DE3705426C2 - Verfahren zum Herstellen eines einstückigen Ventilhülsenrohlings - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines einstückigen Ventilhülsenrohlings nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bereits ein Verfahren dieser Art bekannt (GB-2 121 326 A), bei dem in einem hohlzylindrischen Rohling durch plastische Verformung im mittleren Abschnitt Längsnuten eingeformt werden, die am einen Ende geschlossen sind. In einem sich anschließenden plastischen Verformungsvorgang werden die Längsnuten an ihrem anderen Ende geschlossen. Bei diesen Verfahren muß ein hülsenartiger Rohling vorliegen.

Weiterhin bekannt ist ein Verfahren zum Herstellen einer Ventilhülse (DE-OS 34 13 072), bei dem die Längsnuten in einem ggf. mit einem Boden versehenen Rohling durch einen spanabhebenden Vorgang erzeugt werden.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren zur Herstellung einer Ventilhülse (JP-OS 58-41 644) wird eine vorläufige Bohrung geformt, in der Längsnuten gebildet werden. Ein Verschließen der Längsnuten im Bereich des offenen Endes der Sacklochboh­ rung geschieht durch Einsetzen eines getrennten Bauelements.

Die japanische Offenlegungsschrift 55-119564 offenbart eine einstückige Ventilhülse, in der Nuten in einer Ventilhülse durch Räumen oder durch Hindurchführen eines ähnlichen Schneidwerkzeuges durch die Hülse vorgeformt werden, worauf anschließend durch Extrusion ein ringförmiger Wulst oder Wulste geformt werden, um ein Ende oder beide Enden jeder Nut zu schließen.

Jedoch besitzen diese bekannten Ventilhülsen üblicherweise durch Schneid- bzw. Spanvorgänge gebildete Nuten. Im Fall der durch Schneidvorgänge gebildeten Nuten dauert es mehrere Minuten zur Bildung einer Nut. Daher dauert es sehr lange, eine Ventilhülse fertigzustellen.

Insbesondere sind bei der einstückigen Ventilhülse nach der japanischen Offenlegungsschrift 54-132935 die Herstellungskosten sehr hoch, da eine komplizierte Vorrichtung zum Schneiden einer inneren Oberfläche eines Werkstücks verwendet werden muß.

Entsprechend den herkömmlichen Methoden zum Herstellen von Ventilhülsen hängt die Abmessungsgenauigkeit der Ventilhülsen stark von der Präzision der Schneidvorrichtungen, der Schneid­ leistung der Schneidwerkzeuge, der Präzision der Spannvorrich­ tungen, den Schleifcharakteristika der inneren Oberfläche der Ventilrohlinge usw. ab. Daher werden häufig ungenaue Ventilhülsen erzeugt.

Nach einer weiteren in der japanischen Offenlegungsschrift 55-119564 offenbarten Herstellungsmethode müssen mehrere Nuten mit geschlossenen Enden sowohl durch Schneiden als auch durch Extrudieren hergestellt werden, so daß die Produktionskosten hoch sind. Darüber hinaus ist es außerordentlich schwierig, einen Schneidvorgang in einen Extrusionsvorgang zu ändern.

Die japanische Offenlegungsschrift 60-73175 offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer einstückigen Hülse unter Verwendung eines zylindrischen Hülsenrohlings mit einem dicken Umfangsabschnitt an jedem Ende, der dicker ist als der dazwischen liegende mittlere Abschnitt, wobei die dicken Abschnitte radial nach innen durch ein plastisches Verformungsverfahren deformiert werden, bevor die inneren und äußeren Oberflächen des zylindrischen Hülsenrohlings fertig bearbeitet, insbesondere spanabhebend bearbeitet werden. Jedoch ist es bei einer derartigen Herstel­ lungsmethode nicht leicht, zunächst einen zylindrischen Hülsenrohling herzustellen, der unterschiedliche Dicken an den Enden und in seinem mittleren Bereich aufweist. Die Menge des von der inneren Oberfläche des Hülsenrohlings zu entfernenden überschüssigen Materials ist groß, so daß die Herstellungskosten hoch werden. Darüber hinaus ist es außerordentlich schwierig, die Produktivität und Genauigkeit zu verbessern.

Der Erfindung liegt eine Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Her­ stellen eines einstückigen Ventilhülsenrohlings zu schaffen, mit dessen Hilfe sich die Produktionskosten und die Herstellungszeit verringern und die Produktivität und Genauigkeit verbessern läßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor.

