(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の連接棒軸受ジャーナル（５）、複数の主軸受ジャーナル（６）、及び複数のクランクウェブ（７）を有するクランクシャフト（４）を加工硬化するための方法であって、
前記複数の連接棒軸受ジャーナル（５）及び前記複数の主軸受ジャーナル（６）が複数のオイルボア（３１）を有し、前記複数のオイルボア（３１）のうちの１つのオイルボア（３１）の少なくとも１つのオイルボア端部（３０）を、パルス又は衝撃を伝達する衝撃ツール（１６）の衝撃ヘッド（２１）が前記オイルボア端部（３０）に衝撃力を導入することにより、加工硬化させ、
前記オイルボア端部（３０）が、前記複数の連接棒軸受ジャーナル（５）及び前記複数の主軸受ジャーナル（６）のそれぞれ走行面（３６）への渡りにおいて傾斜部（３９）及び／又は渡り部（Ｒ）を有し、
前記渡り部（Ｒ）及び／又は前記傾斜部（３９）が衝撃を与えられて硬化され、この衝撃硬化用の前記衝撃ヘッド（２１）は、前記オイルボア端部（３０）の硬化対象の前記渡り部（Ｒ）及び／又は前記傾斜部（３９）に適合する形状の成形部分を有することを特徴とする
加工硬化方法。
【請求項２】
請求項１に記載の加工硬化方法であって、
同一のものである前記連接棒軸受ジャーナル（５）と前記主軸受ジャーナル（６）とのいずれかにおいて、軸方向にオフセットして配置された２つのオイルボア端部（３０）を、２つの衝撃ヘッド（２１）を有する衝撃ツール（１６）により、同時に衝撃硬化することを特徴とする
加工硬化方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の加工硬化方法であって、
前記複数のオイルボア端部（３０）のうちの１つのオイルボア端部（３０）と位置合わせするため、及び／又は前記衝撃硬化中に、前記クランクウェブ（７）のうちの少なくとも１つのクランクウェブ（７）上の少なくとも１つの支持要素（３３）により前記衝撃ツール（１６）を支持することを特徴とする
加工硬化方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の加工硬化方法であって、
前記衝撃硬化用の前記衝撃ヘッド（２１）が球面を有することを特徴とする
加工硬化方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の加工硬化方法であって、
前記オイルボア端部（３０）のうちの１つのオイルボア端部（３０）の衝撃硬化中に、前記オイルボア端部（３０）の渡り部（Ｒ）又は前記オイルボア端部（３０）の皿穴を前記衝撃ヘッド（２１）により形成することを特徴とする
加工硬化方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の加工硬化方法であって、
前記オイルボア端部（３０）の衝撃硬化において、前記衝撃硬化中に前記衝撃ヘッド（２１）がオイルボア端部（３０）内の異なる深さまで入り込むように、異なる直径の衝撃ヘッド（２１）を使用することを特徴とする
加工硬化方法。
【請求項７】
請求項６に記載の加工硬化方法であって、
複数の前記衝撃ヘッド（２１）を切り替えるために、切替装置（３７）を使用することを特徴とする
加工硬化方法。
【請求項８】
請求項７に記載の加工硬化方法であって、
前記複数の連接棒軸受ジャーナル（５）及び／又は前記複数の主軸受ジャーナル（６）の、複数またはすべてのオイルボア端部（３０）を加工硬化することを特徴とする
加工硬化方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載の加工硬化方法であって、
前記複数のオイルボア（３１）の複数の前記オイルボア端部（３０）のうちの１つを衝撃硬化するために、最初に駆動装置（３）によって前記クランクシャフト（４）を回転方向に沿って衝撃位置に回転させ、その後、前記衝撃位置でクランクシャフト（４）を拘束するために拘束装置（１２）を使用し、その後、前記衝撃ツール（１６）により前記複数のオイルボア（３１）の前記オイルボア端部（３０）に前記衝撃力を導入することを特徴とする
加工硬化方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の加工硬化方法であって、
前記衝撃ツール（１６）を少なくとも１つの衝撃ヘッド（２１）とともに前記オイルボア（３１）に導入し、その後、前記オイルボア端部（３０）を加工硬化するために、前記少なくとも１つの衝撃ヘッド（２１）を前記衝撃ツール（１６）から放射状に押し出し、前記オイルボア端部（３０）の内壁に押し付けることを特徴とする
加工硬化方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の加工硬化方法であって、
前記少なくとも１つの衝撃ヘッド（２１）を前記衝撃ツール（１６）から油圧で、空気圧で、又は電気機械的に押し出すことを特徴とする
加工硬化方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の加工硬化方法であって、
少なくとも１つのウェッジ（４２）又は少なくとも１つのボールねじ駆動装置を使用して、前記衝撃ツール（１６）から機械的に前記少なくとも１つの衝撃ヘッド（２１）を放射状に押し出すことを特徴とする
加工硬化方法。
【請求項１３】
クランクシャフト（４）に衝撃を与えて硬化させるための装置であって、
前記クランクシャフト（４）が複数の連接棒軸受ジャーナル（５）、複数の主軸受ジャーナル（６）、及び複数のクランクウェブ（７）を有し、
前記複数の連接棒軸受ジャーナル（５）及び前記複数の主軸受ジャーナル（６）が、複数のオイルボア（３１）を有し、前記複数のオイルボア（３１）のうちの１つのオイルボア（３１）の少なくとも１つのオイルボア端部（３０）の傾斜部（３９）を衝撃硬化するために、パルス又は衝撃を伝達する衝撃ツール（１６）の衝撃ヘッド（２１）により、前記オイルボア端部（３０）に衝撃力を導入し、
この衝撃硬化用の前記衝撃ヘッド（２１）が、前記オイルボア端部（３０）の前記傾斜部（３９）に適合された形状の成形部分を有することを特徴とする
衝撃硬化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の連接棒軸受ジャーナル、主軸受ジャーナル、及びクランクウェブを有するクランクシャフトを加工硬化する方法に関する。
【０００２】
本発明はまた、請求項２１に記載のクランクシャフトに衝撃を与えて硬化させる（以下、衝撃硬化とする）ための装置に関する。
【０００３】
本発明はまた、クランクシャフトに関する。
【背景技術】
【０００４】
内燃機関の開発が継続的に進められ、その性能が向上し、当該内燃機関には厳しい排出要件が課せられるようになったため、現代のエンジンには、これまで以上に大きな負荷がかけられている。このため、自動車産業においては、特に、高負荷を受け、かつ、内燃機関の機能にとって重要なクランクシャフトの強度に関して高い要求が課されている。ここで、構造の観点から要求されることが多いのは、クランクシャフトの軽量化と必要スペースの縮小である。これは、クランクシャフトの設計においては、断面積の増加、すなわち、クランクシャフトの断面係数ではなく、可能な限り、局所的な内部圧縮応力状態によって負荷容量を増加させるべきであるということを意味する。このため、現代のクランクシャフトは、さらなる高レベルのエンジン出力にさらされるので、様々な機械加工及び熱処理方法を使用して製造される。
【０００５】
このような方法の例として、誘導及び表面硬化、レーザ硬化、又は窒化による表面硬化法等の熱処理、並びにディープローリング、ショットピーニング、又は衝撃硬化等のひずみ硬化法が挙げられる。これらの方法は一般的、かつ、よく確立された方法であることがほとんどであり、様々な目的に適している。
【０００６】
このような方法の例に関して、以下の文献を参照する：EP 1 479 480 A1、EP 0 788 419 B1、 EP 1 612 290 A1、DE 10 2007 028 888 A1、及び EP 1 034 314 B1。
【０００７】
特に、衝撃硬化は、クランクシャフトの疲労強度、特に、曲げ疲労強度及びねじり疲労強度を高めるために有利な方法である。ここでは、断面の渡り部及び断面の移行部の負荷領域において、冷間加工、好ましくは、特別な衝撃ツールによる打撃によってクランクシャフトに衝撃力を導入することにより、疲労強度を高める。このような処理の例として、DE 34 38 742 C2及びEP 1 716 260 B1を参照する。
【０００８】
局所的な打撃中の剪断応力の好ましくない導入を防ぐために、DE 34 38 742 C2では、圧力パルス動作時、パルス印加体とツール表面との間に、パルス方向に対して横方向に相対的な動きが生じないようにすることが提案されている。この目的のため、衝撃ツールによる内部圧縮応力の導入中の送り運動は、段階的に実行されるであろう。
【０００９】
この方法をさらに発展させたものとして、EP 1 716 260 B1には、機械加工処理中にクランクシャフトを連続的に回転させ、機械加工されるクランクシャフトセグメントに対する衝撃ツールの衝撃による内部圧縮応力の導入中、当該衝撃ツールがクランクシャフトに作用している間は、クランクシャフトの回転運動を停止させることが提案されている。ここで、衝撃圧力は、クランクシャフトの回転運動が当該衝撃運動によって強制的に停止するように選択される。
【００１０】
ただし、この目的で、駆動装置が「強制停止」によって損傷するのを防ぐために、駆動装置内にトランスミッション、クラッチ、及び／又はスプリング・システム等の複雑な部品が必要となる。さらに、クランクシャフトの回転運動（点火時調整）と内部圧縮応力の導入は、処理に関して信頼できる方法で同期しなければならない。ここで、堅牢な装置を保証するために必要な機械部品は、複雑で高価である。
【００１１】
クランクシャフトには、一般に、上記熱処理及び／又は加工硬化処理が行われるが、それでも、さらなる構造的な側面が、特にクランクシャフトのねじり疲労強度に関して、障害となる可能性がある。クランクシャフトの動作中にオイルを供給できるようにするため、主軸受ジャーナル及び連接棒軸受ジャーナルは、それぞれ、オイルボアを備えている。このようなオイルボアは、クランクシャフトの堅牢性に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、オイルボアを配置する上で、クランクシャフトの耐荷重能力が許容範囲を超えて低下しないようにする必要がある。特に、クランクシャフトのねじり強度に関して高い要求が課されているため、設計者は、オイルボアの寸法、位置、及び／又は位置合わせに関して制約を受ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】EP 1 479 480 A1
