DE10052142A1 - Zündkerzenherstellungsverfahren - Google Patents

Abstract

Ein Herstellungsverfahren zur Erzeugung einer rohrförmigen metallischen Ummantelung für Zündkerzen ist vorgesehen. Die metallische Ummantelung hat einen verjüngten Abschnitt an dem äußeren Umfang, um eine Abdichtung vorzusehen. Der verjüngte Abschnitt kann in eine gewünschte Gestalt durch Gesenkschmieden ausgebildet werden. Ein erstes bearbeitetes Bauteil (20) hat einen ersten verjüngten Abschnitt (23) mit einem Verjüngungswinkel A, der bei dem ersten Bearbeitungsschritt ausgebildet wird. Bei dem zweiten Bearbeitungsschritt wird der erste verjüngte Abschnitt (23) in einen zweiten verjüngten Abschnitt (33) mit einem Verjüngungswinkel B umgeformt. Das wird durch Verwendung eines gestuften inneren Hohlraums (65) mit einem zweiten Gesenk (62) mit einer verjüngten Auflagerfläche (68) erreicht, die einen Verjüngungswinkel B hat, der größer als der Verjüngungswinkel A ist. Bei dem dritten Bearbeitungsschritt wird der zweite verjüngte Abschnitt (33) in einen dritten verjüngten Abschnitt (43) mit einem Verjüngungswinkel C umgeformt. Das wird durch Verwendung eines gestuften inneren Hohlraums (66) mit einem dritten Gesenk (63) mit einer verjüngten Auflagerfläche (69) erreicht, die einen Verjüngungswinkel C hat, der kleiner als der Verjüngungswinkel B ist. Ebenso wird ein dritter Stempel (73) verwendet, der einen Spitzenabschnitt (73b) hat, dessen Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Fußabschnitts kleinen Durchmessers des zweiten bearbeiteten Bauteils (30) ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren und insbesondere ein Herstellungsverfahren zur Herstellung von metallischen Ummantelungen für Zündkerzen, die bei Verbrennungsmotoren, wie zum Beispiel denen in Automobilen, verwendet werden.

Ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung von metallischen Ummantelungen für Zündkerzen ist in den Fig. 9A bis 9G gezeigt. Dabei werden verarbeitete Werkstücke J1 bis J6, die in den Fig. 9A bis 9F gezeigt sind, durch Kaltschmieden bzw. Gesenkschmieden unter Verwendung einer Form und eines Stempels ausgebildet, wie zum Beispiel in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei-7 16693, 1995, beschrieben ist.

Mit anderen Worten wird ein gestuftes säulenförmiges Werkstück J2 aus einem säulenförmigen Werkstück J1 durch Gesenkschmieden ausgebildet. Als nächstes wird ein Werkstück J3 mit einem Kopfabschnitt J8 großen Durchmessers, der ein Loch großen Durchmessers ausbildet, und einem Fußabschnitt J9 kleinen Durchmessers ausgebildet, der ein Loch kleinen Durchmessers ausbildet. Der Kopfabschnitt J8 großen Durchmessers und der Fußabschnitt J9 kleinen Durchmessers werden gezogen, um nachfolgend die Bauteile J4 und J5 auszubilden. Dann wird das Innere des Werkstücks gebohrt, um ein Bauteil J6 auszubilden.

Der Stufenabschnitt J10, der zwischen dem Kopfabschnitt großen Durchmessers und dem Fußabschnitt kleinen Durchmessers in dem Werkstück J6 angeordnet ist, wird durch Schneiden bearbeitet, um den verjüngten (konischen) Abschnitt J11 zu erzeugen, wie in Fig. 9G gezeigt ist. Der mit einem Gewinde versehene Abschnitt J12 wird durch Rollen erzeugt und das schließlich fertiggestellte Produkt einer metallischen Ummantelung J7 wird erzeugt. Die metallische Ummantelung J7 wird an dem Verbrennungsmotorzylinderkopf mittels des mit einem Gewinde versehenen Abschnitts J12 angebracht. Der verjüngte Abschnitt J11 wird dicht an dem Verbrennungsmotorzylinderkopf angebracht, um eine Abdichtung zwischen der Zündkerze und dem Verbrennungsmotorzylinderkopf vorzusehen.

Der durch diese Art der Schneidbearbeitung erzeugte verjüngte Abschnitt ist jedoch ein Ergebnis einer Sekundärbearbeitung, die auf ein gesenkgeschmiedetes Produkt angewendet wird. Folglich ist es notwendig, häufige Kontrollen bei den Bearbeitungen und häufiges Auswechseln der Schneidwerkzeuge durchzuführen, um die exakte Gestalt reproduzierbar zu erhalten. Die Erfordernisse an den Winkel des verjüngten Abschnitts, die Durchbiegung der Achse und die Oberflächenrauhigkeit werden auf diese Weise erhalten. Daher leidet die Genauigkeit des fertiggestellten Produkts, wenn das Schneidwerkzeug das Ende von seiner Lebensdauer erreicht. Außerdem gab es in den letzten Jahren in verstärktem Maße den Bedarf nach niedrigeren Kosten, dem vereinfachten Handhaben des verjüngten Abschnitts und einer verbesserten Beständigkeit der Gestalt des fertiggestellten Produkts beim Herstellen von metallischen Ummantelungen. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage dieser und anderer Nachteile entwickelt.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Herstellungsverfahren zur Erzeugung einer rohrförmigen metallischen Ummantelung für eine Zündkerze mit einem verjüngten äußeren Umfang, um eine Abdichtung vorzusehen. Die gewünschte Gestalt des verjüngten Abschnitts wird durch Gesenkschmieden (Kaltumformung) erzeugt. Eine rohrförmige metallische Ummantelung einer Zündkerze (10) hat einen gestuften verjüngten Abschnitt (15) an seinem äußeren Umfang zwischen einem Abschnitt (11) großen Durchmessers und einem Abschnitt (12) kleinen Durchmessers. Das dient dazu, eine Abdichtung beim dichten Anbringen an den Zylinderkopf vorzusehen. Der verjüngte Abschnitt wird durch Kaltsschmieden ausgebildet. Der Kaltschmiedevorgang wird durch die folgenden Bearbeitungsschritte durchgeführt.