Typischerweise wird ein Werkstück zunächst mit einem Sackloch und einer Vielzahl von in Längsrichtung des Lochs verlaufenden Nuten in einer inneren Oberfläche des Lochs geformt. Es wird von der Erfindung bevorzugt, daß die Nuten durch ein Vorwärtsfließpressen oder ein Rückwärtsfließpressen gebildet werden. Anschließend wird der Boden des Werkstücks durch einen Stanzvorgang entfernt, um ein durchgehendes Loch in dem Werkstück zu bilden, während die inneren Enden der Nuten geschlossen bleiben. Weiterhin wird ein innerer Abschnitt des Werkstückes an der Mündung des Lochs bzw. der Bohrung plastisch verformend bearbeitet. Als Ergebnis werden die Enden der Nuten an der Mündung des Lochs geschlossen. Anschließend wird die innere Oberfläche des Werkstücks vorzugsweise spanabhebend bearbeitet, so daß ein genaues zylindrisches durchgehendes Loch gebildet wird. Weiterhin wird gegebenenfalls die äußere Oberfläche des Werkstücks bearbeitet, insbesondere spanabhebend, je nach der gewünschten Form, beispielsweise werden Nuten oder dergleichen zusätzlich in der äußeren Oberfläche gebildet.

Die genannten Verfahrensschritte können in kaltem oder warmen Zustand durchgeführt werden.

Da ein Sackloch und eine Vielzahl von in Längsrichtung verlaufender Nuten in dem Loch in einem Werkstück durch ein plastisches Verformungsverfahren gebildet werden, und ein Abschnitt des Werkstücks an dem Boden des Lochs durch plastische Verformung entfernt wird, wobei die inneren Enden der Nuten geschlossen bleiben, und ein innerer Abschnitt des Werkstückes benachbart der Mündung des Lochs weiterhin plastisch verformt wird, um dadurch die anderen Enden der Nuten zu schließen, können an beiden Enden geschlossenen Nuten in der inneren Oberfläche eines Werkstückes rein durch ein plastisches Verformungsverfahren gebildet werden. So ist es möglich, eine einstückige Ventilhülse mit einer Vielzahl von Nuten darin zu erzeugen, indem feste Materialen verwendet werden, die mit niedrigem Preis gekauft werden können. Spanabhebende Verfahrensschritte sind nicht erforderlich, mit Ausnahme des abschließenden Verfahrensschrittes der Bearbeitung der inneren und äußeren Oberflächen der Werkstücke. Dadurch läßt sich die Produktivität verbessern und die Produktionskosten können beachtlich gesenkt werden. Darüber hinaus ist die Genauigkeit in der Abmessung der Nuten außerordentlich groß mit einer stabilisierten hohen Qualität. Weiterhin läßt sich Material sparen. Unter Verwendung der bevorzugten Methode können die Nuten an einem Ende nur durch plastische Verformung des Werkstückes geschlossen gebildet werden, während die anderen Enden der Nuten anschließend durch plastische Verformung des Werkstückes geschlossen werden können. Auf diese Weise muß nur eine geringe Menge an Überschußmaterial, das sich radial nach innen an dem anderen Ende der Nuten erstreckt und gegebenenfalls andere gewünschte Abschnitte mit dem abschließenden spanabhebenden Verfahrensschritt entfernt werden. Darüber hinaus wird das Spanabheben dieses Materials leicht, so daß die Kosten der Herstellung einer einstückigen Ventilhülse weiterhin verringert werden können.

Wenn beide Enden der Nuten durch einen plastischen Verformungs­ vorgang wie beschrieben geschlossen werden, wird die äußere Form des Werkstückes nicht verändert. Aus diesem Grund kann das Werkstück mit hoher Präzision am Ende der Bearbeitung bearbeitet werden. Daher lassen sich einstückige Ventilhülsen mit außeror­ dentlich genauen Abmessungen herstellen.

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Werkstückes, das in einem erfindungsge­ mäßen Herstellungsverfahren verwendet wird;

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Werkstück, das durch plastische Verformung mit einem Sackloch und einer Vielzahl von Nuten gebildet ist;

Fig. 3 eine Endansicht des teilweise geformten Werkstücks der Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt durch ein Werkstück, bei dem ein Abschnitt an dem Boden des Lochs zur Bildung eines durchgehenden Lochs gestanzt ist;

Fig. 5 einen Schnitt durch ein Werkstück, bei dem ein innerer Abschnitt des Werkstücks benachbart der Mündung des ursprünglichen Sacklochs zur Verformung gepreßt ist; und

Fig. 6 einen Schnitt durch eine fertig bearbeitete einstückige Ventilhülse nach spanabhebender Bearbeitung der inneren und äußeren Oberfläche des Werkstücks.