【特許文献２】EP 0 788 419 B1
【特許文献３】EP 1 612 290 A1
【特許文献４】DE 10 2007 028 888 A1
【特許文献５】EP 1 034 314 B1
【特許文献６】DE 34 38 742 C2
【特許文献７】EP 1 716 260 B1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明によって解決される課題は、特に、クランクシャフトの疲労強度を高めることを目的とした、クランクシャフトの加工硬化を改善するための方法、及び、クランクシャフトの衝撃硬化のための装置を提供することである。
【００１４】
最後に、本発明は、改善されたクランクシャフト、特に、その疲労強度に関して改善されたクランクシャフトを提供するという目的にも基づいている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的は、方法については、請求項１において特定された特徴により、装置については、請求項２１において特定された特徴により達成される。
【００１６】
クランクシャフトに関して、当該目的は、請求項２２において特定された特徴により達成される。
【００１７】
以下に記載の従属請求項及び特徴は、本発明の有利な実施形態及び変形例に関する。
【００１８】
本発明に係る連接棒軸受ジャーナル、主軸受ジャーナル、及びクランクウェブを有し、連接棒軸受ジャーナル及び主軸受ジャーナルがオイルボアを有するクランクシャフトを加工硬化するための方法において、複数のオイルボアのうちの１つオイルボアの少なくとも１つのオイルボア端部及び／又は複数のオイルボアのうちの１つのオイルボアの少なくとも１つの円筒部分が加工硬化されるようになっている。
【００１９】
以下、簡潔にするため、連接棒軸受ジャーナル及び主軸受ジャーナルを単に「ジャーナル」と呼ぶ場合もある。ここで、「ジャーナル」という表現は、連接棒軸受ジャーナル及び主軸受ジャーナルの両方を指す場合があり、あるいは、連接棒軸受ジャーナルのみ若しくは主軸受ジャーナルのみを指す場合もある。特に明記されていない限り、本明細書において、この３パターンのジャーナルはすべて「ジャーナル」という表現に包含される。
【００２０】
本発明は、例えば、長さ０．２〜８ｍまたはそれ以上のクランクシャフト及び／もしくは直径３０〜５００ｍｍまたはそれ以上の主軸受ジャーナル及び連接棒軸受ジャーナルを有するクランクシャフトの疲労強度を高めるのに特に好適である。しかしながら、本発明は、長さ１．５〜８ｍまたはそれ以上の大きなクランクシャフト及び／もしくは直径１００〜５００ｍｍまたはそれ以上の主軸受ジャーナル及び連接棒軸受ジャーナルを有する大きなクランクシャフトの疲労強度を高めるのに特に大変好適である。
【００２１】
オイルボア端部は、当該オイルボアの入り口から当該オイルボアの特定の深さまで延びるオイルボア一部、又はオイルボアの渡りから関連する連接棒軸受ジャーナル若しくは主軸受ジャーナルの走行面へと延びるオイルボアの一部であってもよい。したがって、オイルボアの上部、又は走行面に開口するオイルボアの部分を「オイルボア端部」と呼ぶことができる。オイルボア端部は、少なくとも上記入り口又はジャーナルの走行面への渡りを含んでもよい。ただし、オイルボア端部は、基本的に、当該オイルボアの入り口から当該オイルボアの５０％、好ましくは２５％、特に好ましくは１０％、例えば、５％又は２％の深さまで延びてもよい。
【００２２】
本発明において、オイルボア端部は、単に走行面への渡りにおける渡り部のみを構成してもよい。オイルボア端部は、走行面への渡りにおける渡り部、及び隣接する傾斜部又は隣接する皿穴を構成してもよい。さらに、オイルボア端部は、単にオイルボアの傾斜部又は皿穴のみを構成してもよい。したがって、走行面への渡りに任意に存在する渡り部を、本発明において走行面に割り当てることもできる。したがって、オイルボア端部は、傾斜部又は皿穴からオイルボアの特定の深さまで伸びていてもよい。
【００２３】
オイルボアの円筒部分は、クランクシャフト内のオイルボアの任意の部分であってもよい。オイルボアにおける円筒部分の長さは任意であり、オイルボアの全長を包含してもよい。特に、オイルボアの円筒部分は、オイルボア端部の部分を形成しない部分であってもよい。本発明による定義の文脈において、オイルボアの円筒部分は、渡り部も傾斜部又は皿穴も含まない。
【００２４】
したがって、本発明において、オイルボアの異なる領域をそれぞれ個別に又はジャーナルの走行面への渡りにおける渡り部、及び／又はオイルボアの傾斜部若しくは皿穴、及び／又はオイルボアの少なくとも１つの円筒部分又は任意の深さのオイルボアの内側面の任意の組み合わせで加工硬化することができる。
【００２５】
本発明者らは、オイルボア端部のうちの少なくとも１つのオイルボア端部及び／又は、場合によっては、オイルボアの一部若しくは全体を加工硬化することにより、クランクシャフトの堅牢性を高められることを認識している。このようにして、クランクシャフトをエンジンの動作にさらに適合させることができる可能性がある。特に、本発明に従って複数のオイルボア端部のうちの少なくとも１つのオイルボア端部を加工硬化する場合、クランクシャフトのねじり疲労強度を改善することができる。
【００２６】
さらに、本発明者らは、オイルボア内の少なくとも１つの円筒部分を加工硬化することにより、クランクシャフトの堅牢性も高められることを認識している。ここで、特に、オイルボア端部のうちの１つを硬化することなく、特に、オイルボアの渡り部又は傾斜部／皿穴を硬化することなく、円筒部分のみ、例えば、オイルボアの入り口領域及び／又はオイルボアの中間領域のみを加工硬化すると有利である可能性がある。
【００２７】
さらに、本発明に係るオイルボアのオイルボア端部及び／又は円筒部分の加工硬化により、オイルボアのプロファイルに関するクランクシャフトの設計の可能性、オイルボアの数、及び／又はオイルボアの直径が増加する。これは、オイルボアがクランクシャフトのねじり強度に与える悪影響が従来技術よりも小さいからである。
【００２８】
本発明の文脈において連接棒軸受ジャーナルのオイルボアに言及する場合、これは、明示的に除外されない限り、基本的に、主軸受ジャーナルのオイルボアであってもよく、その逆もまた同様である。オイルボア端部及び／又は円筒部分が加工硬化されるオイルボアは、基本的には、クランクシャフトの任意の軸受点又は走行面に存在してもよく、例えば、クランクシャフトの入力シャフト又は出力シャフトに存在してもよい。したがって、「連接棒軸受ジャーナル」及び「主軸受ジャーナル」という表現は、当業者によって再解釈され得る。
【００２９】
使用するクランクシャフトの種類に応じて、複数、大部分、又はすべての連接棒軸受ジャーナルがオイルボアを有するようにしてもよい。それに対応して、クランクシャフトのそれぞれの種類に応じて、複数、大部分、又はすべての主軸受ジャーナルがオイルボアを有するようにしてもよい。
【００３０】
さらに、ジャーナル（連接棒軸受ジャーナル又は主軸受ジャーナル）が、１つ、２つ、又はそれ以上のオイルボアを有するようにしてもよい。例えば、Ｖ型エンジン用のクランクシャフトの場合、好ましくは２つの連接棒を取り付けるために、連接棒軸受ジャーナルにクランクシャフトの回転軸に沿って軸方向にオフセットされた２つのオイルボアを設けるのが一般的である。対照的に、インラインエンジン用のクランクシャフトでは、通常、それぞれの場合において、連接棒軸受ジャーナルに設けられるオイルボアは１つのみである。
【００３１】
オイルボアは、ジャーナルを完全に貫通するか、あるいは、ジャーナル全体に延びる。すなわち、開口又は入り口、及びしたがってオイルボア端部をジャーナルの両側に設けてもよい（これは、特に主軸受ジャーナルに当てはまる）。ただし、オイルボアは、ジャーナル内で終端していてもよく、したがって、例えば、盲穴として形成されてもよい（これは、特に連接棒軸受ジャーナルに当てはまる）。
【００３２】
本発明に係る方法及び本発明に係る装置は、他の方法を使用して予め機械加工されたクランクシャフトの場合であっても、その疲労強度特性を高めるために適用又は使用してもよい。例えば、オイルボアのオイルボア端部及び／又は円筒部分を加工硬化することにより、高周波焼入れにより硬化したクランクシャフトも遡及的に改善することができる。同様に、オイルボアのオイルボア端部及び／又は円筒部分を加工硬化することにより、未硬化（軟性）の窒化、軟窒化又はレーザ硬化クランクシャフトを改善することもできる。
【００３３】
好ましくは、クランクシャフトの連接棒軸受ジャーナル及び／又は主軸受ジャーナルの軸受点を最初に既知の方法により硬化するようにしてもよく、その後、クランクシャフトの連接棒軸受ジャーナルとクランクウェブとの間の渡り部及び／又はクランクシャフトの主軸受ジャーナルとクランクウェブとの間の渡り部が加工硬化され、好ましくは衝撃硬化され、その後、クランクシャフトのオイルボアの１つ、複数、又はすべてのオイルボア端部及び／又はクランクシャフトのオイルボアの１つ、複数、又はすべての円筒部分が加工硬化される。加工硬化中、特に衝撃硬化中の機械加工シーケンスは任意であり、特に、機械加工ステップを同時に実行することもできる。
【００３４】
本発明の一改良形態では、オイルボア端部若しくは複数のオイルボア端部及び／又は１つ以上の円筒部分を衝撃硬化するようにしてもよい。
【００３５】
少なくとも１つのオイルボア端部の衝撃硬化に実質的に基づいて、本発明を以下に説明する。ただし、これは限定的なものとして理解されるべきではない。特に、オイルボア端部の衝撃硬化に加えて、又はこれと独立に、オイルボアの少なくとも１つの円筒部分を衝撃硬化することもできる。
【００３６】
基本的に、オイルボア端部及び／又は円筒部分の硬化のための他の加工硬化方法、特に、冷間圧延、ショットピーニング、及び／又は打撃を提供することもできる。
【００３７】
しかしながら、特に衝撃硬化は、オイルボアのオイルボア端部及び／又は円筒部分の加工硬化に関して、技術的に効率的に実施できる有利な加工硬化方法であることが証明されている。
【００３８】
本発明の一改良形態では、衝撃ツールの衝撃ヘッドによって、オイルボア端部及び／又は円筒部分に衝撃力を導入するようにしてもよい。
【００３９】
衝撃力を導入することは、衝撃ツールの衝撃ヘッド、又は衝撃装置のいわゆる「ヘッダ」が硬化対象のクランクシャフトの領域、本例では、オイルボア端部又は円筒部分の内壁に対して衝撃を与えることを意味すると理解することができる。ここで、衝撃は、所望の衝撃位置において、目的に応じて行われる。通常、（空気圧、油圧、及び／又は電気で発生した）強いパルス又は衝撃を伝達する衝撃ピストンを使用する。
