JP2016539018A - Breaking and splitting device - Google Patents
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Abstract
本発明は、第1スプレッダ要素と少なくとも1つの第2スプレッダ要素(41、42)を含むスプレッダ要素アセンブリ(45)を備えた破断分割装置に関し、第1スプレッダ要素と少なくとも1つの第2スプレッダ要素とは、エンジン部品(80)に軸受開口部(89)から半径方向に離れる方向に延びる破断面(90)を形成するために、操作体(43)によって、エンジン部品(80)の軸受開口部(89)へ挿入する位置決め位置と、外周(46)の当接面(52〜55)を軸受開口部(89)の内周(94)に当接させるスプレッド位置との間に形成されている。本発明によると、スプレッダ要素アセンブリ(45)の当接面(52〜55)は、エンジン部品(80)の目標破断箇所(95)の両側に位置確認可能な当接面(52〜55)を含み、該当接面(52〜55)は、目標破断箇所(95)の周りの合計35°〜120°の当接角度範囲(57)に延在し、それぞれ軸受開口部(89)の内周(94)に面状に当接し、スプレッダ要素アセンブリ(45)の全部で少なくとも4つの隆起した当接面(52〜55)が軸受開口部(89)に当接するように設けられている。The present invention relates to a break splitting device comprising a spreader element assembly (45) comprising a first spreader element and at least one second spreader element (41, 42), the first spreader element and at least one second spreader element, Is formed by the operating body (43) in order to form a fracture surface (90) extending radially away from the bearing opening (89) in the engine part (80). 89) and a spread position where the contact surface (52-55) of the outer periphery (46) contacts the inner periphery (94) of the bearing opening (89). According to the present invention, the contact surfaces (52 to 55) of the spreader element assembly (45) have contact surfaces (52 to 55) whose positions can be confirmed on both sides of the target breakage point (95) of the engine component (80). The corresponding contact surfaces (52 to 55) extend to a contact angle range (57) of a total of 35 ° to 120 ° around the target breakage point (95), respectively, and the inner periphery of the bearing opening (89). (94) is abutted in a planar manner, and a total of at least four raised abutment surfaces (52-55) of the spreader element assembly (45) are provided to abut against the bearing opening (89).
Description
本発明は、エンジン部品、特にコンロッドを破断分割するための破断分割装置であって、第1スプレッダ要素及び少なくとも1つの第2スプレッダ要素を有するスプレッダ要素アセンブリと、エンジン部品の第1コンポーネント、特にコンロッドキャップを、エンジン部品の第2コンポーネント、特にコンロッド大端部から分離するために、スプレッダ要素アセンブリを位置決め位置からスプレッド位置へ操作するための操作体とを備え、スプレッダ要素は、位置決め位置にあるときに、長手軸に沿ってエンジン部品の軸受開口部に挿入可能であり、スプレッダ要素は、スプレッド位置にあるときに、その外周における当接面で軸受開口部の内周を押し、それによってエンジン部品の第1コンポーネントが、破断分割面の形成下で第2コンポーネントから破断して離れ、破断分割面は軸受開口部から半径方向に離れる方向に延びる、破断分割装置に関する。 The present invention relates to a breaking and splitting device for breaking and splitting engine parts, in particular connecting rods, a spreader element assembly having a first spreader element and at least one second spreader element, and a first component of an engine part, in particular a connecting rod. An operating body for operating the spreader element assembly from a positioning position to a spread position for separating the cap from a second component of the engine part, in particular the large end of the connecting rod, when the spreader element is in the positioning position The spreader element can be inserted along the longitudinal axis into the bearing opening of the engine part, and when in the spread position, the spreader element pushes the inner periphery of the bearing opening with its abutment surface at its outer periphery, thereby The first component of the second component under the formation of the fracture split surface Away broken from Component, fracture splitting surface extends radially away from the bearing opening, to fracture splitting device.
このような破断分割装置は、例えば、欧州特許第0999912号明細書に記載されている。この特許明細書において、スプレッドの際に軸受開口部における部分表面領域又は線部にわたって押圧力を導入することが提案されている。そのために、スプレッダマンドレルが、例えば球状の形態又は円錐状の形態を有しており、いずれにしても、押圧力を軸受開口部又は孔の全面には加えない。しかし、そのように破断分割した場合、必ずしも満足のいく結果が得られない。 Such a break-splitting device is described, for example, in EP 0999912. In this patent specification it is proposed to introduce a pressing force over a partial surface area or line in the bearing opening during spread. Therefore, the spreader mandrel has, for example, a spherical shape or a conical shape, and in any case, no pressing force is applied to the entire surface of the bearing opening or the hole. However, satisfactory results are not always obtained when such a break is divided.