• a) Bei dem ersten Bearbeitungsschritt wird ein erstes Gesenk (Pressform) (61) mit einem gestuften inneren Hohlraum (64) vorbereitet, der eine gestufte Auflagerfläche (67) zwischen dem Abschnitt großen Durchmessers und dem Abschnitt kleinen Durchmessers ausbildet. Wenn ein säulenförmiges Werkstück (8) in dem gestuften inneren Hohlraum des ersten Gesenks gesichert ist, wird ein erster Stempel (71) gegen das Werkstück in axiale Richtung gepresst, um dessen Gestalt umzuwandeln. Folglich wird ein erstes bearbeitetes Bauteil (20) mit einer gestuften säulenförmigen Gestalt ausgebildet. Es weist einen Kopfabschnitt (21) großen Durchmessers mit einem Loch (24) großen Durchmessers, das an einem Ende offen ist, und einen Fußabschnitt (22) kleinen Durchmessers auf, der an dem anderen Ende angeordnet ist. Der Fußabschnitt (22) kleinen Durchmessers hat einen kleineren Außendurchmesser als der Kopfabschnitt großen Durchmessers. Außerdem wird ein erster verjüngter Abschnitt (23) ausgebildet, der an der Grenze zwischen dem Kopfabschnitt großen Durchmessers und dem Fußabschnitt kleinen Durchmessers angeordnet ist.
• b) Bei dem zweiten Bearbeitungsschritt wird ein zweites Gesenk (62) mit einem gestuften inneren Hohlraum (65) vorbereitet, der eine verjüngte Auflagerfläche (68) an der Grenze zwischen dem Abschnitt großen Durchmessers und dem Abschnitt kleinen Durchmessers ausbildet. Die verjüngte bzw. konische Auflagerfläche (68) hat einen größeren Verjüngungswinkel B als der Verjüngungswinkel A bei dem ersten verjüngten Abschnitt. Ein zweiter Stempel (72) mit einem größeren Außendurchmesser als dem des Fußabschnitts kleinen Durchmessers des ersten bearbeiteten Abschnitts, wie oben beschrieben ist, wird ebenso vorbereitet. Wenn das erste bearbeitete oben erwähnte Bauteil in dem gestuften inneren Hohlraum des zweiten Gesenks gesichert ist, wird der zweite Stempel in das Loch (24) größeren Durchmessers in dem ersten bearbeiteten Bauteil eingeführt und in axiale Richtung gepresst. Folglich wird die Gestalt des ersten verjüngten Abschnitts umgewandelt, um mit der Auflagerfläche des zweiten Gesenks übereinzustimmen. Folglich wird ein zweites bearbeitetes Bauteil (30) mit einer gestuften säulenförmigen Gestalt und ein zweiter verjüngter Abschnitt (33) mit dem Verjüngungswinkel B ausgebildet, wie oben beschrieben ist.
• c) Bei dem dritten Bearbeitungsschritt wird ein drittes Gesenk (63) mit einem gestuften inneren Hohlraum (66) vorbereitet, der eine verjüngte Auflagerfläche (69) an der Grenze zwischen dem Abschnitt großen Durchmessers und dem Abschnitt kleinen Durchmessers ausbildet. Die verjüngte Auflagerfläche (69) hat einen kleineren Verjüngungswinkel C als der Verjüngungswinkel B bei dem zweiten verjüngten Abschnitt. Ein dritter Stempel (63) mit einer Spitze mit einem kleineren Außendurchmesser als dem des Fußabschnitts (32) kleinen Durchmessers des zweiten oben beschriebenen bearbeiteten Bauteils wird ebenso vorbereitet. Wenn das zweite bearbeitete Bauteil, wie oben erwähnt ist, in dem gestuften inneren Hohlraum des dritten Gesenks gesichert ist, wird der dritte Stempel in das Loch (34) großen Durchmessers in dem zweiten bearbeiteten Teil eingesetzt und in die axiale Richtung gepresst. Folglich wird die Gestalt des zweiten verjüngten Abschnitts umgewandelt, um mit der Auflagerfläche des dritten Gesenks überein zu stimmen. Folglich wird ein drittes bearbeitetes Bauteil (40) mit einer gestuften säulenförmigen Gestalt und einem dritten verjüngten Abschnitt (43) mit dem Verjüngungswinkel C ausgebildet, wie oben beschrieben ist.

Die Verjüngungswinkel A, B und C beziehen sich auf die Winkel, die zwischen der axialen Richtung jedes verarbeiteten Bauteils oder dem gestuften inneren Hohlraum ausgebildet sind, und die Neigungswinkel der Außenflächen jedes bearbeiteten Materials oder der Innenfläche jedes inneren Hohlraums. Die axiale Richtung bei jedem bearbeiteten Teil und jedem gestuften inneren Hohlraum ist zu 0° definiert. Dies ist in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellt und wird weiter unten erklärt.