【００４０】
衝撃力に応じて、それぞれの衝撃位置に衝撃ヘッドの目に見える衝撃痕が形成される。衝撃痕の深さ及び導入された内部圧縮応力の質又は深さの影響は、この場合、選択した衝撃力に依存する。ツール及び処理パラメータは、それぞれのクランクシャフト並びに、ここでは、適切な場合、オイルボア及び／又は軸受点、又はオイルボア端部が開口する走行面と正確に整合されることが好ましい。
【００４１】
特に、１つの衝撃ツール又は１つの衝撃装置によって、硬化対象のオイルボアのすべてのオイルボア端部又は円筒部分を連続して衝撃硬化するようにしてもよい。ただし、オイルボアの少なくとも２つ以上のオイルボア端部及び／又は円筒部分を同時に衝撃硬化するようにしてもよい。この目的のために、複数の衝撃装置、複数の衝撃ツール、及び／又は複数の衝撃ヘッドを設けてもよい。処理速度は、複数のオイルボア端部及び／又は円筒部分を同時に機械加工することにより向上させることができる。
【００４２】
本発明の一改良形態では、連接棒軸受ジャーナル及び／又は主軸受ジャーナルの複数、好ましくは大部分、特に好ましくはすべてのオイルボア端部を加工硬化、特に衝撃硬化するようにしてもよい。
【００４３】
さらに、連接棒軸受ジャーナル及び／又は主軸受ジャーナルのオイルボアの複数、好ましくは大部分、特に好ましくはすべての円筒部分を加工硬化、特に衝撃硬化するようにしてもよい。
【００４４】
本発明者らは、特に、偏心したジャーナル又は高負荷のジャーナル、すなわち、特にクランクシャフトの連接棒軸受ジャーナルのオイルボアのオイルボア端部及び／又は円筒部分を加工硬化することにより、クランクシャフトの堅牢性が著しく増加することを認識している。したがって、特に大変好ましくは、連接棒軸受ジャーナルのオイルボアのすべてのオイルボア端部及び／又はすべての円筒部分を加工硬化するようにしてもよい。適切な場合、本発明に係る方法の処理速度を向上させるために、主軸受ジャーナルのオイルボアのオイルボア端部及び／又は円筒部分の加工硬化を省略することもできる。加工硬化は、衝撃硬化により実現するのが好ましい。
【００４５】
本発明の一改良形態では、それぞれのジャーナルの走行面への渡りにおいてオイルボア端部が渡り部を有するようにしてもよく、当該渡り部が加工硬化、好ましくは衝撃硬化される。
【００４６】
特に、クランクシャフトの堅牢性を改善する場合、オイルボアの入り口、すなわち、それぞれのジャーナルの走行面に移行するオイルボア端部の前部を加工硬化することが特に効率的であることが証明されている。一般に、渡りはいわゆる渡り部と呼ばれる部分を有する。ただし、例えば、平らな皿穴又は輪郭付きの皿穴、例えば、円錐形の皿穴等の所望の皿穴をオイルボア端部の入り口の領域に設けることも可能である。加工硬化、好ましくは走行面への渡りにおけるオイルボア端部の衝撃硬化が、それぞれのジャーナルの渡りの特定の設計と無関係であると有利である。
【００４７】
皿穴又は渡り部なしでそれぞれのジャーナルの走行面に移行するオイルボア端部の加工硬化を行うようにしてもよい。
【００４８】
一改良形態では、オイルボア端部が傾斜部を有するようにしてもよく、当該傾斜部が衝撃硬化される。
【００４９】
特定の用途に応じて、特に、走行面の領域において衝撃硬化により導入される衝撃痕を避けるために、走行面への渡りにおける渡り部を硬化しないようにするようにしてもよく、場合によっては、軸受けの動作の改善が保証される。例えば、傾斜部又は皿穴を起点として硬化を行ってもよく、そうでなければ、円筒部分から硬化を開始する。
【００５０】
渡り部ではなく、傾斜部及びオイルボアの円筒部分の少なくとも一部を加工硬化、特に、衝撃硬化するようにしてもよい。
【００５１】
本発明の一改良形態では、さらに、オイルボア端部のうちの１つの衝撃硬化中に、衝撃ヘッドによって、オイルボア端部の渡り部又はオイルボア端部の皿穴を形成するようにしてもよい。
【００５２】
オイルボア端部の衝撃硬化と同時に、衝撃ツール、衝撃ヘッド、及び／又は対応する衝撃ヘッドの衝撃痕がオイルボアの入り口で形成されるように選択された衝撃力によって、オイルボアの皿穴又は渡り部を最初に形成するようにしてもよい。
【００５３】
本発明の一改良形態では、さらに、同じジャーナル内で（クランクシャフトの回転軸に沿って）軸方向オフセットして配置された２つのオイルボア端部を、２つの衝撃ヘッドを有する衝撃ツールによって同時に衝撃硬化するようにしてもよい。
【００５４】
この目的のため、特に、衝撃ピストンの衝撃が偏向部によって２つの衝撃ヘッド間で好ましくは均一に分配するようにしてもよい。
【００５５】
クランクシャフトの１つのジャーナルに３つ以上のオイルボア端部を設ける場合、それに応じて、衝撃ツールの衝撃ヘッドの数を増加させてもよい。したがって、ジャーナルのすべてのオイルボアのオイルボア端部及び／又は円筒部分を同時に衝撃硬化することが好ましい。
【００５６】
あるいは、特に衝撃ヘッドを１つのみ有する衝撃ツールによって、１つのジャーナルに形成された２つ以上のオイルボアをそれぞれ個別に衝撃硬化するようにしてもよい。
【００５７】
本発明の一改良形態では、オイルボア端部のうちの１つとの位置合わせのため、及び／又は衝撃硬化中に、複数のクランクウェブのうちの少なくとも１つのクランクウェブ上の少なくとも１つの支持要素によって衝撃ツールを支持するようにしてもよい。
【００５８】
起こり得る最適な結果を得るために、衝撃ツールをオイルボアのオイルボア端部又は入り口に正確に位置合わせできることが好ましい。衝撃力をオイルボアの中心軸に沿って導入するのが特に好ましい。
【００５９】
対応する支持要素は、弾性材料から形成されるか、あるいは、弾性材料を有することが好ましく、また、衝撃ツールの正確な位置合わせを支援する。弾性材料は、例えば、プラスチック、特に軟性プラスチック、又はゴム材料であってもよい。支持要素を非弾性材料、例えば、黄銅又は他の金属から形成してもよい。
【００６０】
衝撃硬化対象のジャーナルを取り囲む２つのクランクウェブ間で衝撃ツールを案内するように支持要素を設計するのが好ましい。ここで、支持要素は、衝撃ツールの外側に配置されるのが好ましく、また、衝撃ツールが２つのクランクウェブ間に挿入され、かつ、当該２つのクランクウェブに支持されるように支持要素の寸法が決められるのが好ましい。したがって、支持要素を含む衝撃ツールの範囲は、クランクシャフトの軸方向において、衝撃硬化対象のオイルボアを有するジャーナルを取り囲む２つのクランクウェブ間の（軸方向の）間隔に対応するのが好ましい。支持要素は、単一部分又は複数部分の形態のものであってもよい。
【００６１】
本発明の好ましい改良形態では、衝撃硬化用の衝撃ヘッドが球面を有するようにしてもよい。
【００６２】
衝撃ヘッドは、好ましくは、特に、硬化目的でクランクシャフトに衝突するその前部領域又は前端が実質的に球形であってもよい。ただし、衝撃ヘッドは、基本的に、任意の所望の形状を有していてもよく、例えば、楕円形、半球形、又は平らな形状を有していてもよい。
【００６３】
しかしながら、衝撃ヘッドの球面は、これにより衝撃ツールのセンタリング又は位置合わせを簡素化できるため、オイルボアのオイルボア端部及び／又は円筒部分の衝撃硬化に特に適していることが証明されている。
【００６４】
本発明の一改良形態では、衝撃硬化用の衝撃ヘッドが、その形状が硬化対象の渡り部及び／又は傾斜部及び／又はオイルボア端部の特に入り口領域におけるプロファイル/設計に適合される成形部分を有するようにしてもよい。
【００６５】
成形部分は、特に、オイルボア端部の渡り部のネガティブ形状に対応してもよい。衝撃硬化用の衝撃ヘッドは、基本的に、その形状がそれぞれのジャーナルの走行面に移行するオイルボア端部の部分に適合される成形部分を有していてもよい。
【００６６】
本発明の一改良形態では、さらに、オイルボア端部の衝撃硬化について、衝撃硬化中に衝撃ヘッドがオイルボア端部内の異なる深さまで入り込むように、異なる直径の衝撃ヘッドを使用するようにしてもよい。
【００６７】
したがって、例えば、球面を有する衝撃ヘッドを使用する場合、衝撃ヘッドはそれぞれ異なる球形を有していてもよい。
【００６８】
球形、半球形、又は部分的に球形の衝撃ヘッドがオイルボアの直径よりも大きい直径、特にオイルボアの直径よりも最大1%、少なくとも1%、好ましくは少なくとも2%、特に好ましくは少なくとも5%、例えば、少なくとも10%、15%、20%、又は少なくとも50%大きい直径を有するようにしてもよい。
【００６９】
本発明の一改良形態では、衝撃ヘッドを切り替えるために切替装置を使用するようにしてもよい。
【００７０】
特に、衝撃ヘッド及び／又は衝撃ツール及び／又は衝撃装置を交換し、同じオイルボア端部に対する２つの衝撃間で、使用する衝撃ヘッドの直径を変更するために、マガジン付きの切替装置を設けてもよい。
【００７１】
衝撃ツールの衝撃ヘッドを交換するための切替装置を、例えば、回転可能なドラムとして設計してもよい。
【００７２】
本発明の一改良形態では、オイルボア端部の加工硬化のために、オイルボアの少なくとも一部を通って球体を押し込むようにしてもよい
【００７３】
このようにして、特にオイルボア端部の領域におけるオイルボアの内壁を加工硬化することもできる。効果的な加工硬化を実現するためには、加工硬化をもたらす所望の変形を引き起こすために球体がオイルボアの直径よりもわずかに大きいと有利である。
【００７４】
球体は、衝撃ツールの衝撃ヘッドであってもよい。したがって、基本的に衝撃硬化用に使用できる衝撃ツールを、当該衝撃ツールが衝撃ヘッドによりオイルボアに入り込むことができるように設計されている場合、オイルボアの内壁を加工硬化するために使用してもよい。特に、球体をオイルボアに押し込みながら衝撃ツールに締結する場合、オイルボアの中心軸に沿って衝撃ツールをできるだけ正確に位置合わせすると有利である。
【００７５】
オイルボアの部分に押し込まれた後、球体は、好ましくは、再びオイルボアから取り除かれ、例えば、引き出される。
【００７６】
本発明の一改良形態では、球体をオイルボアの少なくとも一部にパルス状又は均一に押し込むようにしてもよい。
【００７７】
例えば、衝撃装置の衝撃ピストンによって生成される連続的な衝撃によって、さらに深くまでオイルボアに球体を押し込んでもよい（また、場合によっては、再び引き出してもよい）。ただし、１回の押し込み運動により、球体をオイルボアの最深部まで導入してもよい（また、場合によっては、再び引き出してもよい）。
【００７８】
オイルボアが好ましく加工硬化される深さ（又はオイルボア端部の深さ）は、それぞれの種類のクランクシャフトのシミュレーション及び／又は計算及び／又は一連のテストに基づいて決定してもよい。硬化対象のオイルボアの少なくとも１つの円筒部分も、それぞれの種類のクランクシャフトのシミュレーション及び／又は計算及び／又は一連のテストに基づいて決定してもよい。