したがって、本発明の課題は、改善された破断分割装置を提供することである。
上記課題を解決するために、冒頭で述べた種類の破断分割装置において、軸受開口部に当接するためのスプレッダ要素アセンブリの当接面は、それぞれの破断分割面の両側にそれぞれ1つの当接面を含み、該当接面は、目標破断箇所の周りの合計35°〜120°の当接角度範囲に延び、それぞれ、軸受開口部の内周に面状に当接し、スプレッダ要素アセンブリの全部で少なくとも4つの当接面が軸受開口部に当接するように設けられている。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an improved fracture splitting device.
In order to solve the above-mentioned problem, in the break splitting device of the type described at the beginning, the contact surface of the spreader element assembly for contacting the bearing opening is one contact surface on each side of each break split surface. And the corresponding contact surface extends in a contact angle range of a total of 35 ° to 120 ° around the target breakage point, each contacted in a planar manner to the inner periphery of the bearing opening, and at least the entire spreader element assembly. Four contact surfaces are provided so as to contact the bearing opening.
この場合の基本的な考え方は、破断分割装置は軸受開口部の全面には作用せず、破断分割面の領域、すなわち2つのエンジン部品コンポーネントの目標破断箇所の領域に専念して押圧力を加えて破断分割を生ぜしめるということである。しかしながら、実用において、そして実験によって、円錐状又は球状のスプレッドマンドレルでのように、細い線状の領域、又は点状の領域だけに力を導入することでは最適な破断進行が得られるとは限らないということが判明した。そこで、本発明に係る破断分割装置は別のアプローチをとり、すなわち、スプレッダ要素アセンブリを目標破断箇所の領域の、例えば35°〜120°、又はさらに好ましくは40°〜110°の角度範囲にわたって面状に当接させるようにする。 The basic idea in this case is that the fracture splitting device does not act on the entire surface of the bearing opening, but applies a pressing force exclusively to the area of the fracture splitting surface, that is, the target breakage area of the two engine component components. This means that a break and split occurs. However, in practice and by experiment, optimal breakage may not be obtained by introducing a force only in a thin linear region or a dotted region, as in a conical or spherical spread mandrel. It turns out that there is no. Thus, the break splitting device according to the present invention takes another approach, i.e., the surface of the spreader element assembly over the region of the target break point, for example over an angle range of 35 ° to 120 °, or more preferably 40 ° to 110 °. Make contact with each other.
当接面が、それぞれのスプレッダ要素の基体に載置される載置部品によってなることが考えられる。例えば、一種の半割シェルがクラックマンドレル要素又はクラックマンドレル基体上に配置されていてもよく、本発明により位置決めされる当接面を提供してもよい。しかし、図面による実施例では、「単一ピースの」スプレッダマンドレル、すなわち、当接面が基体スプレッダマンドレルに直接配置されているスプレッダマンドレルが図示されている。このスプレッダマンドレルには半割シェルやそれに類するものは載置されない。 It is conceivable that the contact surface is formed by a mounting component that is mounted on the base of each spreader element. For example, a kind of half shell may be disposed on a crack mandrel element or crack mandrel substrate and may provide an abutment surface positioned according to the present invention. However, in the illustrated embodiment, a “single piece” spreader mandrel is shown, ie a spreader mandrel whose abutment surface is located directly on the base spreader mandrel. This spreader mandrel is not loaded with a half shell or the like.
この場合、目標破断箇所は、いわば角の2等分線をなし、すなわち、当接面が軸受開口部に作用するこの角度範囲は、それぞれの目標破断箇所を中心に略対称に延在することが合目的的である。 In this case, the target breakage points form so-called angle bisectors, that is, the angular range in which the contact surface acts on the bearing opening should extend substantially symmetrically about the respective target breakage points. Is purposeful.
要するに、従来技術とは異なり面状の圧力導入が行われ、その際、この圧力導入は、破断分割面もしくは目標破断箇所を取り囲む領域に向かって行われる。
本発明の好ましい一実施形態では、当接面の当接角度範囲が合計約60°〜90°の大きさである。当接角度範囲がもっと狭いならば、すなわち当接角度範囲が、例えばほんの50°〜80°であることがさらに好ましい。いずれにしても、狭い角度範囲に制限された狭い当接面の当接角度範囲が好ましい。
In short, unlike the prior art, planar pressure introduction is performed, and at this time, the pressure introduction is performed toward the area surrounding the fracture split surface or the target fracture location.
In a preferred embodiment of the present invention, the contact angle range of the contact surface is a total size of about 60 ° to 90 °. More preferably, if the contact angle range is narrower, that is, the contact angle range is, for example, only 50 ° to 80 °. In any case, a contact angle range of a narrow contact surface limited to a narrow angle range is preferable.
軸受開口部の内周への当接面の面状の当接という意味において、次の措置が有利である。
当接面の1つ又はすべての外半径が、それぞれの当接面が当接する軸受開口部の内周のそれぞれの区分の内半径に実質的に相当することが好ましい。当然のことながら、半径が正確に合致するならば好ましい。
The following measures are advantageous in the sense of planar contact of the contact surface with the inner periphery of the bearing opening.