Bei dem dritten Bearbeitungsschritt wird die Gestalt des zweiten verjüngten Abschnitts (33) umgeformt, um mit der Auflagerfläche (69) (im folgenden die dritte Auflagerfläche genannt) des gestuften inneren Hohlraums (66) des dritten Gesenks (63) übereinzustimmen. Die dritte Auflagerfläche hat einen Verjüngungswinkel C, der kleiner als der Verjüngungswinkel B des zweiten verjüngten Abschnitts ist.

Bei dem zweiten Bearbeitungsschritt wird der zweite Stempel (72) mit einem größeren Außendurchmesser als dem des Fußabschnitts (22) kleinen Durchmessers des ersten bearbeiteten Bauteils (20) verwendet, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Daher wird der auf das erste bearbeitete Bauteil ausgeübte Druck direkt auf den ersten verjüngten Abschnitt (23) übertragen. Bei dem dritten Bearbeitungsschritt wird jedoch ein dritter Stempel (73) mit einer Spitze (73b) mit einem kleineren Außendurchmesser als dem des Fußabschnitts (32) kleinen Durchmessers des zweiten bearbeiteten Bauteils (30) verwendet. Das ist in Fig. 6 dargestellt. Daher wird der auf das zweite bearbeitete Bauteil ausgeübte Druck direkt auf den Fußabschnitt kleinen Durchmessers des zweiten bearbeiteten Bauteils übertragen, aber nicht auf den zweiten verjüngten Abschnitt (33).

Bei diesem Verfahren wird der zweite verjüngte Abschnitt durch die Umformung des Fußabschnitts kleinen Durchmessers gezogen und der dritte verjüngte Abschnitt (43) wird als ein letzter verjüngter Abschnitt ausgebildet. Bei dem dritten Bearbeitungsschritt ist die Zusammensetzung des an dem verjüngten Abschnitt aufgebrachten Drucks verschieden von dem des zweiten Bearbeitungsschritts. Obwohl der Verjüngungswinkel C kleiner als der Verjüngungswinkel B ist, wird das Schmieröl daher wahrscheinlich nicht zurückgehalten.

Bei einem anderen Gesichtspunkt wird das dritte Gesenk (63) in eine Richtung gestoßen, die entgegengesetzt zu der Richtung des durch den dritten Stempel (73) bei dem dritten Bearbeitungsschritt aufgebrachten Drucks ist. Der dritte verjüngte Abschnitt und die dritte Auflagerfläche (69) werden gezwungen, sogar dann in Berührung zu verbleiben, nachdem der verjüngte Abschnitt (43) durch diese Anordnung ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Verjüngungswinkel B um 1° bis 10° größer als der Verjüngungswinkel A. Das liegt daran, dass, wenn der Unterschied zwischen den zwei Verjüngungswinkeln kleiner als 1° ist, ein Austreten des Schmieröls blockiert ist. Wenn der Unterschied zwischen den zwei Verjüngungswinkeln mehr als 10° beträgt, wird die Menge des zwischen dem ersten verjüngten Abschnitt und der zweiten Auflagerfläche zurückgehaltenen Schmieröls so groß, dass es schwierig ist, es in geeigneter Weise abzulassen. Ebenso ist vorzugsweise der Verjüngungswinkel C um 0,5° bis 5° kleiner als der Verjüngungswinkel B, wie in Anspruch 4 der Patentansprüche beschrieben ist. Wenn der Unterschied zwischen den zwei Verjüngungswinkeln kleiner als 0,5° ist, kann der zweite verjüngte Abschnitt, der der Umformung unterzogen wird, sich durch den Druck des dritten Stempels lösen. Wenn der Unterschied zwischen den Verjüngungswinkeln B und C größer als 5° ist, wird der Betrag des zwischen dem ersten verjüngten Abschnitt und der zweiten Auflagerfläche zurückgehaltenen Schmieröls so groß, dass es schwierig ist, es ausreichend abzulassen.

Weitere Bereiche der Anwendung der vorliegenden Erfindung werden aus der im folgenden angegebenen genauen Beschreibung ersichtlich. Es sollte verstanden werden, dass die genaue Beschreibung und spezifische Beispiele zur Andeutung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung nur für den Zweck der Darstellung vorgesehen sind, da verschiedene Änderungen und Abwandlungen innerhalb des Anwendungsbereichs der Erfindung dem Fachmann aus der genauen Beschreibung ersichtlich sind.

Fig. 1 ist eine Teilschnittansicht einer fertiggestellten metallischen Ummantelung einer Zündkerze, die durch ein Verfahren zum Herstellen metallischer Ummantelungen für Zündkerzen gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wurde;

Fig. 2 ist eine Teilschnittansicht einer Zündkerze, die mit einem Verfahren zum Herstellen von metallischen Ummantelungen für Zündkerzen gemäß der vorliegenden Erfindung zusammengebaut ist;

Fig. 3A ist eine Teilschnittansicht eines Werkstücks, das mit einem Bearbeitungsschritt eines Verfahrens zum Herstellen metallischer Ummantelungen für Zündkerzen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;

Fig. 3B ist eine Teilschnittansicht eines Werkstücks, das mit einem Bearbeitungsschritt eines Verfahrens zum Herstellen von metallischen Ummantelungen für Zündkerzen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;

Fig. 3C ist eine Teilschnittansicht eines Werkstücks, das mit einem Bearbeitungsschritt eines Verfahrens zum Herstellen metallischer Ummantelungen für Zündkerzen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;

Fig. 3D ist eine Teilschnittansicht eines Werkstücks, das mit einem Bearbeitungsschritt eines Verfahrens zum Herstellen metallischer Ummantelungen für Zündkerzen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;

Fig. 3E ist eine Teilschnittansicht eines Werkstücks, das mit einem Bearbeitungsschritt eines Verfahrens zum Herstellen von metallischen Ummantelungen für Zündkerzen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;