【００７９】
加工硬化終了前に、オイルの範囲を超えて球体をオイルボアにさらに押し込むようにしてもよく、例えば、オイルボアに完全に押し込むようにしてもよい。
【００８０】
クランクシャフトのオイル回路とエンジンブロックのオイル回路とは、通常、中央で回転する主軸受ジャーナルを介して接続される。オイルは、主軸受ジャーナルから連接棒軸受ジャーナルに分配される。この目的のため、一般に、主軸受ジャーナルのオイルボアを連接棒軸受ジャーナルのオイルボアに接続する接続ボアが設けられ、偏心して回転する連接棒軸受ジャーナルにもオイルが供給される。
【００８１】
本発明の一改良形態では、球体が複数の連接棒軸受ジャーナルのうちの１つの連接棒軸受ジャーナルのオイルボアに押し込まれ、そこから直接、又は接続ボアを介して、隣接する複数の主軸受ジャーナルのうちの１つの主軸受ジャーナルのオイルボアに到達するようにしてもよく、接続ボア及び／又は主軸受ジャーナルのオイルボアは、球体の外径と少なくとも同じ大きさの内径を有する。
【００８２】
加工硬化用の球体は、好ましくは、オイルボア自体の直径よりもわずかに大きくなければならないので、加工硬化の後にオイルボアから再び球体を取り除くという課題が生じる。オイルボアがジャーナルを完全に貫通している場合、球体をジャーナルの背面においてオイルボアから再び押し出すことができる可能性がある。オイルボアがジャーナルを完全には貫通していない場合、問題を引き起こす可能性があるものの、加工硬化が完了したときに、球体をオイルボアから逆方向に再び引き出すようにしてもよい。
【００８３】
発明者らは、対応する接続ボア又は隣接する主軸受ジャーナルのオイルボアに衝突するまで、最初に球体を連接棒軸受ジャーナルのオイルボアに押し込む方法を開発した。接続ボア又は主軸受ジャーナルのオイルボアの直径が球体よりも大きい場合、球体が接続ボア又は主軸受ジャーナルのオイルボア内を転がり、主軸受ジャーナルのオイルボアの入り口から落下することができるので、隣接する主軸受ジャーナルを介して球体を再び取り除くことができる。
【００８４】
例えば、空気圧手段又は油圧手段によってオイル供給チャネル内に圧力を蓄積することにより球体をオイルボアに押し込んだ後、他の何らかの方法でその球体を再び取り除くようにしてもよく、球体をオイルボアの部分から再び押し出すことができる。
【００８５】
球体に固定的に接続されていないか、あるいはゆるく接続されているプランジャにより、球体がオイルボアの部分に押し込まれるようにしてもよい。
【００８６】
球体が最初にプランジャに固定的に接続され、球体がオイルボアに完全に押し込まれているとき、又は押し込まれた後のみに再び解放されるようにしてもよい。上述のように、球体は、衝撃ツールの衝撃ヘッドであってもよい。ここで、衝撃ヘッドを解放又は排出できるように衝撃ツールを設計してもよい。
【００８７】
本発明の一改良形態では、衝撃ツールを少なくとも１つの衝撃ヘッドによりオイルボアに導入するようにしてもよく、その後、オイルボアのオイルボア端部及び／又は少なくとも１つの円筒部分を加工硬化するために、少なくとも１つの衝撃ヘッドが衝撃ツールから放射状に押し出され、オイルボアの少なくとも１つの円筒部分の内壁及び／又はオイルボア端部の内壁に押し付けられる。
【００８８】
したがって、放射状に伸縮する設計の衝撃ツール、又は伸縮自在に放射状に進むことができる衝撃ヘッドを有する偏向ツールを提供してもよい。
【００８９】
このようにして、オイルボア内の任意の部分（又は任意の複数の部分）を加工硬化、好ましくは衝撃硬化することが有利に可能である。この目的のため、衝撃ツールをオイルボアに所望の深さまで押し込むことができ、その後、オイルボアを硬化することを目的として、少なくとも１つの衝撃ヘッドがオイルボアの内壁に押し付けられる。
【００９０】
この欄で説明する衝撃ツールは、渡り部及び／又は傾斜部の加工硬化、好ましくは衝撃硬化にも基本的に使用できることが指摘されている。ただし、理解を深めることを目的として、円筒部分の機械加工についてのみ衝撃ツールを説明しており、また、以下に説明する。
【００９１】
特に、少なくとも１つの衝撃ヘッドが衝撃ツールの中心軸又はオイルボアの中心軸に直交して放射状に外側に押されるようにしてもよい。ただし、少なくとも１つの衝撃ヘッドは、衝撃ツール又はオイルボアの中心軸に対して任意の角度で放射状に外側に押されてもよい。
【００９２】
円筒部分の領域でオイルボアの内面又は内壁をできるだけ完全かつ均一に硬化するために、硬化処理中に、オイルボア内において衝撃ツールをオイルボアの中心軸の周りに連続的、周期的、又は経時的に回転させるようにしてもよい。さらに、硬化処理中に、オイルボアの中心軸に沿って軸方向に衝撃ツールを連続的、周期的、又は経時的に移動させるようにしてもよい。
【００９３】
円筒部分を硬化するために、２、３、４、５、６、又はそれ以上の衝撃ヘッドを使用するようにしてもよい。オイルボアの中心軸からオイルボアの内壁を均一に硬化するために、衝撃ヘッドを、好ましくは衝撃ツールの中心軸の周囲に均一に配置してもよい。２つ以上の衝撃ヘッドを使用する場合、オイルボア内における衝撃ツールの回転を省略したり、回転に必要な角度範囲を縮小したりしてもよい場合がある。
【００９４】
特に、衝撃ヘッドを１つのみ使用する場合、その内壁のオイルボア内で衝撃ツールを支持するために、少なくとも１つの支持装置を設けてもよい。支持装置は、上述の支持要素の文脈で説明した材料から形成されてもよい。
【００９５】
さらに、対応して長い円筒部分の硬化中の処理速度を向上させるため、あるいは、硬化中に衝撃ツールが軸方向に動く必要性が生じるのを部分的に又は完全に回避するために、それぞれ少なくとも１つの衝撃ヘッドを有する複数の軸平面、例えば、２、３、４、５、６、又はそれ以上の平面を衝撃ツールに設けるようにしてもよい。
【００９６】
連続的な圧力、又は衝撃硬化のために衝撃作用で少なくとも１つの衝撃ヘッドを内壁に押し付けるようにしてもよい。
【００９７】
本発明の一改良形態では、少なくとも１つの衝撃ヘッドを油圧で、空気圧で、又は電気機械的に衝撃ツールから押し出すようにしてもよい。
【００９８】
電気機械的な実施形態は、特に、１つ以上の電気信号を機械的運動又は対応する適切な物理変数に変換する電気機械アクチュエータを使用して実現することができる。
【００９９】
油圧、空気圧、電気、及び／又は機械的構成の任意の組み合わせを提供してもよい。
【０１００】
本発明の別の改良形態では、少なくとも１つのウェッジ又は少なくとも１つのボールねじ駆動装置を使用して、衝撃ツールから機械的に少なくとも１つの衝撃ヘッドを放射状に押し出すようにしてもよい。
【０１０１】
例えば、ボールローラスピンドルを設けてもよく、その両側に、衝撃ヘッドのようにナットが設けられる。当該ナットは、ボールローラスピンドル上をオイルボアの内壁の方向に移動することができる。特に、オイルボアに軸方向に導入されるスピンドルによって駆動され得る円錐形ボールローラスピンドルを設けてもよい。
【０１０２】
本発明の一実施形態では、オイルボアのオイルボア端部のうちの１つ及び／又円筒部分のうちの１つを衝撃硬化するために、最初に駆動装置によってクランクシャフトを回転方向に沿って衝撃位置に回転させるようにしてもよく、その後、衝撃位置でクランクシャフトを拘束するために拘束装置を使用し、その後、衝撃ツールによりオイルボア端部及び／又はオイルボアの円筒部分に衝撃力を導入する。
【０１０３】
このようにして、（寄生）剪断応力を完全ではなくても、実質的に防止することができる。さらに、方向が不正確な衝撃ツールによる衝撃の結果として、望ましくない方法でクランクシャフトが回転するのを防止することができる。
【０１０４】
拘束装置により、特に目的に応じて所望の領域に衝撃力を導入することができる。これが可能なのは、衝撃ツールによる衝撃時にクランクシャフトが望ましくない方法で回転方向に沿って回転したり又は逆回転したりできないからである。
【０１０５】
拘束装置により、特に、非常に正確な加工又は衝撃硬化を保証することができる。衝撃位置及び衝撃間隔を目的に応じて特に大変小さな許容差で実現することができる。
【０１０６】
拘束装置は、好ましくは非積極的にロックする方法及び／又は積極的にロックする方法でクランクシャフトを拘束し、又はこの目的でドライブトレイン又は装置に係合する装置であってもよい。好ましくは、非積極的にロックする拘束手段が設けられ、拘束力は、衝撃力の導入中にクランクシャフトの回転が防止又は少なくとも抑制されるように選択される。
【０１０７】
拘束装置は、油圧式、空気圧式、及び／又は電動式の拘束装置であってもよい。
【０１０８】
拘束装置は、１つ以上のブレーキシュー、例えば、２つのブレーキシュー、３つのブレーキシュー、４つのブレーキシュー、又はそれ以上のブレーキシューを有することが好ましい。
【０１０９】
拘束装置は、ワーク駆動部に取り付けられていることが好ましい。例えば、拘束装置は、ジョーチャック、クランプフランジ、締結フランジ、又はワーク駆動装置の面板に配置してもよく、あるいは、モータ又はドライブに直接配置してもよい。
【０１１０】
特に、斜めに設けられているオイルボアを衝撃硬化する場合、オイルボアに斜めから衝撃を与えた場合にクランクシャフトが回転するのを防止するために拘束装置を使用すると有利である場合がある。
【０１１１】
通常、オイルボアは、ジャーナルのそれぞれの走行面から垂直にジャーナル内へと延び、あるいは、対応するジャーナルの中心軸に向かって延びる。しかしながら、オイルボアは、例えば、連接棒軸受ジャーナルのオイルボアが接続ボアなしで主軸受ジャーナルのオイルボアに接続される場合、それぞれのジャーナル内へと斜めに延びてもよい。
【０１１２】
本発明に係る方法は、垂直に延びるオイルボアを加工硬化（特に衝撃硬化）するために使用するのが好ましい。しかしながら、斜めに延びるオイルボアを硬化するために本発明を使用することもでき、その場合、オイルボア端部に対して、衝撃ツールを同様に垂直に作用させるのが好ましい。ただし、この場合、又は基本的には、衝撃ツールを斜めに傾けることもできる。導入する衝撃力がオイルボアの中心軸に沿って進むように、衝撃ツールの中心軸を硬化対象のオイルボアの中心軸に対して同軸に整列するのが好ましい。
【０１１３】
この目的のため、衝撃ツールのスリップや座屈を防止するために補助器具を使用する必要がある場合がある。
【０１１４】
本発明の一実施形態では、駆動装置の動作のために、クランクシャフトを衝撃位置に回転させるため、閉ループ位置制御を用いるようにしてもよく、クランクシャフトは、段階的に又は経時的に回転するのが好ましい。
【０１１５】