It is preferred that one or all of the outer radii of the abutment surface substantially correspond to the inner radius of the respective section of the inner periphery of the bearing opening against which the respective abutment surface abuts. Of course, it is preferable if the radii match exactly.
さらに別の有利な措置では、1つ又はすべての当接面が円筒状である。この措置は、同様に合目的的に円筒状の軸受開口部の形態と関連し、この場合、スプレッダ要素アセンブリの当接面が円筒状であることに基づいて最適な圧力導入が可能である。 In yet another advantageous measure, one or all abutment surfaces are cylindrical. This measure is also related to the purposely cylindrical bearing opening configuration, where optimum pressure introduction is possible based on the abutment surface of the spreader element assembly being cylindrical.
この意味で、長手軸に対して軸受開口部の内周の曲率は通常設けられておらず、すなわちこれが、例えば円筒状であることも理解し得る。曲率が存在したとしても、次の有利な措置が有効である。 In this sense, it can also be understood that the curvature of the inner circumference of the bearing opening is usually not provided with respect to the longitudinal axis, i.e. it is for example cylindrical. Even if curvature exists, the following advantageous measures are effective.
1つ又はすべての当接面が長手軸に対して曲率を有していないならば好ましい。このことは、軸受開口部の長手軸方向に湾曲しない内周面と関連する。或いは、長手軸の方向に軸受開口部の内周の曲率に相当する曲率を有するならば好ましい。 It is preferred if one or all abutment surfaces have no curvature with respect to the longitudinal axis. This is related to the inner peripheral surface that is not curved in the longitudinal axis direction of the bearing opening. Alternatively, it is preferable if the longitudinal axis has a curvature corresponding to the curvature of the inner periphery of the bearing opening.
上述した3つの措置の全てにおいて、それぞれの当接面がそれぞれの内周区分に面状に当接することが達成される。
しかしながら、スプレッダ要素アセンブリも、加工対象の工作物も正確な寸法を有しておらず、実用においては常に寸法公差が生じるということも考慮しなければならない。特に、例えばコンロッドなどのエンジン部品の場合、実用において比較的大きい寸法公差が存在するので、スプレッダ要素アセンブリが正確な寸法、すなわち、上記の措置によれば正確な外半径を有しているかもしれないが、それに割り当てられたエンジン部品があいにく寸法どおりでなく、比較的大きい公差範囲でばらつきがある。しかし、換言すると、このことは軸受開口部への当接面の面状の当接が特に有利であることも意味する。当接面の領域において、いずれにしても、通常、複数の当接領域が存在しており、これらの当接領域において、スプレッダ要素アセンブリがエンジン部品のコンポーネントに圧力を加える。
In all the three measures described above, it is achieved that the respective contact surfaces come into contact with the respective inner circumferential sections in a planar shape.
However, it must also be taken into account that neither the spreader element assembly nor the workpiece to be machined has the correct dimensions, and dimensional tolerances always occur in practice. In particular, for engine parts such as connecting rods, there are relatively large dimensional tolerances in practice, so the spreader element assembly may have the correct dimensions, i.e. the correct outer radius according to the above measures. Not all, but the engine parts assigned to it unfortunately are not dimensional and vary over a relatively large tolerance range. However, in other words, this also means that the abutment of the abutment surface to the bearing opening is particularly advantageous. In any case, in the area of the abutment surface, there are usually a plurality of abutment areas in which the spreader element assembly applies pressure to the components of the engine part.
エンジン部品のコンポーネントの1つ、すなわち第1コンポーネント、又は第2コンポーネントに割り当てられるスプレッダ要素アセンブリの当接面間に角度距離が設けられ、それによって、スプレッダ要素アセンブリが、破断分割面間の軸受開口部の頂点領域において、軸受開口部の内周に全く当接しないか、又は、押圧する意味で当接しないことが合目的的である。そして当接角度領域における及びそれによる破断分割面領域での破断時圧力導入という結果を生ずる。したがって、要するに、破断分割面間の軸受開口部の頂点領域は無押圧状態であるか、又はわずかな圧力が加えられる一方で、スプレッド過程の間、破断分割面の領域には主な圧力が加えられる。 An angular distance is provided between the abutment surfaces of the spreader element assembly that is assigned to one of the components of the engine part, i.e. the first component or the second component, so that the spreader element assembly can have a bearing opening between the fracture split surfaces. In the apex region of the part, it is appropriate not to contact the inner periphery of the bearing opening at all or to contact it in the sense of pressing. This results in the introduction of pressure at break in the contact angle region and thereby in the break split surface region. Thus, in summary, the apex region of the bearing opening between the fracture split surfaces is unpressed or a slight pressure is applied, while the main pressure is applied to the fracture split region during the spread process. It is done.