Fig. 3F ist eine Teilschnittansicht eines Werkstücks, das mit einem Bearbeitungsschritt eines Verfahrens zum Herstellen von metallischen Ummantelungen für Zündkerzen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;

Fig. 4A ist eine Schnittansicht einer Gesenkmaschine, die bei einem Verfahren zum Herstellen metallischer Ummantelungen für Zündkerzen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 4B ist eine Schnittansicht einer Gesenkmaschine, die bei einem Verfahren zum Herstellen metallischer Ummantelungen für Zündkerzen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 4C ist eine Schnittansicht einer Gesenkmaschine, die bei einem Verfahren zum Herstellen metallischer Ummantelungen für Zündkerzen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht einer Gesenkmaschine für eine zweite Bearbeitung für ein Verfahren zum Herstellen metallischer Ummantelungen für Zündkerzen gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die den dritten Bearbeitungsschritt zeigt, der einen dritten verjüngten Abschnitt mit einem Verfahren zum Herstellen metallischer Ummantelungen für Zündkerzen gemäß der vorliegenden Erfindung ausbildet;

Fig. 7 ist eine Schnittansicht, die den dritten Bearbeitungsschritt für ein Verfahren zum Herstellen metallischer Ummantelungen für Zündkerzen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 8 zeigt die auftretenden Probleme, wenn der Bewegungsmechanismus bei einem Verfahren zum Herstellen metallischer Ummantelungen für Zündkerzen gemäß der vorliegenden Erfindung nicht vorgesehen ist; und

Fig. 9 ist eine Teilschnittansicht des Bearbeitungszustands jedes Herstellungsschritts, der durchgeführt wird, um eine herkömmliche metallische Ummantelung zu erzeugen.

In Fig. 1 und in Fig. 2 hat die metallische Ummantelung 10 eine gestufte rohrförmige Gestalt. Die metallische Ummantelung 10 hat einen Abschnitt 11 großen Durchmessers, der an einem Ende angeordnet ist, und einen Abschnitt 12 kleinen Durchmessers mit einem Außendurchmesser, der kleiner als der des Abschnitts 11 großen Durchmessers ist, der an dem anderen Ende angeordnet ist. Sie ist aus einem leitfähigen Stahlmaterial zusammengesetzt (zum Beispiel Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt). Ein mit einem Gewinde versehener Abschnitt 13 ist an dem äußeren Umfang des Abschnitts 12 kleinen Durchmessers ausgebildet, um ihn in ein (in der Figur nicht gezeigtes) mit einem Gewinde versehenes Loch zu schrauben, das in dem (in der Figur nicht gezeigten) Zylinderkopf vorgesehen ist. Ein hexagonaler Abschnitt 14 ist an dem äußeren Durchmesser des Abschnitts 11 großen Durchmessers ausgebildet, der die Achse umgibt, um eine Einrichtung vorzusehen, um axiale Kraft zum Festziehen der Schraubenverbindung aufzubringen.

Ein verjüngter Abschnitt (verjüngter Sitzabschnitt) 15, der bei einem Verjüngungsschritt ausgebildet wird, wird an dem äußeren Umfang der metallischen Ummantelung 10 zwischen dem Abschnitt 11 großen Durchmessers und dem Abschnitt 12 kleinen Durchmessers ausgebildet. Der verjüngte Abschnitt 15 ist als ein Ring gestaltet, der die Achse umgibt. Der verjüngte Abschnitt 15 wird fest an die verjüngte Auflagerfläche (in der Figur nicht gezeigt), die an der Innenfläche des oben erwähnten Schraubenlochs ausgebildet ist, durch die Axialkraft der Schraubenkupplung dicht angebracht, um eine Abdichtung vorzusehen.

Bei einer Zündkerze, die mit der metallischen Ummantelung 10 zusammengebaut ist, wird ein rohrförmiger Isolator 2, der aus einer Aluminiumoxidkeramik (Al₂O₃) oder einem anderen ähnlichen Material zusammengesetzt ist, in dem anderen Loch der metallischen Ummantelung 10 gehalten. Jedes Ende des Isolators 2 ragt aus jedem Ende der metallischen Ummantelung 10 heraus. Die in dem Isolator 2 ausgebildete Stufe wird eingestemmt und an einem Ende der metallischen Ummantelung 10 mit Dichtungsmaterial 2a befestigt.

Eine rohrförmige Zentralelektrode 3 und deren Schaft 4 sind in dem inneren Loch 2b des Isolators 2 gesichert. Die Spitze 3a der Zentralelektrode 3 steht aus dem inneren Loch 2b des Isolators heraus. Das hintere Ende der Zentralelektrode 3 ist elektrisch mit dem Schaft 4 in dem inneren Loch 2b verbunden. Eine Erdungselektrode 5 ist an einem Ende der metallischen Ummantelung 10 zum Beispiel mittels Schweißens angebracht. Die Erdungselektrode 5 ist in der Mitte gebogen, so dass sie eine L- förmige Gestalt hat. Sie steht der Spitze 3a der Zentralelektrode 3 an der Position beabstandet durch einen Entladungsspalt 6 gegenüber, die an dem entgegengesetzten Ende des geschweißten Abschnitts liegt.