したがって、閉ループ位置コントローラを用いて、クランクシャフトのポイント・ツー・ポイントの移動を実現することができる。例えば、クランクシャフトをある衝撃位置から次の衝撃位置まで段階的又は経時的に回転させるために、開ループ位置コントローラを使用してもよい。最も単純な場合、この目的のために、開ループＰＴＰコントローラ又はポイントコントローラを設けてもよい。
【０１１６】
駆動装置は、モータ、特に電気モータを備えていてもよい。電気モータは、基本的には、任意の電気モータ、例えば、三相モータ（特に、三相非同期機）、交流モータ、直流モータ、又はユニバーサルモータであってもよい。
【０１１７】
好ましくは、ステッピングモータを用いてもよい。
【０１１８】
二部駆動装置を設けることも可能であり、その場合、例えば、クランクシャフトの各端部にモータを設け、すなわち、クランクシャフトの同期駆動又は両側駆動とする。
【０１１９】
本発明の一実施形態では、クランクシャフトが衝撃位置で停止しているときにのみ拘束装置がクランクシャフトを拘束するように、駆動装置のコントローラと拘束装置のコントローラが相互に同期するようにしてもよい。
【０１２０】
対応する設計の場合、例えば、非積極的なロックに基づく設計の場合、拘束装置を、基本的に、クランクシャフトの回転運動を制動するために使用してもよい。ただし、衝撃位置でクランクシャフトを拘束するためだけに拘束装置を使用するのが特に好ましく、これにより、クランクシャフトの動力学、すなわち回転が行動装置によってのみ影響を受ける。すなわち、クランクシャフトの加速（又は制動）をもたらすトルクは、駆動装置によってのみ導入されるのが好ましい。例えば、駆動装置のコントローラ（例えば、閉ループ位置コントローラ）及び／又は拘束装置のコントローラを、特に単純な構造のものとすることができる。したがって、駆動装置及び拘束装置がクランクシャフトに作用する時点を、対応する時間管理により単に同期させるだけで十分である可能性がある。したがって、駆動装置及び拘束装置は、同時にクランクシャフトに作用しないことが好ましい。
【０１２１】
本発明の一実施形態では、さらに、少なくとも１つの衝撃ツールにより、クランクシャフトが衝撃位置で拘束されたときのみクランクシャフトの少なくとも１つのオイルボア端部及び／又はオイルボアの円筒部分に衝撃力が導入されるように、拘束装置のコントローラ及び少なくとも１つの衝撃ツールのコントローラを相互に同期するようにしてもよい。
【０１２２】
このようにして、望ましくない剪断応力を完全に防止することができる。
【０１２３】
個々の部品がクランクシャフトに作用する時点又は時間範囲が少なくとも部分的に重なるように、駆動装置、拘束装置、及び／又は少なくとも１つの衝撃ツールのコントローラを同期させてもよい。このようにして、方法全体のタイミングを高速化することができる。
【０１２４】
本発明の一実施形態では、駆動装置をダイレクトドライブとして設計するようにしてもよい。
【０１２５】
クラッチのない駆動装置を設けるのが好ましい。
【０１２６】
本例では、ダイレクトドライブは、モータ、好ましくは電気モータ、及び駆動シャフトが直接又は伝達比なしで接続又は結合される場合の駆動を意味すると理解されるべきである。特に、トランスミッションを省略することができる。
【０１２７】
本発明に係る方法を用いる場合、好ましくは、クラッチ、特にスリッピングクラッチを省略することも可能である。特に部品保護のために使用されるスリッピングクラッチは、例えば、EP 1 716 260 B1に係る方法において、衝撃ヘッドによる衝撃の結果、クランクシャフトが強制停止したときに駆動装置又は装置が損傷しないようにするために設けられる。本明細書において説明する方法の場合、このような損傷は除外され、これにより、スリッピングクラッチを不要とすることができる。
【０１２８】
このようにして、駆動装置の構造が非常に単純になり、したがって、経済的である。
【０１２９】
本発明の一実施形態では、特に、拘束装置及び駆動装置を相互に別々に配置するようにしてもよい。
【０１３０】
例えば、拘束装置を、閉ループ位置制御のために必要とされる可能性がある駆動装置内の制動装置として設計しないのが好ましい。通常、電気モータを備え、かつ、閉ループ位置コントローラによりポイント・ツー・ポイント動作を実行する駆動装置では、電気モータの閉ループ電圧又は電流制御によってトルクが生成されるため、いずれの場合も制動装置は設けられない。ただし、駆動装置が従来の制動装置を含む場合、これに加えて本発明に係る拘束装置が設けられ、かつ、独立したアセンブリとして設計されるようにしてもよい可能性がある。
【０１３１】
拘束装置は、基本的に、駆動装置内に個別に配置してもよい。この場合も、これら拘束装置が空間的に分離し、かつ／あるいは、機能的に独立した、相互に独立した部品であることが好ましい。
【０１３２】
好ましくない代替変形例では、駆動装置の制動装置を使用してもよい。この目的のため、衝撃力の導入中にクランクシャフトが回転しないように、上記制動装置を適切に設計する必要がある。
【０１３３】
本発明の一実施形態では、さらに、回転可能な締結装置、好ましくは、締結装置の締結フランジ又はクランプフランジを拘束する拘束装置によって、クランクシャフトを間接的に拘束するようにしてもよい。当該フランジ又は締結装置にクランクシャフトが固定される。
【０１３４】
締結フランジの代わりに、あるいは、締結フランジに加えて、締結装置が面板又は他の何らかのクランプ手段を備えていてもよい。
【０１３５】
特に、複数のクランプジョー、例えば、２、３、４、５、６、又はそれ以上のクランプジョーを有する面板を設けてもよい。このようにして、直径の異なる複数種類のクランクシャフトを固定することができる。
【０１３６】
クランクシャフトは、その処理のために、締結装置によって、通常、駆動シャフトに回転可能に固定されている。
【０１３７】
その衝撃位置でクランクシャフトを拘束するために、拘束装置は、基本的には、駆動装置又はクランクシャフトに機械的に結合した任意の所望の位置で係合してもよい。例えば、拘束装置は、クランクシャフト自体に係合してもよく、駆動装置内で、例えば、駆動シャフトに係合してもよく、駆動装置の外側で、例えば、駆動シャフトに係合してもよく、あるいは、特に好ましくは、締結装置、特に締結フランジ、面板、又は何らかのクランプ手段に係合してもよい。
【０１３８】
本発明の一実施形態では、特に、拘束装置が外周の領域において、締結装置、締結フランジ、面板、又はクランプフランジに係合するようにしてもよい。
【０１３９】
拘束装置が上記板又はシャフトの外周の領域に係合することにより、付与しなければならない又は必要とされる拘束力を低減させることができる。駆動シャフトの回転軸に対する拘束装置の半径方向の位置に応じて、回転軸に対する半径方向の間隔が大きいほど、ねじりモーメントをブロックするのに必要な力が小さくなる。ここで、クランクシャフトがすでに衝撃位置で停止しているときにのみ拘束装置が係合すると特に有利である。
【０１４０】
拘束装置は、基本的に、装置内の複数の場所で係合してもよい。例えば、拘束装置が、クランクシャフトの両端の領域におけるそれぞれの場合について適切な場所、例えば、その場所に位置する締結フランジに係合するようにしてもよい。
【０１４１】
クランクシャフトを駆動装置から離れた端部で回転可能に支持又は固定するために、テールストックのような支持体を設けてもよい。
【０１４２】
そして、拘束装置は、例えば、駆動装置又は駆動シャフトの領域及び／又は支持体の領域に係合してもよい。この場合にも、上述のように拘束装置が締結装置、好ましくは締結フランジに係合するのが好ましい。
【０１４３】
本発明の一実施形態では、クランクシャフトの回転方向と反対方向及び／又は回転方向にクランクシャフトが回転することを防止するように拘束装置を設計するようにしてもよい。
【０１４４】
衝撃力を生み出すために衝撃ピストンが印加できる衝撃圧力は、動作モードに応じて、１０〜３００バール、好ましくは３０〜１８０バール、特に好ましくは５０〜１３０バールであってもよい。
【０１４５】
クランクシャフトセグメントの領域又は機械加工される渡り部の温度は、６５°Ｃ以下であることが好ましく、１２°Ｃ〜２５°Ｃの値が好ましい。
【０１４６】
本発明に係るクランクシャフトを加工硬化するための方法において、少なくとも１つのオイルボア端部及び／又はオイルボアの少なくとも１つの円筒部分の加工硬化に加えて、少なくとも１つのオイルボア端部及び／又はオイルボアの少なくとも１つの円筒部分を硬化する前、後、又はこれと同時に、クランクシャフトの渡り部、クランクシャフトの連接棒軸受ジャーナルとクランクウェブとの間の渡り部及び／又は主軸受ジャーナルとクランクウェブとの間の渡り部を衝撃硬化することができる。
【０１４７】
オイルボア端部又は円筒部分の衝撃硬化に関して上述した特徴及び方法のステップは、技術的に除外されない限り、連接棒軸受ジャーナルとクランクウェブとの間の渡り部及び／又は主軸受ジャーナルとクランクウェブとの間の渡り部の衝撃硬化について提供されてもよい。
【０１４８】
本発明の一実施形態では、少なくとも１つの衝撃ツールは、連接棒軸受ジャーナルとクランクウェブとの間の渡り部及び／又は主軸受ジャーナルとクランクウェブとの間の渡り部の衝撃硬化に関して、周期的に、好ましくは、０．５Ｈｚ〜３０Ｈｚのタイミング、すなわち、衝撃周波数、特に好ましくは０．５Ｈｚ〜５Ｈｚのタイミング、特に大変好ましくは０．５Ｈｚ〜３Ｈｚのタイミングで衝撃運動を実行するか、あるいは、衝撃力を導入することができる。
【０１４９】
他のタイミング、例えば、０．１Ｈｚから５０Ｈｚまでの衝撃周波数を用いてもよいことは自明であるが、上記の値は特に大変適している。
【０１５０】
クランクシャフトは、通常、断面における渡り、すなわち、移行部のすべてにおいて渡り部を有する。これは、特に、軸受ジャーナルとクランクウェブとの間の断面における移行部に当てはまる。本発明は、これらに特に適している。ただし、断面における他の移行部、特に、クランクシャフトの端部、特に、フランジ、ディスク、又はシャフト等への渡りにおける断面の移行部に対して、渡り部が設けられてもよい。したがって、疲労強度が改善されるクランクシャフトの渡り部は、連接棒軸受ジャーナルとクランクウェブとの間又は主軸受ジャーナルとクランクウェブとの間に必ずしも存在する必要はなく、むしろ、クランクシャフトの任意の位置に配置されてもよい。「連接棒軸受ジャーナル」、「主軸受ジャーナル」、「フランジ」、「ジャーナル」、及び／又は「クランクウェブ」という表現は、当業者によって適宜再解釈されてもよい。
【０１５１】
クランクシャフトは、様々な種類の渡り部、例えば、３心アーチ形状等を有するフィレット部分又はアンダーカット部分若しくは渡りを伴う部分を有していてもよい。渡り部は、例えば、主軸受ジャーナル及び連接棒軸受ジャーナルの軸受ジャーナルポイント又は走行面に対して接線方向に設けられてもよい。