少なくとも1つの当接面又はすべての当接面が、それぞれの破断分割面に対して破断分割面角度距離を有することが有利である。それによって、締付け位置にあるときに、少なくとも1つの当接面又はすべての当接面によって直接破断分割面、又は目標破断箇所において直接的な圧力導入が行われることはない。したがって、すなわち、圧力は、破断分割面の平面に向かって直接加えられず、これと角度距離をおいて加えられる。すなわち、当接面は、目標破断箇所の近くに距離をおいて配置されており、このことが最適なかち割りに役立つ。 Advantageously, at least one abutment surface or all abutment surfaces have a fracture split surface angular distance with respect to their respective fracture split surfaces. Thereby, when in the tightening position, direct pressure introduction is not performed directly at the split fracture surface or at the target fracture location by at least one abutment surface or all abutment surfaces. Thus, that is, pressure is not applied directly towards the plane of the fracture splitting surface, but at an angular distance from it. That is, the abutment surface is arranged at a distance near the target breakage point, which is useful for optimal splitting.
上述の破断分割面角度距離は、約1°〜15°の範囲、しかし好ましくは、さらに小さい範囲、すなわち、例えば2°〜13°であることが合目的的である。5°〜12°の範囲において当接面が、目標破断箇所又は破断分割面の領域における軸受開口部の内周と直接接触せず、いずれにしても圧力導入のために接触しないならばさらに好ましい。 It is expedient for the aforementioned fracture splitting surface angular distance to be in the range of about 1 ° to 15 °, but preferably in a smaller range, for example 2 ° to 13 °. It is further preferable that the contact surface is not in direct contact with the inner periphery of the bearing opening in the region of the target breakage point or breakage split surface in the range of 5 ° to 12 °, and in any case does not come into contact for pressure introduction. .
少なくとも1つの当接面が、破断分割中に、長手軸に関して、エンジン部品の端面における軸受開口部の少なくとも1つの長手方向端部に対して長手方向距離を有することが合目的的である。したがって、要するに、圧力導入はエンジン部品の端面まで、又は軸受開口部の長手方向延在方向全体にわたって行われるのではなく、いわば長手軸に関して軸受開口部の内側領域において行われる。長手方向両端に向かって、このような長手方向距離がそれぞれ設けられているならば好ましい。 It is expedient for the at least one abutment surface to have a longitudinal distance, relative to the longitudinal axis, relative to at least one longitudinal end of the bearing opening at the end face of the engine part during the fracture split. In summary, therefore, the pressure introduction is not carried out up to the end face of the engine part or over the entire longitudinally extending direction of the bearing opening, but rather in the inner region of the bearing opening with respect to the longitudinal axis. It is preferable if such longitudinal distances are provided toward both ends in the longitudinal direction.
長手軸方向において、さらに、スプレッダ要素アセンブリにおけるそれぞれの当接面、又は複数の当接面のうち軸受開口部に作用する領域が、破断分割中に当接面が、特に長手軸方向の軸受開口部の高さ又は長さの全部で約4分の3にのみ、好ましくは約3分の2にのみ、さらに好ましくは、約2分の1又は3分の1にのみ圧力を加えるように整えられているならばさらに有利である。 In the longitudinal direction, each contact surface in the spreader element assembly, or a region acting on the bearing opening of the plurality of contact surfaces, is a contact surface during the fracture splitting, in particular the bearing opening in the longitudinal direction. Adjust to apply pressure to only about three-quarters of the total height or length, preferably only about two-thirds, more preferably only about one-half or one-third. It is further advantageous if
本発明の有利な一実施形態では、少なくとも1つの当接面が帯状である。当接面が円形、又は楕円形の形態であることも可能である。いずれにしても、常に、それぞれの当接面が可能な限り大きい面で軸受開口部の内周に当接することが目指されるとともに有利である。当然のことながら、長手軸方向に対して横方向に延び、例えば、長手軸の方向に重なり合う複数の帯状の当接面を組み合わせることが可能である。図面による実施例では、このような当接面帯体のうちの1つしか図示されていない。 In an advantageous embodiment of the invention, the at least one abutment surface is strip-shaped. It is also possible for the abutment surface to be circular or elliptical. In any case, it is always desirable and advantageous to contact the inner periphery of the bearing opening with the largest possible contact surface. As a matter of course, it is possible to combine a plurality of strip-shaped contact surfaces that extend in the transverse direction with respect to the longitudinal axis direction and overlap in the longitudinal axis direction, for example. In the embodiment according to the drawing, only one such abutment band is shown.
第1スプレッダ要素及び/又は少なくとも1つの第2スプレッダ要素は、半円形の外周を有することが合目的的である。このスプレッダ要素のそれぞれの当接面は、半円のそれぞれの長手方向端部の領域に設けられている。しかし、すでに述べたように、距離、すなわち上述の破断分割面角度距離が設けられていてもよい。これらの半円形スプレッダ要素の場合、それぞれのスプレッダ要素の頂点の領域には当接面が設けられていないことが好ましい。 Suitably, the first spreader element and / or the at least one second spreader element have a semicircular perimeter. Each abutment surface of this spreader element is provided in the region of the respective longitudinal end of the semicircle. However, as already described, the distance, that is, the above-described fracture split surface angular distance may be provided. In the case of these semicircular spreader elements, it is preferred that no abutment surface be provided in the apex region of each spreader element.