Eine einstückige Ventilhülse wird in kaltem oder heißem Zustand wie folgt hergestellt:

Fig. 1 zeigt ein Werkstück 1 ohne Öffnung, das den gleichen Durchmesser über seine gesamte Länge aufweist. Vorzugsweise wird das Werkstück 1 hergestellt, indem eine lange zylindrische Stange auf eine vorbestimmte Länge abgeschnitten wird. Das Werkstück 1 wird zuerst mit einem Sackloch 3 und einer Vielzahl von Nuten 2, die als Ölnuten wirken, durch plastische Verfor­ mungsbearbeitung des Werkstückes 1 geformt (siehe Fig. 2 und 3). Das Loch 3 und die Nuten 2 werden vorzugsweise durch ein Rückwärtsfließpressen gebildet, obwohl sie auch durch ein herkömmliches Vorwärtsfließpressen gebildet werden können. Die Nuten 2 werden in der Längsrichtung des Lochs 3 bzw. Werkstücks 1 orientiert und werden mit gleichmäßigem gegenseitigem Winkelabstand in dem Loch verteilt. Anschließend wird ein Abschnitt 4 (siehe Fig. 2) des Werkstückes 1 an dem Boden des Lochs 3 durch Stanzen entfernt, um so aus dem Loch 3 ein durchgehendes Loch 5 zu formen (siehe Fig. 4). Wie sich aus Fig. 5 ergibt, entspricht der Innendurchmesser S des gestanzten Abschnittes des Lochs 5 im wesentlichen dem Durchmesser d des Lochs 3 zwischen den Nuten 2 bzw. kann etwas kleiner sein. Dementsprechend bleiben die in Fig. 5 rechten geschlossen geformten Enden der Nuten 2 geschlossen.

Wie aus Fig. 5 zu entnehmen ist, wird ein weiterer innerer Abschnitt des Werkstückes 1 plastisch durch das offene Ende 6 des Lochs 3, vorzugsweise durch Preßverformen des Materials des Werkstückes 1 verformt. Der innere Durchmesser T der Innenwand 8 des offenen Endes 6 größer gemacht als der Durchmesser D des Lochs 3. Auf diese Weise werden die anderen Enden der Nuten 2 geschlossen.

Schließlich können (siehe Fig. 6) die inneren und äußeren Oberflächen des Werkstücks 1 insbesondere spanabhebend bearbeitet werden, um dadurch eine fertig bearbeitete einstückige Ventilhülse zu erzeugen. Beispielsweise werden Nuten 7 zusätzlich in der äußeren Oberfläche des Werkstücks 1 gebildet. Ebenfalls werden die Innenwände 8, 9 und das überschüssige Material 10 des Werkstücks 1 (siehe Fig. 5) auf zylindrische Form bearbeitet, insbesondere spanabhebend. Das überschüssige Material 10 wird ebenfalls entfernt.

Claims (3)

1. Verfahren zum Herstellen eines einstückigen Ventilhül­ senrohlings mit einem durchgehenden Loch und im mittleren Lochabschnitt axial verlaufenden Längsnuten, bei dem von einem zylindrischen Rohling ausgegangen wird, in dem durch plastisches Verformen im mittleren Abschnitt die Längsnuten eingeformt und der auf einer Seite an die Längsnuten anschließende Lochabschnitt mit einem die Längsnuten schließenden Innendurchmesser erzeugt wird und danach der andere Lochabschnitt ebenfalls durch plastisches Verformen auf einen Innendurchmesser redu­ ziert wird, der ebenfalls die Längsnuten schließt, da­ durch gekennzeichnet, daß von einem vollen, zylindrischen Rohling (1) ausgegangen wird, in den durch axiales Fließpressen ein Sackloch (3) mit den Längsnuten (2) eingeformt wird, anschließend durch Ausstanzen des Bodens des Sackloches (3) der eine Lochabschnitt (4) erzeugt und danach durch axiales Stauchen eines ringförmigen Stirnbereiches vom offenen Ende des Sackloches (3) her, der andere Lochbereich erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Nuten (2) durch ein Rückwärtsfließpressen hergestellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Nuten (2) durch ein Vorwärtsfließpressen geformt werden.