【０１５２】
これは、接線部分及びアンダーカット部分の両方について、フランジ、ジャーナル、及び断面における他の幾何学的移行部への渡りに対しても当てはまる。
【０１５３】
本発明の一実施形態では、衝撃ツールの衝撃ヘッドの衝撃痕が連接棒軸受ジャーナル又は主軸受ジャーナルの周囲を環状に取り囲むように延びるそれぞれの渡り部に沿って定義された方法で重なり合うように、連接棒軸受ジャーナルとクランクウェブとの間の渡り部及び／又は主軸受ジャーナルとクランクウェブとの間の渡り部を衝撃硬化するようにしてもよい。
【０１５４】
特に、ジャーナルの周囲を環状に取り囲むように延びるクランクシャフトのそれぞれの渡り部に沿った衝撃ヘッドの衝撃痕が重なり合うことを意図している場合、すなわち、衝撃位置の間隔が狭い場合、非常に正確に、かつ、目的に応じて衝撃力を導入する必要がある。これは、衝撃ヘッドが以前の衝撃の衝撃痕に侵入した場合、衝撃力の導入中にクランクシャフトが１つの衝撃位置から以前の衝撃位置に少なくとも部分的に回転するので、上記拘束装置を使用しないと困難である。衝撃痕を重ね合わせること、又は衝撃位置を密接に配置し、正確に定義することにより、疲労強度又は曲げ疲労強度及びねじり疲労強度を特に効果的に高められることが分かっているので、拘束装置の使用は、特に衝撃痕が重なり合うか、あるいは、交差するように、密接及び／又は正確な衝撃間隔の導入と組み合わせると特に有利である。
【０１５５】
本発明はまた、クランクシャフトを衝撃硬化するための装置に関し、クランクシャフトは、連接棒軸受ジャーナル、主軸受ジャーナル、及びクランクウェブを有し、連接棒軸受ジャーナル及び主軸受ジャーナルはオイルボアを有する。
【０１５６】
本発明によれば、装置に関して、衝撃ツールの衝撃ヘッドにより衝撃力が複数のオイルボアのうちの１つのオイルボアのオイルボア端部及び／又は複数のオイルボアのうちの１つのオイルボアの少なくとも１つの円筒部分に少なくとも導入されるようになっている。
【０１５７】
本発明に係る方法に関連して既に説明した特徴は、本発明に係る装置についても有利に実現可能であり、その逆もまた同様であることは自明である。さらに、本発明に係る方法に関連して既に説明した利点は、本発明に係る装置に関連するものとして理解することができ、その逆もまた同様である。
【０１５８】
本発明の一実施形態において、クランクシャフトを衝撃位置に回転させるために、さらに、駆動装置が設けられてもよい。さらに、クランクシャフトを衝撃位置で拘束するために、拘束装置を設けてもよく、衝撃位置において、少なくとも１つのオイルボア端部及び／又は少なくとも１つの円筒部分に衝撃力を導入するために、さらに、少なくとも１つの衝撃ツールが設けられる。
【０１５９】
さらに、クランクシャフトの連接棒軸受ジャーナルとクランクウェブとの間の渡り部及び／又は主軸受ジャーナルとクランクウェブとの間の渡り部及び／又はクランクシャフトのフランジ、ジャーナル、及び断面における他の幾何学的移行部への渡り部−接線部分及びアンダーカット部分の両方−に衝撃力を導入するために装置を設計してもよい。
【０１６０】
拘束装置、駆動装置、及び／又は少なくとも１つの衝撃ツールのコントローラを備える開ループ及び／又は閉ループ制御装置を設けてもよい。
【０１６１】
開ループ及び／又は閉ループ制御装置をマイクロプロセッサとして設計してもよい。
【０１６２】
マイクロプロセッサの代わりに、開ループ及び／又は閉ループ制御装置を実装するための他の任意の装置、例えば、回路基板、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又は、他のプログラマブル回路上のディスクリート電子部品、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレンジメント（ＰＬＡ）、及び／又は市販のコンピュータのうちの１つ以上の装置を準備するようにしてもよい。
【０１６３】
本発明はまた、上記方法を実施するためのプログラムコード手段を有するコンピュータプログラムに関し、開ループ及び／又は閉ループ制御装置、特にマイクロプロセッサで当該プログラムが実行されることにより、本発明に係る方法が実施される。
【０１６４】
本発明に係る装置のいくつかの構成要素は、基本的に、その構造に関して、EP 1 716 260 B1による装置に対応し、そのため、EP 1 716 260 B1に開示された内容は、その全体が、参照により本開示に援用される。
【０１６５】
本発明はまた、上記方法に従って製造されたクランクシャフトに関する。
【０１６６】
本発明に係るクランクシャフトは、特に、そのオイルボアのオイルボア端部及び／又は円筒部分を加工硬化、好ましくは衝撃硬化する点で従来のクランクシャフトとは異なる。
【０１６７】
さらに、クランクシャフトの連接棒軸受ジャーナルとクランクウェブとの間の渡り部及び／又は主軸受ジャーナルとクランクウェブとの間の渡り部を衝撃硬化した場合、これにより、特に拘束装置を使用し、衝撃間隔、したがって個々の衝撃の衝撃痕が重なる場合、クランクシャフトを特徴的に硬化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】図１は、本発明に係る第１の実施形態における方法を実施するための装置全体を概略的に示す図である。
【図２】図２は、本発明に係る方法の例示的なフローを概略的に示す図である。
【図３】図３は、本発明に係る第２の実施形態における方法を実施するための装置の一部を概略的に示す斜視図である。
【図４】図４は、図１の詳細「Ａ」による拡大図における球面を有する衝撃ヘッドを含む衝撃ツールを有する衝撃装置を概略的に示す図である。
【図５ａ】図５aは、垂直に設けられたオイルボアの硬化中の、それぞれが球面を有する２つの衝撃ヘッドを含む衝撃ツールを有する衝撃装置を概略的に示す図である。
【図５ｂ】図５bは、斜めに設けられたオイルボアの硬化中の、図５aの衝撃位置を概略的に示す図である。
【図６】図６は、例示的なオイルボア及び、連接棒軸受ジャーナルの垂直に設けられたオイルボアと主軸受ジャーナルの垂直に設けられたオイルボアとの間の接続ボアを有するクランクシャフトの詳細を概略的に示す図である。
【図７】図７は、オイルボアの例示的なオイルボア端部と、異なるサイズの衝撃ヘッドを使用した衝撃硬化の概略図とを示す図である。
【図８】図８は、成形部分を有する衝撃ヘッドを使用した衝撃硬化の例を概略的に示す図である。
【図９】図９は、衝撃ヘッドを使用した衝撃硬化の例を概略的に示す図であり、渡り部又は皿穴が、衝撃ヘッドによってオイルボア端部に同時に導入される。
【図１０】図１０は、斜めに設けられたオイルボアを硬化するための別の実施形態における斜めに傾斜した衝撃ツールを概略的に示す図である。
【図１１】図１１は、渡り部、傾斜部、及び円筒部分を含む断面図におけるオイルボアを概略的に示す図である。
【図１２】図１２は、オイルボアの円筒部分を加工硬化するための空気圧/油圧式又は電気機械式衝撃ツールを概略的に示す図である。
【図１３】図１３は、複数の高さ平面に配置された衝撃ヘッドを有するオイルボアの円筒部分を加工硬化するための空気圧/油圧式又は電気機械式衝撃ツールを概略的に示す図である。
【図１４】図１４は、ウェッジ及び複数の衝撃ヘッドによりオイルボアの円筒部分を加工硬化するための衝撃ツールを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０１６９】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【０１７０】
各図は、好ましい例示的な実施形態を示しており、本発明の個々の特徴が相互に組み合わせて示されている。例示的な実施形態の特徴はまた、同一の例示的な実施形態の他の特徴と別個に実現可能であり、したがって、別の有意義な組み合わせ及び部分的組み合わせを作るために、当業者によって他の例示的な実施形態の特徴と容易に組み合わせることができる。
【０１７１】
各図において、機能的に同一の要素は、同一の参照符号で示されている。
【０１７２】
図１の全体図に示す装置は、基本的に、その構造に関して、衝撃装置１を有するDE 34 38 742 C2及びEP 1 716 260 B1のような装置に対応する。そのため、以下、重要な部分及び従来技術との相違点のみを詳細に説明する。
【０１７３】
例示的な実施形態において、本発明に係る加工硬化するための方法を衝撃硬化処理に基づいて説明する。ただし、これは限定的なものとして理解されるべきではない。本発明に係る方法は、他の何らかの加工硬化処理を用いて実現してもよい。
【０１７４】
上記装置は、機械ベッド２及び駆動装置３を有する。駆動装置３は、回転方向に沿ってクランクシャフト４を衝撃位置に移動又は回転させるために使用される。
【０１７５】
クランクシャフト４は、連接棒軸受ジャーナル５及び主軸受ジャーナル６を複数有し、それら各々の間にクランクウェブ７が複数配置される。渡り部８（図４〜６参照）は、連接棒軸受ジャーナル５とクランクウェブ７との間、及び主軸受ジャーナル６とクランクウェブ７との間、すなわち、一般的に、クランクシャフト４の断面における渡り部分に形成される。
【０１７６】
クランクシャフト４の駆動装置３に面する側には、クランプディスク又は締結フランジ１０を有する締結装置９が設けられる。クランクシャフト４の駆動装置３から離れた側には、支持体１１、好ましくはテールストックのような支持体１１が設けられ、当該支持体１１は、クランクシャフト４を回転可能に収容又は回転可能に固定するための別の締結装置９を有する。任意選択的に又は支持体１１に加えて、回転対象位置に配置されたバックレストを設けてもよい。
【０１７７】
本発明の一実施形態によれば、締結装置９の外周の領域に係合する拘束装置１２が設けられる。これを図１に破線で示す。基本的に、駆動装置３の出力シャフト、又は本例において当該出力シャフトと同一である締結装置９の入力シャフト１３に拘束力を印加するため、したがってクランクシャフト４に拘束力を印加するために、装置内の任意の所望の位置に拘束装置１２を配置してもよい。拘束装置１２は、装置の複数の位置に係合してもよい。例として、支持体１１の領域で締結装置９と係合する拘束装置１２の第２の部分も破線で示す。
【０１７８】
拘束装置１２は、例えば、単に概略的に示されたブレーキシュー装置１４を使用した非積極的な拘束作用に基づいている。
【０１７９】