第1スプレッダ要素と少なくとも1つの第2スプレッダ要素とは、それぞれ、約180°の半円に相当する外周を有することが合目的的である。破断分割面は、例えば、軸受開口部において互いに正反対の位置に離れて延在するので、スプレッダ要素のこの半円形の実施形態は特に好ましい。 Suitably, the first spreader element and the at least one second spreader element each have an outer circumference corresponding to a semicircle of about 180 °. This semicircular embodiment of the spreader element is particularly preferred, since the fracture splitting surfaces, for example, extend away from one another at the bearing openings.
当然のことながら、3つのスプレッダ要素が設けられていることも考えられる。この構成では、例えば、第1スプレッダ要素が約180°(半円に相当)の角度範囲を有する一方で、他の2つのスプレッダ要素は、それぞれ、例えばそれぞれ最大60°の角度範囲しか有していない。 Of course, it is also conceivable that three spreader elements are provided. In this configuration, for example, the first spreader element has an angular range of about 180 ° (corresponding to a semicircle), while the other two spreader elements each have an angular range of, for example, a maximum of 60 ° each. Absent.
さらに別の構成では、複数のスプレッダ要素、例えば4つのスプレッダ要素が設けられており、それらのうちのそれぞれ2つのスプレッダ要素がそれぞれの目標破断箇所又は破断分割面の両側の当接面角度範囲を担当し、すなわちそこに本発明に係る当接面を有する。しかし、これらの当接面間のまさに頂点領域においては、スプレッダ要素、又はスプレッダ要素の区分が存在する必要がない。つまり、軸受開口部への加圧は、目標破断箇所の領域でのみ所定の角度距離にわたって行われる。 In yet another configuration, a plurality of spreader elements, for example, four spreader elements, are provided, and each of the two spreader elements has a target breakage point or a contact surface angle range on both sides of the break split surface. It is in charge, that is, it has a contact surface according to the present invention. However, in the very apex region between these abutment surfaces, there is no need for a spreader element or a section of spreader elements. That is, pressurization to the bearing opening is performed over a predetermined angular distance only in the region of the target breakage point.
スプレッダ要素アセンブリは、スプレッダマンドレルに設けられていることが合目的的である。すなわち、スプレッダマンドレルは、端面の導入傾斜部を有することが合目的的であり、それによって、スプレッダ要素アセンブリを軸受開口部に容易に導入することができる。 Conveniently, the spreader element assembly is provided on a spreader mandrel. That is, it is expedient for the spreader mandrel to have an introduction ramp at the end face, whereby the spreader element assembly can be easily introduced into the bearing opening.
第1スプレッダ要素がエンジン部品の第1コンポーネントに割り当てられ、少なくとも1つの第2スプレッダ要素は第2コンポーネントに割り当てられることが好ましい。これらのコンポーネント間の領域、すなわち目標破断箇所又は破断分割面にはスプレッダ要素が設けられないことが合目的的である。スプレッダ要素は、スプレッド位置にあるときに、エンジン部品のそれぞれ割り当てられたコンポーネントに圧力を加えるように形成されていることが合目的的である。 Preferably, the first spreader element is assigned to the first component of the engine part and at least one second spreader element is assigned to the second component. It is expedient for no spreader element to be provided in the area between these components, i.e. the target break or break splitting surface. Conveniently, the spreader element is configured to apply pressure to each assigned component of the engine part when in the spread position.
操作体と第1スプレッダ要素及び/又は少なくとも1つの第2スプレッダ要素との間には、楔面アセンブリが設けられることが合目的的であり、この楔面アセンブリを介して操作体が第1スプレッダ要素及び/又は第2スプレッダ要素を操作する。操作体は、スプレッダ駆動装置、例えば電気モータ式、流体式、又は組合せられた電気流体式スプレッダ駆動装置によって駆動可能であることが合目的的である。例えば、第1スプレッダ要素が定置的である一方で、第2スプレッダ要素はスプレッダ駆動装置を配置することによって操作体を位置決め位置とスプレッド位置との間で操作可能とすることが可能である。しかし、2つ又はすべてのスプレッダ要素が、スプレッダ駆動装置又は操作体によって操作可能又は駆動可能であることも可能である。 It is expedient to provide a wedge surface assembly between the operating body and the first spreader element and / or at least one second spreader element, via which the operating body is connected to the first spreader. Manipulate the element and / or the second spreader element. It is expedient that the operating body can be driven by a spreader drive, for example an electric motor type, a fluid type or a combined electrohydrodynamic spreader drive. For example, while the first spreader element is stationary, the second spreader element can arrange the spreader driving device so that the operating body can be operated between the positioning position and the spread position. However, it is also possible for two or all spreader elements to be operable or drivable by a spreader drive or operating body.