Als nächstes wird das Herstellungsverfahren der metallischen Ummantelung durch Gesenkschmieden bezüglich dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 3A bis 3F und die Fig. 4A bis 4C beschrieben. Die Fig. 3A bis 3F zeigen den Zustand jedebei jedem Bearbeitungsschritt des Kaltschmiedevorgangs der metallischen Ummantelung 10. Sie zeigen die Querschnitte jedes Bauteils, die dem in Fig. 1 gezeigten Querschnitt entsprechen. Zuerst wird ein rohrförmiges Metallwerkstück, wie zum Beispiel aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, in der ersten Ausbildungsstation (in der Figur nicht gezeigt) einer Kaltschmiedemaschine platziert, wie in Fig. 3A gezeigt ist. Ein rundes geschossförmiges geschmiedetes Produkt 7 wird durch Gesenkschmieden erzeugt. Der äußere Umfang des unteren Endes des geschmiedeten Produkts 7 wird abgerundet, um eine bogenförmige Ecke 7a auszubilden.

Als nächstes wird das geschmiedete Produkt 7 in der zweiten Ausbildungsstation (in der Figur nicht gezeigt) platziert, um das in der Fig. 8B gezeigte nächste geschmiedete Produkt 8 mittels Strangpressens zu erzeugen. Ein großes Loch 8a wird an dem oberen Ende ausgebildet, und ein kleines Loch wird an dem unteren Ende des geschmiedeten Produkts 8 ausgebildet. Zusätzlich wird ein kreisförmiger Kopfabschnitt 8c an dem oberen Ende ausgebildet, und ein kreisförmiger Fußabschnitt 8d mit einem kleineren Außendurchmesser als dem des Kopfabschnitts wird an dem unteren Ende des geschmiedeten Produkts 8 ausgebildet. Eine Stufe 8e wird zwischen dem Kopfabschnitt 8c und dem Fußabschnitt 8d ausgebildet. Dieses geschmiedete Produkt 8 entspricht dem, auf was in dieser Erfindung als ein säulenförmiges Material bzw. Werkstück Bezug genommen wird.

Als nächstes wird der verjüngte Abschnitt durch Gesenkschmieden erzeugt. Fig. 4A zeigt die dritte Ausbildungsstation der Kaltschmiedemaschine und den Querschnitt jedes Abschnitts. Fig. 4B zeigt die vierte Ausbildungsstation der Kaltschmiedemaschine und den Querschnitt jedes Abschnitts. Fig. 4C zeigt die fünfte Ausbildungsstation der Kaltschmiedemaschine und den Querschnitt jedes Abschnitts. In Fig. 4A bis 4C werden Abschnitte 20, 30 und 40 in ihrem fertiggestellten Zustand gezeigt.

In Fig. 4A bis 4C bezeichnen die Bezugszeichen 61, 62 und 63 das erste Gesenk (erste Ausbildungsform), das zweite Gesenk (die zweite Ausbildungsform) beziehungsweise das dritte Gesenk (die dritte Ausbildungsform). Bei jeder der Gesenke 61 bis 63 bezeichnen 61a, 62a und 63a die obere Form und 61b, 62b und 63b die untere Form. Jedes Gesenk 61 bis 63 ist aus einer getrennten oberen und unteren Form zusammengesetzt.

Jedes Gesenk 61 bis 63 hat einen gestuften inneren Hohlraum 64 65 und 66, in den die Bauteile, die bearbeitet werden sollen, eingesetzt werden. Die gestuften inneren Hohlräume 64 bis 66 sind durch Bohren durch sowohl die oberen Formen 61a bis 63a als auch die unteren Formen 61b bis 63b ausgebildet. In der oberen Form ist der Abschnitt großen Durchmessers und in der unteren Form der Abschnitt kleinen Durchmessers ausgebildet. In jedem gestuften inneren Hohlraum 64 bis 66 ist eine Verjüngungsauflagerfläche (verjüngte Auflagerfläche) an der Grenze zwischen dem Abschnitt großen Durchmessers und dem Abschnitt kleinen Durchmessers ausgebildet.

Die Auflagerflächen sind mit unterschiedlichen Verjüngungswinkeln ausgebildet. Die Auflagerfläche 67 (erste Auflagerfläche) hat einen Verjüngungswinkel A (erster Verjüngungswinkel A). Die Auflagerfläche 68 (zweite Auflagerfläche) hat einen Verjüngungswinkel B (zweiter Verjüngungswinkel B) und die Auflagerfläche 69 (dritte Auflagerfläche) hat einen Verjüngungswinkel C (dritter Verjüngungswinkel C). Der zweite Verjüngungswinkel B ist größer als der erste Verjüngungswinkel A und der dritte Verjüngungswinkel C ist kleiner als der zweite Verjüngungswinkel B. Diese Verjüngungswinkel können zum Beispiel auf A = 58°, B = 64° und C = 63° gesetzt werden.

In Fig. 4A bis 4C bezeichnen die Bezugszeichen 71, 72 und 73 den ersten Stempel (erster Stempelabschnitt), den zweiten Stempel (zweiter Stempelabschnitt) und den dritten Stempel (dritter Stempelabschnitt), die jeweils das Werkstück pressen, das bearbeitet werden soll. Sie können in eine vertikale Richtung oder nach oben und unten bewegt werden, wie in der Figur gezeigt ist. Sie sind angeordnet, um Druck in die axiale Richtung auf das in der Ausbildungsform angeordnete Werkstück auszuüben, das bearbeitet werden soll.

Das Bezugszeichen 80 bezeichnet einen Stift (Dorn), der das bearbeitete Werkstück stützt und der es in dem inneren gestuften Hohlraum 64 bis 66 sichert. Das Bezugszeichen 90 bezeichnet ein Auswerferrohr, das das bearbeitete Material aus dem Gesenk auswirft, nachdem das Formen beendet ist, und das das verarbeitete Material anordnet, um dessen Gesamtlänge festzulegen. Das Bezugszeichen 100 bezeichnet einen Gesenkhalter, der die Gesenke 61 bis 63 hält. Außerdem ist eine Schmierölablassvertiefung (Ausstoßloch) M1 zwischen der oberen und der unteren Form jedes Gesenks ausgebildet, um das Schmieröl auszustoßen, das bei dem Gesenkschmieden verwendet wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist.