図１に示す衝撃装置１は、オイルボア３１(図４〜１０参照)の少なくとも１つのオイルボア端部３０(図７〜図９参照)及び／又は複数のオイルボア３１のうちの１つのオイルボア３１の少なくとも１つの円筒部分３８(図１１参照)を衝撃硬化するための衝撃装置１である。しかしながら、図示の衝撃装置１は、クランクシャフト４の連接棒軸受ジャーナル５とクランクウェブ７との間の少なくとも１つの渡り部８及び／又はクランクシャフト４の主軸受ジャーナル６とクランクウェブ７との間の少なくとも１つの渡り部８を衝撃硬化するために設計されてもよい。複数の衝撃装置１を設けることもでき、複数の衝撃装置１のうちの少なくとも１つは、オイルボア端部３０及び／又は円筒部分３８を硬化するために設計される。少なくとも１つの別の衝撃装置は、連接棒軸受ジャーナル５とクランクウェブ７との間の渡り部８及び／又は主軸受ジャーナル６とクランクウェブ７との間の渡り部８を硬化するために設計される。
【０１８０】
本発明の機能的な原理のために、拘束装置１２は基本的に必要ないが、例えば、衝撃力の導入中にクランクシャフト４が回転するのを防止するために斜めに設けられたオイルボア３１を衝撃硬化するために有利である。
【０１８１】
さらに、図１は、オイルボア又はオイルボア端部を衝撃硬化する連接棒軸受ジャーナル５又は主軸受ジャーナル６に対応して衝撃装置１を配置するためにクランクシャフトの縦軸に沿って例として示す衝撃装置を移動するために設けられる変位・調整装置１５を示す。
【０１８２】
図２は、４つのステップ（回転、拘束、衝撃、解放）を備える例示的な方法についての例示的なフロー図を示す。拘束及び解放の方法ステップは、本例では、任意であるが含まれると有利である。
【０１８３】
好ましくは電気モータを備える駆動装置３の動作のために、閉ループ位置制御を用いて、クランクシャフト４をそれぞれの衝撃位置に回転させてもよく、クランクシャフト４は段階的に又は経時的に回転されることが好ましい。
【０１８４】
クランクシャフト４を駆動装置３により衝撃位置に回転させた後、クランクシャフト４は、最初に衝撃位置において選択的に設けられる拘束装置１２に拘束される。
【０１８５】
続いて、少なくとも１つの衝撃ツール１６(図４、図５a／５ｂ、及び図１０参照)により、クランクシャフト４のオイルボア３１の少なくとも１つのオイルボア端部３０及び／又はクランクシャフト４のオイルボア３１の少なくとも１つの円筒部分３８に衝撃力が導入される。さらに、同一の又は少なくとも１つの(別の)衝撃ツールによって、クランクシャフト４の少なくとも１つの渡り部８に衝撃力を導入してもよい。
【０１８６】
好ましくは、駆動装置３のコントローラ及び拘束装置１２のコントローラは、クランクシャフト４が衝撃位置で停止しているときのみ拘束装置１２がクランクシャフト４を拘束するように、相互に同期するのが好ましい。
【０１８７】
さらに、少なくとも１つの衝撃ツール１６により、クランクシャフト４が衝撃位置で拘束されたときのみ衝撃力がクランクシャフト４のオイルボア端部３０又は円筒部分３８に導入されるように、拘束装置１２のコントローラ及び少なくとも１つの衝撃ツール１６（又は少なくとも１つの衝撃装置１）のコントローラを同期させることもできる。その後、クランクシャフト４の拘束が再び解除される。
【０１８８】
この方法は、その後、例えば、衝撃位置及び／又は衝撃角度をわずかな修正することで、同一のオイルボア端部３０又は同一のオイルボア３１に対して必要に応じて何度でも繰り返すことができる。
【０１８９】
オイルボア端部３０及び／又は円筒部分３８を所望の方法で衝撃硬化した後、衝撃ツール１６又は衝撃装置１全体を(同一又は他のオイルボア３１の)硬化対象の次のオイルボア端部３０及び／又は硬化対象の次の円筒部分３８に移動させることができ、その後、「回転」、「拘束（任意）」、「衝撃」、及び「解放（任意）」のステップを備える方法を繰り返すことができる。
【０１９０】
同様に、連接棒軸受ジャーナル５とクランクウェブ７との間の渡り部８及び／又は主軸受ジャーナル６とクランクウェブ７との間の渡り部８を衝撃硬化するためのコントローラ又はシーケンスを提供してもよい。共通のコントローラを設けてもよい。
【０１９１】
少なくとも１つの衝撃ツール１６又は少なくとも１つの衝撃装置１は、周期的に、例えば、０．１Ｈｚ〜５０Ｈｚのタイミング及び／又は衝撃周波数、好ましくは０．３Ｈｚ〜１０Ｈｚのタイミング及び／又は衝撃周波数、特に好ましくは０．５Ｈｚ〜５Ｈｚのタイミング及び／又は衝撃周波数、特に大変好ましくは０．５Ｈｚ〜３Ｈｚのタイミング及び／又は衝撃周波数で衝撃運動又は衝撃力を導入してもよい。ここで、連接棒軸受ジャーナル５とクランクウェブ７との間の渡り部８又は主軸受ジャーナル６とクランクウェブ７との間の渡り部８を硬化する場合、上記衝撃周波数で複数の（少なくとも２つの）衝撃をオイルボア３１に導入するようにしてもよく、あるいは、上記タイミングで衝撃位置を変更してもよく、その後、それぞれの場合において、１つ以上の衝撃を行う。
【０１９２】
上記方法を実施するために、開ループ及び／又は閉ループ制御装置２９、好ましくはマイクロプロセッサを備える開ループ及び／又は閉ループ制御装置２９を設けてもよい。開ループ及び／又は閉ループ制御装置２９は、例えば、駆動装置３、拘束装置１２及び／又は少なくとも１つの衝撃ツール１６のそれぞれのコントローラを備えてもよく、あるいは、それらコントローラを実装及び／又は同期させてもよい。
【０１９３】
特に、本発明に係る方法を実施するために、プログラムコード手段を有するコンピュータプログラムを設けてもよく、開ループ及び／又は閉ループ制御装置２９、特にマイクロプロセッサで当該プログラムが実行されることにより、本発明に係る方法が実施される。
【０１９４】
図３は、本発明に係る方法を実施するための別の装置の詳細を斜視図で示しているが、衝撃装置が含まれていない。ここで、図３に示す装置は、図１に示す装置と実質的に同一であるため、以下、重要な相違点のみ詳細に言及する。
【０１９５】
駆動装置３が再び設けられる。図３の実施形態では、さらに、駆動装置３内に任意選択的に拘束装置（不図示）を設ける。図１に示すように拘束装置を配置するのが好ましいが、駆動装置３内に拘束装置を収容するようにしてもよい。それにもかかわらず、ここでは、拘束装置が駆動装置３とは別に起動可能であるようにされている。図３では、拘束装置は駆動装置３の構成部品ではない。駆動装置３は、場合によっては、さらに専用の制動装置を有していてもよい。
【０１９６】
さらに、締結フランジ１０と、それに締結された、クランクシャフト４を固定するためのクランプジョーを有する面板とを有する締結装置９を設ける。締結装置９のクランプジョーを有する面板は、締結フランジ１０上の位置合わせ手段１７上で調整可能に配置され、これにより、クランクシャフト４の縦軸ＣＫＷを駆動シャフト１３の回転軸Ｃに対して変位させることができる。
【０１９７】
図３に示すクランクシャフト４は、図１に示すクランクシャフト４から逸脱する構成を有するが、基本的には、同様に、連接棒軸受ジャーナル５、主軸受ジャーナル６、及びクランクウェブ７を備える。
【０１９８】
図３（図１も同様）において、省略してもよいが、駆動装置３から離れたクランクシャフト４の端部に別の締結装置９を設けてもよい。
【０１９９】
図１に示す衝撃装置１は、図４に示す例により詳細に示されている。衝撃硬化するための方法は、基本的には、任意の衝撃装置１で実施することができる。しかしながら、以下に説明する衝撃装置１が特に適している。この衝撃装置１は、本体１８を有する。本体１８は、機械加工されるクランクシャフトセグメントの部分に対応して角柱状のアバットメントを有していてもよく、衝撃ツール１６を案内し、偏向部２０の周りの支持角に関して、対応する自由度を衝撃ツール１６に付与するガイド１９を有することが好ましく、クランクシャフト４の寸法条件への適合に有利である。いずれの場合も、衝撃ヘッド２１として１つのボールを２つの衝撃ツール１６の前端に配置する。すなわち、衝撃ヘッド２１は、衝撃硬化用の球面を有する。中間部２２は、衝撃ピストン２３と偏向部２０とを接続し、衝撃エネルギーを衝撃ツール１６に伝達する。中間部２２は省略してもよい。
【０２００】
衝撃の有効性を高めるために、本体１８から離れたジャーナル５側にクランプナットを有する調整可能なクランプボルトにより、スプリングを介して、クランププリズム２４を締結してもよい（ここでは詳細に図示しない）。ここで、他の構造的な解決法も可能である。
【０２０１】
機械加工されるクランクシャフト４の長さにわたって複数の衝撃装置１を配置することにより、必要に応じて、いくつかの領域又はすべての領域又はクランクシャフト４のオイルボア３１を同時に機械加工することができる。
【０２０２】
図４に示すクランクシャフト４において、オイルボア３１は、連接棒軸受ジャーナル５内に破線で示されている。当該オイルボアは、連接棒軸受ジャーナル５において中央にかつ垂直に延び、連接棒軸受ジャーナル５のほぼ中央で終端する。接続ボア３２は、隣接する主軸受ジャーナル６を介して、エンジンブロックのオイル回路への接続のために設けられる。接続ボア３２は、主軸受ジャーナル６のオイルボア（図４において不図示）に繋がる。衝撃装置１及び衝撃ツール１６は、例示的な実施形態では、オイルボア３１のオイルボア端部３０を衝撃硬化できるように位置合わせされる。この目的のため、衝撃ツール１６の衝撃ヘッド２１により、オイルボア端部３０に衝撃力が導入される。
【０２０３】
衝撃ツール１６とオイルボア端部３０との位置合わせのために、衝撃装置１の本体１８は、連接棒軸受ジャーナル５に隣接するクランクウェブ７上の２つの支持要素３３（又は複数部分又は取り囲む支持要素）に支持される。支持要素３３は、衝撃ツール１６がオイルボア端部３０の衝撃硬化中に座屈したりスリップしたりしないようにするのに役立つ。
【０２０４】
基本的に、連接棒軸受ジャーナル５及び／又は主軸受ジャーナル６の複数、好ましくは大部分、特に好ましくはすべてのオイルボア端部３０を加工硬化又は衝撃硬化することができる。連接棒軸受ジャーナル５のすべてのオイルボア端部３０を衝撃硬化することが好ましい。
【０２０５】
図５ａ／５ｂは、衝撃ツール１６を有する別の衝撃装置１を示す。衝撃ツール１６には、同じジャーナル５又は６においてクランクシャフト４の主回転軸ＣＫＷ又は回転軸Ｃに沿って軸方向にオフセットされた２つのオイルボア端部３０を硬化するために、２つの衝撃ヘッド２１が配置される。
【０２０６】
ここで、図５ａ／５ｂに示す衝撃装置１は、基本的に、図４に示す衝撃装置１と同様の構造を有し、同様に概略的にのみ示されている。図５ａ／５ｂに示す衝撃装置１は、衝撃ピストン２３により生成された衝撃力を、中間部２２を介して衝撃ヘッド２１間に分配するために、同様に、偏向部２０を有する。同時に、偏向部２０は、衝撃ツール１６をオイルボア端部３０と最適に位置合わせするのに役立つ。支持するために、１つ以上の支持要素３３又は取り囲む支持要素を再び設けることができ、本例では、衝撃ツール１６と対応するクランクウェブ７との間に配置される。
【０２０７】