操作体がスプレッダ駆動装置の被駆動ヘッドに配置されており、スプレッダ駆動装置は、被駆動ヘッドへの打撃を生成するために打撃質量を有していて被駆動ヘッドに相対して可動の打撃体を有すること、及びスプレッダ駆動装置が、破断分割装置の打撃衝撃運転の枠内で被駆動ヘッドに向かって打撃体を駆動するための衝撃駆動装置を含むことが合目的的である。 The operating body is disposed on the driven head of the spreader driving device, and the spreader driving device has a hitting mass for generating hitting on the driven head and is movable relative to the driven head. It is expedient for the spreader drive device to include an impact drive device for driving the impacting body towards the driven head within the frame of the impact impact operation of the fracture splitting device.
破断分割装置は、エンジン部品の軸受開口部、例えばコンロッドの穴に配置するように形成されていることが合目的的である。
破断分割装置が工作機械又はマシニングセンタ又はこれらの両方の構成要素をなすことが好ましい。
Suitably, the fracture splitting device is formed so as to be disposed in a bearing opening of an engine component, for example, a hole in a connecting rod.
It is preferred that the break-splitting device is a component of the machine tool or the machining center or both.
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図面に模式的に示された、マシニングセンタであってもよいしマシニングセンタの構成要素であってもよい工作機械10は、エンジン部品80を破断分割するための破断分割装置40を有する。工作機械10はかち割り機と呼ばれることもある。
The
工作機械10は、例えばエンジン部品80としてのコンロッド81を加工するためのものであるが、例えばエンジンブロックの軸受キャップのかち割りも本発明の代替的な応用分野である。他の工作物も基本的にこの方式で破断分割することができる。
The
コンロッド81はコンロッドシャンク82を含む。このコンロッドシャンクは一方の端領域にいわゆる小さい穴84、すなわち軸受開口部、軸受孔、又は軸受切欠部、並びに大きい穴83、すなわち同様に軸受開口部89、軸受孔、又は軸受切欠部を有する。両方の軸受開口部或いは穴83及び84は、例えば、クランクシャフト及びピストン(図示せず)と回転可能に接続するために設けられている。
The connecting
大きい穴83もしくは軸受開口部89の領域において、工作機械10により下記の加工が行われる。
コンロッド大端部85、つまりエンジン部品80の第2コンポーネント92から、破断分割装置40によってエンジン部品80の第1コンポーネント91、すなわちコンロッドキャップ86が分離され、それによってそれぞれ大きい穴83を側方で画定するコンロッド大端部85のサイド脚部93及びコンロッドキャップ86のサイド脚部に沿って破断分割面90が形成される。理想的な場合には2つの破断分割面における表面トポグラフィが同一であるので、これらの破断分割面90同士は形状結合的に適合する。
In the region of the
The breaking
工作機械10及び/又はマシニングセンタは、例えばレーザノッチングのためのノッチング工具を有してもよいが、このことは図面に示されていない。いずれにしても、後に破断分割面又は破断分割線となる領域には破断分割を容易できるようにするノッチ88が設けられることが有利である。しかし、ノッチ88は、例えば、コンロッド81が鋳造部品又は焼結部品として製造される場合には、最初からこれに設けられていてもよいかもしれない。
The
工作機械10は、機械台11、例えばマシンベットを含み、このマシンベッドに工作物保持装置12が配置されている。破断分割装置40によってまた別の加工が行われる間、この工作物保持装置によって工作物、すなわちエンジン部品80又はコンロッド81を保持することができる。工作物保持装置12は、破断分割装置40の構成要素をなしてもよい。
The
コンロッド81又はエンジン部品80は工作物支持装置13によって下から支持される。支持装置13は、エンジン部品80に直接作用すること、すなわちこれを直接支持すること、又は例えばエンジン部品80/コンロッド81が入ったカセット23を支持することができる。
The connecting
破断分割装置40による加工中、コンロッド81は、横から作用する支持装置14、15、16、17によって支持される。支持装置の支持ヘッド18、19は、例えば、コンロッドキャップ86の側から支持する働きをする一方で、支持装置16、17の支持ヘッド20及び21は、もう一方の側、すなわちコンロッド大端部85の側から支持する。したがって、いずれにしても、コンロッド81は破断分割加工中に確実に保持される。
During processing by the
さらに、工作機械10は、ラウンドテーブル22、又は工作物、すなわちエンジン部品80又はコンロッド81を破断分割装置40に供給するか、もしくは破断分割装置40から再び運び去ることができる他の工作物搬送装置を含む。ラウンドテーブル22上には、例えばカセット23が配置されている。
Furthermore, the