Bei der fünften Ausbildungsstation der Kaltschmiedemaschine sind Bewegungsmechanismen 110 und 120 vorgesehen, wie in Fig. 4C gezeigt ist. Das Bezugszeichen 110 bezeichnet eine Feder und das Bezugszeichen 120 bezeichnet eine Federführung, die die Feder in Position hält. Das dritte Gesenk 63 wird durch die elastische Kraft der Feder 110 in eine Richtung gedrückt (nach oben in der Figur), die der Richtung entgegengesetzt ist, in welche der dritte Stempel 73 eingeführt wird.

Der erste Bearbeitungsschritt des Kaltschmiedevorgangs des verjüngten Abschnitts wird beschrieben. Das geschmiedete Produkt (säulenförmiges Material) 8, das in der Fig. 3B gezeigt ist, wird durch den gestuften inneren Hohlraum 64 des ersten Gesenks 61 gesichert. Das geschmiedete Produkt 8 wird dann durch den ersten Stempel 71, der gegen das geschmiedete Produkt 8 in die axiale Richtung (siehe Fig. 4A) gepresst wird, umgeformt. Der Abschnitt großen Durchmessers des gestuften inneren Hohlraums 64 hat eine Gestalt eines hexagonalen Abschnitts 64a großen Durchmessers, um den hexagonalen Abschnitt 14 auszubilden. Das erste bearbeitete Bauteil 20 mit einer gestuften säulenförmigen Gestalt, das in der Fig. 3C gezeigt ist, wird auf diese Weise erzeugt.

Das erste bearbeitete Bauteil 20, das auf diese Weise erzeugt wird, weist einen Kopfabschnitt 21 großen Durchmessers, der an einem Ende ausgebildet ist, und einen Fußabschnitt 22 kleinen Durchmessers auf, der an dem anderen Ende ausgebildet ist. Der Fußabschnitt 22 kleinen Durchmessers hat einen Außendurchmesser, der kleiner als der des Kopfabschnitts 21 großen Durchmessers ist. Es hat ebenso einen ersten verjüngten Abschnitt 23 mit einer Verjüngungsgestalt, die an der Grenze zwischen dem Kopfabschnitt 21 großen Durchmessers und dem Fußabschnitt 22 kleinen Durchmessers angeordnet ist. Der Kopfabschnitt 21 großen Durchmessers hat ein Loch 24 großen Durchmessers, das an dem Rand von einem Ende offen ist. Der Fußabschnitt 22 kleinen Durchmessers hat ein Loch 25 kleinen Durchmessers, dessen Innendurchmesser kleiner als der des Lochs 24 großen Durchmessers ist, das an dem Rand des anderen Endes offen ist. Außerdem wird ein hexagonaler Abschnitt 26 großen Durchmessers an dem Abschnitt 21 großen Durchmessers ausgebildet, welcher der hexagonale Abschnitt 14 werden wird. Der Verjüngungswinkel des ersten verjüngten Abschnitts 23 bildet einen ersten Verjüngungswinkel A aus, welcher ungefähr der gleiche ist, wie der der Auflagerfläche 67 (erste Auflagerfläche) der ersten Ausbildungsform 61.

Der zweite Bearbeitungsschritt des Kaltschmiedevorgangs des verjüngten Abschnitts wird erklärt. Als nächstes wird das erste bearbeitete Bauteil 20 durch den gestuften inneren Hohlraum 65 des zweiten Gesenks 62 gesichert und der zweite Stempel 72 wird in das Loch 24 großen Durchmessers des ersten bearbeiteten Bauteils 20 eingesetzt. Das erste bearbeitete Bauteil 20 wird durch den zweiten Stempel 72 in der axialen Richtung gepresst, um den ersten verjüngten Abschnitt 23 umzuformen, um mit der Auflagerfläche 68 (zweite Auflagerfläche) des zweiten Gesenks 62 übereinzustimmen. Auf diese Weise wird ein zweiter Verjüngungswinkel B ausgebildet, der größer als der erste Verjüngungswinkel A ist (siehe Fig. 4B). Hier entspricht der Außendurchmesser des zweiten Stempels 72 dem Durchmesser des Lochs 24 großen Durchmessers des ersten bearbeiteten Bauteils 20, aber er ist größer als der Außendurchmesser des Fußabschnitts 22 kleinen Durchmessers.

Das zweite bearbeitete Bauteil 30, das eine gestufte säulenförmige Gestalt hat, die in Fig. 3D gezeigt ist, wird auf diese Weise erzeugt. Der Kopfabschnitt großen Durchmessers und der Fußabschnitt kleinen Durchmessers des ersten bearbeiteten Bauteils 20 werden gezwungen, sich in die axiale Richtung durch den Druck des zweiten Stempels 72 zu dehnen. Folglich haben der Kopfabschnitt 31 großen Durchmessers, der Fußabschnitt 32 kleinen Durchmessers, das Loch 34 großen Durchmessers und das Loch 35 kleinen Durchmessers des zweiten bearbeiteten Bauteils 30 andere Dimensionen als das erste bearbeitete Bauteil 20. Der Verjüngungswinkel des zweiten verjüngten Abschnitts 33, der zwischen dem Kopfabschnitt 31 großen Durchmessers und dem Fußabschnitt 32 kleinen Durchmessers angeordnet ist, ist der gleiche wie der der zweiten Auflagerfläche 68. Diese bildet den zweiten Verjüngungswinkel B.