衝撃装置１は、基本的に、垂直に設けられたオイルボア３１（図５ａ参照）又は斜めに設けられたオイルボア３１（図５ｂ参照）を衝撃硬化するために使用できる。これは、１つのみの衝撃ツール１６及び／又は１つのみの衝撃ヘッド２１及び／又は１つのジャーナル５又は６における１つのみのオイルボア３１を硬化する場合にも当てはまることは自明である。
【０２０８】
オイルボア３１又はオイルボア端部３０を加工硬化するために、球体３４をオイルボア３１の少なくとも一部に押し込むようにしてもよい。これを、図６に概略的に示す。
【０２０９】
ここで、球体３４をオイルボア３１の少なくとも一部にパルス状に又は均一に押し込むようにしてもよい。球体３４は、既に説明した衝撃ヘッド２１であってもよい。オイルボア３１の内壁を硬化した後、球体３４をオイルボア３１から再び取り除くのが好ましい。
【０２１０】
図６は、連接棒軸受ジャーナル５及び主軸受ジャーナル６にそれぞれ１つのオイルボア３１を有するクランクシャフト４の例示的な詳細を示す。図示の２つのオイルボア３１の間に接続ボア３２を形成する。その後のクランクシャフト４の動作中にオイル回路を閉じるために、シール手段３５を使用して接続ボア３２の入り口をクランクウェブ７において閉じるようにしてもよい。その代わりに、一方又は両方のオイルボア３１を相互に斜めに近づかせて接続することもできる。
【０２１１】
上述のように、球体３４をオイルボア３１に押し込むことにより、連接棒軸受ジャーナル５のオイルボア３１のオイルボア端部３０、連接棒軸受ジャーナル５のオイルボア３１全体、又はオイルボア３１の内部若しくは内壁の任意の円筒部分３８を硬化するようにしてもよい。この目的のため、球体３４は、オイルボア３１よりもわずかに大きい直径を有する。
【０２１２】
硬化のために、衝撃ツール１６によって球体３４をもはや引き戻したり引き出したりできない、あるいは、引き出しが不利だと考えられる深さまで球体３４をオイルボア３１に押し込むことが必要又は有利である場合、球体３４が連接棒軸受ジャーナル５のオイルボア３１から直接、又は接続ボア３２を介して、隣接する主軸受ジャーナル６のオイルボア３１まで通過するようにしてもよく、接続ボア３２及び／又は主軸受ジャーナル６のオイルボア３１は、球体３４の外径と少なくとも同じ大きさの内径を有する。
【０２１３】
したがって、球体３４及び連接棒軸受ジャーナル５のオイルボア３１よりも大きい直径を有する接続ボア３２に到達する深さまで、球体３４がオイルボア３１に押し込まれるとすぐに、球体３４は、例えば、接続ボア３２を介して主軸受ジャーナル６のオイルボア３１まで転がる。そこで、主軸受ジャーナル６のオイルボア３１も球体３４より大きな直径を有する場合、クランクシャフト４から当該球体を再び取り除くことができる。
【０２１４】
図７は、オイルボア端部３０の拡大図を示す。対応するジャーナル５又は６の走行面への渡り３６において、オイルボア端部３０は、衝撃硬化される渡り部Ｒを有する。渡り部Ｒの代わりに、走行面への渡り３６においてオイルボア端部３０は、任意の所望の皿穴を有していてもよい。ただし、渡り部Ｒ又は皿穴を有しないオイルボア端部３０を設けてもよい。図１１に示すように、オイルボア端部３０が渡り部Ｒ及び傾斜部３９を有するようにしてもよい。
【０２１５】
オイルボア３１のオイルボア端部３０も図７に示されている。オイルボア端部３０は、基本的に、オイルボア３１の入り口、すなわち、例えば、渡り部Ｒ及び／又は傾斜部３９（図８及び図１１参照）のみを含む。しかしながら、加工硬化されるオイルボア端部３０がオイルボア３１内を深さＴまで延びていてもよい。それぞれのタイプのクランクシャフトのシミュレーション、計算、及び／又は一連のテストにより、深さＴを決定してもよい。
【０２１６】
オイルボア端部３０の衝撃硬化について、衝撃硬化中に、衝撃ヘッド２１がオイルボア端部３０内の異なる深さまで入り込むように、異なる直径を有する衝撃ヘッド２１を使用するようにしてもよい。
【０２１７】
例えば、衝撃ヘッド２１を選択及び／又は切り替えることを目的として、切替装置３７（概略的にのみ示す）を設けてもよい。図７に示す例示的な実施形態では、この点に関して、衝撃ヘッド２１を切り替えるために、切替装置３７が衝撃ツール１６を交換することが示されている。しかしながら、切替装置３７が衝撃ヘッド２１を直接切り替えるか、あるいは、衝撃装置１全体を切り替えるようにしてもよい。
【０２１８】
図７には、球体３４として、オイルボア３１に押し込むことができる衝撃ヘッド２１も示されている。この目的のため、例えば、押し込み処理の後又はその間に衝撃ヘッド２１又は球体３４を排出する衝撃ツール１６を設計してもよい。少なくとも深さＴ又はオイルボア端部３０の範囲まで、オイルボア３１の内壁を加工硬化するのが好ましい。球体３４の直径は、オイルボア３１の内壁を加工硬化するために、オイルボア３１の直径Ｄ以上となるように選択される。
【０２１９】
最後に、図８は、オイルボア３１の渡り部Rのみを含む別のオイルボア端部３０を示す。衝撃硬化のために、オイルボア端部３０の硬化対象の渡り部Rに適合する形状の成形部分を有する衝撃ヘッド２１を使用する。
【０２２０】
衝撃硬化の結果として、形状を付与する衝撃ツール１６又は対応する衝撃ヘッド２１により、皿穴若しくは傾斜部３９及び／又はオイルボア端部３０の渡り部Ｒを最初に形成することもできる。衝撃ヘッド２１によるこのような塑性変形が図９に示されており、円形又は対称的な衝撃ヘッド２１が示されている。ただし、これは、非対称の衝撃ヘッド２１（任意の球形キャップ）でもよい。対応する衝撃ヘッド２１、例えば、成形部分を有する衝撃ヘッド２１を選択することにより、任意の所望の皿穴を形成することもできる。
【０２２１】
最後に、図１０は、衝撃ツール１６を１つのみ備える別の衝撃装置１を示す。同図に示す例示的な実施形態では、具体的には、オイルボア３１の中心軸に沿って衝撃力を導入するために衝撃ツール１６の中心軸又は縦軸ＬＳがオイルボア３１の中心軸に対して同軸に整列するように、衝撃装置１がクランクシャフト４の中心軸又は主回転軸ＣＫＷに対して直交せず、むしろ斜めに傾いている。
【０２２２】
図１１は、用語を説明することを目的として、クランクシャフト４のジャーナル５又は６内の別のオイルボア３１を示す。図１１に示すオイルボア３１は、ジャーナル５又は６の走行面への渡り３６において渡り部Ｒを有する。当該渡り部Ｒには、傾斜部３９が隣接する。図１１に示す例示的な実施形態では、オイルボア入り口３０が渡り部Ｒから深さＴまで延びるものとして定義され、したがって、オイルボア３１の上部円筒部分４３を含む。本発明によれば、オイルボア入り口３０を深さＴまで加工硬化するようにしてもよい。すなわち、渡り部Ｒ、傾斜部３９、及びオイルボア３１の上部円筒部分４３を加工硬化するようにしてもよい。しかしながら、本発明において、オイルボア３１の渡り部Ｒのみ、傾斜部３９のみ、渡り部Ｒ及び傾斜部３９のみ、又は傾斜部３９及び円筒部分４３のみを加工硬化することもできる。
【０２２３】
オイルボア３１内の１つ以上の任意の円筒部分３８を加工硬化するようにしてもよい。例示的な円筒部分３８を図１１に示す。円筒部分３８は、オイルボア３１の円筒部の任意のサイズの一部を含んでもよい。円筒部分３８は傾斜部３９に隣接していてもよいが、傾斜部３９から離間していてもよい。円筒部分３８は、オイルボア３１の円筒部における複数部分に形成されてもよい。
【０２２４】
オイルボア３１の円筒部分３８を硬化するために、様々な衝撃ツール１６を使用してもよい。３つの例示的な実施形態を図１２〜１４に示す。ここで、それぞれの場合において、衝撃ツール１６が少なくとも１つの衝撃ヘッド２１とともに所望の深さまでオイルボア３１に導入されるようになっており、その後、オイルボア３１の少なくとも１つの円筒部分３８を加工硬化（好ましくは衝撃硬化）するために、少なくとも１つの衝撃ヘッド２１が衝撃ツール１６から放射状に押し出され、少なくとも１つの円筒部分３８の内壁４０に押し付けられる。
【０２２５】
図１２において、単に例示の目的で、右側衝撃ヘッド２１が内壁４０に重みをかける位置で示されているが、左側衝撃ヘッド２１はまだ初期位置にある。衝撃ヘッド２１は、対照的に外側に押し出されることが好ましい。
【０２２６】
衝撃ヘッド２１を初期位置に固定するため、図１２及び１３に示すように、対応するショルダを衝撃ツール１６に設けてもよい。
【０２２７】
基本的に、任意の数の衝撃ヘッド２１を設けてもよい。例えば、１、２、３、４、５、６、又はそれ以上の衝撃ヘッド２１が、特に、衝撃ツール１６の中心軸Mの周囲に対称的に配置されている。図１２に示す例示的な実施形態では、２つの衝撃ヘッド２１が示されており、(好ましくは別の衝撃ヘッド対の)別の衝撃ヘッド２１が例として破線により示されている。
【０２２８】
図１３に示すように、異なる高さレベルで衝撃ヘッド２１を配置してもよい。このようにして、衝撃ツール１６の軸方向の調整なしに、又は比較的わずかな調整で、比較的大きな円筒部分を機械加工することができる。
【０２２９】
さらに、オイルボア３１の内面を可能な限り最も均一かつ完全に機械加工するために、機械加工処理中に、衝撃ツール１６をオイルボア３１の中心軸Ｍに沿って回転させることができる。これを対応する矢印により図１２〜１４に示す。
【０２３０】
少なくとも１つの衝撃ヘッド２１を衝撃ツール１６から油圧で、空気圧で、又は電気機械的に放射状に押し出すようにしてもよい。この目的のため、衝撃ツール１６は、対応する圧縮空気又は液体供給部４１を有していてもよい。あるいは、図１４に示すように、例えば、ウェッジ４２又はボールねじ駆動装置（不図示）により、少なくとも１つの衝撃ヘッド２１を機械調整してもよい。図１４は、衝撃ヘッド２１を同時に軸方向に固定するダブルウェッジ４２を使用する実施形態を示す。しかしながら、衝撃ツール１６からの落下に対して、衝撃ヘッド２１を他の何らかの方法で固定する場合、単一のウェッジ（例えば、ダブルウェッジ４２の上半分のみ）を設けることもできる。
【図１】
0006894013.tif 000002
【図２】
0006894013.tif 000003
【図３】
0006894013.tif 000004
【図４】
0006894013.tif 000005
【図５ａ】
0006894013.tif 000006
【図５ｂ】
0006894013.tif 000007
【図６】
0006894013.tif 000008
【図７】
0006894013.tif 000009
【図８】
0006894013.tif 000010
【図９】
0006894013.tif 000011
【図１０】
0006894013.tif 000012
【図１１】
0006894013.tif 000013
【図１２】
0006894013.tif 000014
【図１３】
0006894013.tif 000015
【図１４】
0006894013.tif 000016