機械台11の前には、例えば、タワー、支持フレーム、又はそれに類するものの形式で形成されているスタンド25が上に向かって突き出す。スタンド25は、ガイド装置26を担持するか、又はガイド装置をなす。ガイド装置26は、破断分割装置40を直線的に案内するリニアガイド27を含む。位置決め駆動装置28、例えば電気駆動装置、空気圧駆動装置、又は流体駆動装置を用いて、破断分離装置40を、これがエンジン部品80又はコンロッド81を加工する用意ができた状態の下作業位置と、破断分割装置40がエンジン部品80/コンロッド81から遠ざかり、例えばラウンドテーブル22が先へ切り替わり、未加工工作物が破断分割装置40によって別の加工へ供給されることにより工作物の交換が可能になる上位置との間で変位することができる。破断分割装置40は、例えば、リニアガイド27又はガイド装置26に沿って直線的に案内されるキャリッジ29に配置されている。
In front of the
破断分割装置40は、スプレッダ要素アセンブリ45の第1スプレッダ要素41と第2スプレッダ要素42とを含む。
操作体43によってスプレッダ要素41及び/又は42を半径方向外側へ押し出すことができる。この場合、スプレッダ要素は、コンロッドキャップ86をコンロッド81のコンロッド大端部85から分離する。すると、上述したように、ノッチ88の領域に破断分割面が生じる。この実施例において、操作体43と第2スプレッダ要素42との間で図示されない楔面アセンブリが作用し、それによって第2スプレッダ要素42がコンロッド大端部85、すなわちエンジン部品80の第2コンポーネント92の方向に押され、この場合、第1コンポーネント91、つまりコンロッドキャップ86がいわばはね飛ばされる。
The
The operating
互いに分離されたコンポーネント91及び92は、例えば、工作機械10がマシニングセンタの構成要素をなす場合、後の作業工程において再び互いに接合され、例えば、互いにねじ締結される。ねじのために、例えば、2つのサイド脚部93を貫く取付け通路87又は孔が設けられている。
The
スプレッダ要素41、42は、操作体43を収容及び案内するためのガイド収容部44を確定する。操作体43は、例えば、いわゆるウェッジスプレッダを含む。
2つのスプレッダ要素41、42は、軸受開口部89と押圧接触する外周46に外周輪郭を有する。この外周輪郭は、軸受開口部89、つまり穴83の内周94の内周輪郭と一致する。したがって、すなわちスプレッダ要素41、42は、穴83の内周94に形状結合的に適合して当接することができる。スプレッダ要素41、42は、例えばスプレッダジョーである。
The
The two
操作体43は、スプレッダ駆動装置50によって駆動可能である。このスプレッダ駆動装置は、例えば空気圧シリンダ、油圧駆動装置、又はそれに類する他の流体駆動装置を有する。これに代えて、例えばリニア駆動装置、例えば電気的リニア駆動装置も可能であろう。スプレッダ駆動装置50は、衝撃駆動装置及び/又は打撃質量を含んでもよい。
The operating
両方のスプレッダ要素41、42は、それぞれ、端面の領域に軸受開口部89への挿入を容易にする挿入傾斜部47を有する。操作体43又はウェッジスプレッダをスプレッダ要素41及び42から離れる方向に変位させると、これらのスプレッダ要素は位置決め位置を取る。この位置決め位置にあるときに、全体で1つのスプレッダマンドレル48をなすスプレッダ要素アセンブリ45は、長手軸35に沿って軸受開口部89に挿入可能である。次いで、操作体43がスプレッダ駆動装置50によってスプレッダ要素41及び42に向かって変位させられ、それによって、これらのスプレッダ要素が半径方向外側へ、長手軸35に対して横方向に(矢印61)相対して変位してスプレッド位置をとる。このスプレッド位置にあるときに、スプレッダ要素41及び42は、軸受開口部89において、押圧力を半径方向外側に向かってエンジン部品80のコンポーネント91及び92に加える。
Both
スプレッダ要素41及び42は、保持領域49によって、例えばキャリッジ29に、長手軸35に対して横方向に可動に支承されている。
両方のスプレッダ要素41及び42はスプレッダマンドレル48をなす。
The
Both
破断分割時に力の導入もしくは押圧力は、軸受開口部89において破断分割面90の領域、すなわち互いに対向する位置にある目標破断箇所95の領域において行われるが、それは本発明の実施形態においてノッチ88がすでに設けられているところである。
The introduction of force or pressing force at the time of fracture splitting is performed in the region of the
2つのスプレッダ要素41、42の外周46は実質的に円筒形である。これは、軸受開口部89の領域においてエンジン部品80の内周94の円筒形の内輪郭と一致する。その限りでは、すなわち、それ自体としては、2つの部分外周46の外輪郭全部が軸受開口部89に正確に適合するだろう。そしてその結果、そこには、それ自体としては、均一な圧力が生じるだろう。しかし本発明では、あいにくそのことが所望されているのではなく、2つの目標破断箇所95の領域において力の導入が行われるべきである。
The
スプレッダ要素41、42の外周46を基本的に定義する外周面51の前には、当接面52、53、54及び55が半径方向外側に突出し、すなわち、スプレッダ要素41、42は、破断分割時に、当接面52〜55で軸受け開口部89の内周94と当接する。この場合、当接面52〜55は、軸受開口部89の内周94の当接領域96〜99に作用を及ぼす。当接領域96〜99は同様に面状であり、当接面52〜55と一致する。
Abutment surfaces 52, 53, 54 and 55 project radially outwardly in front of the outer
当接面52〜55は、外周面51の前に隆起して突出する。当接面52〜55は、実質的に外周面51に相当し、すなわち略円筒形である外輪郭を有する。それによって、当接面52〜55が当接領域96〜99に面状に当接し、すなわち、圧力を均一に加える。
