016505395.tif 000003
【図１ｂ】
2016505395.tif 000004
【図１ｃ】
2016505395.tif 000005
【図２ａ】
2016505395.tif 000006
【図２ｂ】
2016505395.tif 000007
【図２ｃ】
2016505395.tif 000008
【図２ｄ】
2016505395.tif 000009
【国際調査報告】
2016505395.tif 000010
2016505395.tif 000011
2016505395.tif 000012
2016505395.tif 000013
2016505395.tif 000014
2016505395.tif 000015