Der dritte Bearbeitungsschritt des Kaltschmiedevorgangs des verjüngten Abschnitts wird erklärt. Als nächstes wird das zweite bearbeitete Bauteil 30 durch den gestuften inneren Hohlraum 66 des dritten Gesenks 63 gesichert. Der dritte Stempel 73 wird von seiner Spitze ausgehend in das Loch 34 großen Durchmessers des zweiten bearbeiteten Bauteils 30 eingeführt. Das zweite bearbeitete Bauteil 30 wird durch den dritten Stempel 73 in axiale Richtung gepresst, um den zweiten verjüngten Abschnitt 33 umzuformen, um mit der Auflagerfläche 69 (dritte Auflagerfläche) des dritten Gesenks 63 übereinzustimmen. Auf diese Weise wird ein dritter Verjüngungswinkel C, der kleiner als der zweite Verjüngungswinkel B ist, ausgebildet (siehe Fig. 4C).

Der dritte Stempel 73 hat einen Abschnitt 73a größeren Durchmessers, dessen Durchmesser ungefähr der selbe wie der des Lochs 34 großen Durchmessers des zweiten bearbeiteten Bauteils 30 ist. Er hat auch einen Abschnitt kleinen Durchmessers (Spitzenabschnitt) 73b, dessen Durchmesser kleiner als der des Abschnitts 73a größeren Durchmessers ist, und ist an der Spitze des Abschnitts 73a größeren Durchmessers angeordnet. Außerdem ist der Außendurchmesser des Abschnitts kleineren Durchmessers (Spitzenabschnitt) 73b kleiner ausgeführt, als der Außendurchmesser des Fußabschnitts 32 kleinen Durchmessers des zweiten bearbeiteten Abschnitts 30. Mit anderen Worten kann der Abschnitt 73b kleineren Durchmessers in den Fußabschnitt 32 kleinen Durchmessers des zweiten bearbeiteten Bauteils 30 eingesetzt werden.

Das dritte bearbeitete Bauteil 40 mit einer gestuften stabförmigen Gestalt, das in der Fig. 3E gezeigt ist, wird auf diese Weise erzeugt. Der Abschnitt großen Durchmessers und der Abschnitt kleinen Durchmessers des zweiten bearbeiteten Bauteils 30 werden gezwungen, sich in die axiale Richtung durch den Druck des dritten Stempels 73 auszudehnen. Folglich haben der Kopfabschnitt 41 großen Durchmessers, der Fußabschnitt 42 kleinen Durchmessers, das Loch 44 großen Durchmessers und das Loch 45 kleinen Durchmessers des dritten bearbeiteten Bauteils 40 im Vergleich mit dem zweiten bearbeiteten Bauteil 30 andere Dimensionen. Außerdem ist der Verjüngungswinkel des dritten verjüngten Abschnitts 43, der zwischen dem Kopfabschnitt 41 großen Durchmessers und dem Fußabschnitt 42 kleinen Durchmessers angeordnet ist, ungefähr der selbe, wie der der dritten Auflagerfläche 69. Dieser bildet einen dritten Verjüngungswinkel C.

Nachstehend wird der zweite und der dritte Bearbeitungsschritt zur Erzeugung des verjüngten Abschnitts durch den Kaltschmiedevorgang genauer unter Bezugnahme auf Fig. 5 bis 8 beschrieben. Fig. 5 zeigt den zweiten Bearbeitungsschritt. Die Ausgangsstufe des zweiten Bearbeitungsschritts ist auf der linken Seite der strichpunktierten Linie gezeigt und die endgültige Stufe ist auf der rechten Seite der strichpunktierten Linie gezeigt. Bei der Ausgangsstufe des zweiten Bearbeitungsschritts kommt der erste verjüngte Abschnitt 23 des ersten bearbeiteten Bauteils 20, der bei dem ersten Bearbeitungsschritt ausgebildet wird, in Berührung mit der zweiten Auflagerfläche 68 des zweiten Gesenks 62.

Hier wurde der erste verjüngte Abschnitt 23 ausgeführt, um den ersten Verjüngungswinkel A bei dem ersten Bearbeitungsschritt auszubilden. Außerdem wurde der Verjüngungswinkel der zweiten Auflagerfläche 68 ausgeführt, um den zweiten Verjüngungswinkel B auszubilden, der größer als der Verjüngungswinkel A des ersten verjüngten Abschnitts 23 ist. Folglich wird der erste verjüngte Abschnitt 23 nur die innere Ecke 68a der zweiten Auflagerfläche 68 berühren, wie auf der linken Seite der Fig. 5 gezeigt ist.

Wenn das Gesenkschmieden des ersten bearbeiteten Bauteils 20 fortschreitet, dann wird der erste verjüngte Abschnitt 23, der anfänglich nur die innere Ecke 68a der zweiten Auflagerfläche berührte, nach und nach umgeformt. Die Umformung verläuft von innen nach außen, um einen verjüngte Gestalt auszubilden, die mit der zweiten Auflagerfläche 68 übereinstimmt. Wenn die Bearbeitung fortschreitet, wird das Kaltschmiedeschmieröl, das zwischen dem ersten verjüngten Abschnitt 23 und der zweiten Auflagerfläche 68 zurückgehalten wird, von innen nach außen gedrückt, wenn der erste verjüngte Abschnitt 23 umgeformt ist. Schließlich wird es aus der Ölablassvertiefung M1 ausgestoßen, die in dem zweiten Gesenk 62 vorgesehen ist.