The contact surfaces 52 to 55 protrude and protrude in front of the outer
当接面52〜55は、それぞれ、目標破断箇所95もしくは破断分割面90から破断分割面角度距離56を有する。したがって、すなわちスプレッダ要素アセンブリ45は、目標破断箇所95を直接押すのではなく、そこから若干横のほうで軸受開口部89に作用を及ぼす。
Each of the contact surfaces 52 to 55 has a fracture split surface
ここでは当接面52〜55は帯状である。これらは合計で、例えば60〜90°の当接角度範囲57にわたって延在し、ここでは90°が選定されている。
さらに、当接面52〜55は、軸受開口部89の(長手軸35に関して)全高さ100にわたってではなく、一部にしか延在しない。ここでは、当接面52〜55は、これらがエンジン部品80の上端面101からも、そしてその対向側の、エンジン部品80の図面には見えない端面からも長手方向距離58をそれぞれ有するように整えられている。すなわち、当接面52〜55は、全体として、破断分割時に軸受開口部89において高さ100もしくは長手軸35に関して、略高さの中心又は長手方向中心で作用する。
Here, the contact surfaces 52 to 55 are band-shaped. These extend in total over a
Furthermore, the abutment surfaces 52-55 extend only partly, not over the entire height 100 (with respect to the longitudinal axis 35) of the
図7に模式的に示された破断進行が生じること、すなわち、主押圧力59が、当接領域96〜99において長手軸35に関して、いわゆる高さの中心又は長手方向中心で軸受開口部89に作用を及ぼし、それによって、矢印で示された破断進行、或いは2つのコンポーネント91及び92の解離の進行が生じることが有利である。破断分割面90の領域において、押圧力59の力矢印の向かい側、すなわち、エンジン部品80の区分103において、「分離矢印」は直接向かい合っていないので、破断分割面90が、まさにこの区分103では均一であり、実質的に無段になる。
7 is generated, that is, the main pressing
このことが、従来技術、すなわち、力の導入が取付け通路87の領域の略中心で行われるのではなく、通常、軸受開口部89の全高さ100にわたって行われるいわば従来の破断分割との違いである。しかし主押圧力60は、特に、取付け通路87のすぐ傍で作用する。なぜなら、押圧力60に対する組立て通路87の壁102の抵抗が比較的小さく、すなわち多少それるからである。
This is in contrast to the prior art, that is, the conventional break-up splitting, in which the force is not introduced approximately at the center of the region of the mounting
当然のことながら、実質的に矩形の当接面52〜55に代えて、例えば円形又は楕円形の当接面も可能である。さらに、例えば、当接面52の各々がスプレッダ要素41、42の周方向に中断部を備えていてもよく、それによって、例えば2つ又は3つ又はそれ以上の帯状当接面が形成され、これらが外周46にわたって延在し、長手軸35に対して横方向に延びてもよい。
As a matter of course, instead of the substantially rectangular contact surfaces 52 to 55, for example, circular or elliptical contact surfaces are also possible. Further, for example, each of the abutment surfaces 52 may be provided with interruptions in the circumferential direction of the
破断分割面角度距離56よりも大きいか、又はより小さい破断分割面角度距離が設けられてもよい。
当接角度範囲57もより大きくてもよいし小さくてもよい。当接角度範囲57は、目標破断箇所95に対して対称である必要はない。例えば、当接面52及び53は、他の2つの当接面54及び55よりも大きい外周46の角度範囲にわたって延在してもよい。
A fracture split surface angular distance greater than or less than the fracture split surface
The
さらに、外周区分にわたって一貫して延在する当接面に代えて、当接面52〜55がそうであるように、周区分にわたって間隔をおいて当接面が設けられることも可能である。例えば、当接面52及び/又は53は外周46に関して分けられ、すなわち、それぞれ2つの周区分53a、53bを有することが考えられる。
Furthermore, instead of the abutment surface extending consistently over the outer peripheral section, it is also possible for the abutment surface to be provided at intervals over the peripheral section, as is the abutment surface 52-55. For example, it is conceivable that the abutment surfaces 52 and / or 53 are separated with respect to the
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