Das Schmieröl wird durch die Umformung des ersten bearbeiteten Bauteils 20 auf diese Weise ausgestoßen. Es wird nicht in dem ersten verjüngten Abschnitt 23 zurückgehalten. Daher ist es wirksam, um die glatte Oberfläche des ausgebildeten verjüngten Abschnitts 15 zu erhalten, bis die Bearbeitung beendet ist.

Wenn der erste Verjüngungswinkel A und der zweite Verjüngungswinkel B gleich wären, dann wären die zweite Auflagerfläche 68 und der gesamte verjüngte Abschnitt vom Beginn des Gesenkschmiedens des ersten bearbeiteten Bauteils 20 in Berührung. Folglich könnte das Schmieröl nicht austreten und es würde in dem Raum zwischen dem ersten verjüngten Abschnitt 23 und der zweiten Auflagerfläche 68 zurückgehalten. Das würde die Ausbildung des zweiten verjüngten Abschnitts 33 mit einer wünschenswerten Gestalt für das zweite bearbeitete Bauteil 30 verhindern. Wenn der erste Verjüngungswinkel größer als der zweite Verjüngungswinkel ist, kann die oben erwähnte Wirkung außerdem sicherlich nicht erwartet werden.

Außerdem sollte der Unterschied zwischen den Verjüngungswinkeln A und B vorzugsweise ungefähr 1 bis 10° betragen. Wenn der Unterschied geringer als 1° wäre, dann würde wenig Zeit für das Schmieröl bleiben, auszutreten, und es würde verursacht werden, dass es in dem Raum zwischen dem verjüngten Abschnitt und der Auflagerfläche zurückgehalten wird. Wenn die Winkeldifferenz größer als 10° wäre, dann wäre die Menge des Schmieröls, das in dem Raum zwischen dem verjüngten Abschnitt und der Auflagerfläche zurückgehalten würde, so groß sein, dass es schwierig wäre, alles davon auszustoßen.

Fig. 6 und Fig. 7 erklären den dritten Bearbeitungsschritt. Auf der linken Seite der strichpunktierten Linie in Fig. 6 ist die Ausgangsstufe des dritten Bearbeitungsschritts gezeigt. Auf der rechten Seite der strichpunktierten Linie in Fig. 6 und auf der linken Seite der strichpunktierten Linie in Fig. 7 ist die Zwischenstufe des dritten Bearbeitungsschritts gezeigt. Auf der rechten Seite von Fig. 7 ist der Endzustand des dritten verjüngten Abschnitts gezeigt. Der Verjüngungswinkel des zweiten verjüngten Abschnitts 33 des zweiten bearbeiteten Bauteils 30, der in Fig. 6 gezeigt ist, ist der zweite Verjüngungswinkel B. Der Verjüngungswinkel der dritten Auflagerfläche 69 des dritten Gesenks bei dem dritten Bearbeitungsschritt ist der dritte Verjüngungswinkel C, welcher kleiner als der zweite Verjüngungswinkel B ist. Der dritte Verjüngungswinkel C ist ungefähr der gleiche wie der Verjüngungswinkel, der bei dem Endprodukt ausgebildet ist.

Bei dem Ausgangszustand des dritten Bearbeitungsschritts berührt der zweite verjüngte Abschnitt 33 des zweiten bearbeiteten Bauteils 30 die äußere Ecke 69a der dritten Auflagerfläche 69 des dritten Gesenks 63, wie auf der linken Seite der Fig. 6 gezeigt ist. Wenn die Bearbeitung fortschreitet, dann beginnt das zweite bearbeitete Bauteil 30, sich durch den Druck des dritten Stempels 73 umzuformen. Der zweite verjüngte Abschnitt 33 beginnt ebenso, sich umzuformen, um mit der dritten Auflagerfläche 69 übereinzustimmen. Da der dritte Verjüngungswinkel C kleiner als der zweite Verjüngungswinkel B ist, kann das Material des Kopfabschnitts großen Durchmessers (Blockabschnitt) 31 auf einfache Weise in den Fußabschnitt 32 kleinen Durchmessers fließen, um den Fußabschnitt (Rumpfabschnitt) 32 des zweiten bearbeiteten Bauteils 30 zu dehnen.

Es ist vorzuziehen, einen Unterschied zwischen dem zweiten verjüngten Winkel B und dem dritten verjüngten Winkel C von 0,5° bis 5° zu haben. Wenn der Unterschied zwischen den Verjüngungswinkeln geringer als 0,5° wäre oder der zweite und dritte Verjüngungswinkel gleich wären, dann würde eine starke Scherspannung zwischen der dritten Auflagerfläche 69 und dem Abschnitt 73b kleineren Durchmessers des dritten Stempels 73 erzeugt werden, wenn der dritte Stempel eingesetzt wird. Folglich gibt es die Gefahr des Abscherens der Wurzel des Fußabschnitts kleinen Durchmessers (Rumpfabschnitt) 32 des zweiten bearbeiteten Abschnitts 30. Wenn der Unterschied zwischen den Verjüngungswinkeln größer als 5° wäre, dann würde übermäßig viel Schmieröl in dem Raum zwischen der dritten Auflagerfläche 69 und dem zweiten verjüngten Abschnitt 33 zurückgehalten. Dadurch wird es schwierig, den verjüngten Abschnitt mit einer glatten Oberfläche zu erzeugen.

Wenn der dritte Verjüngungswinkel C größer als der zweite Verjüngungswinkel B ist, wird außerdem der Punkt, der anfänglich die zwischen dem zweiten verjüngten Abschnitt 33 und der dritten Auflagerfläche 69 ausgeübten Kraft aufnimmt, die innere Ecke 69b sein. Das liegt daran, dass der Durchmesser des Abschnitts 73b kleineren Durchmessers des dritten Stempels 73 kleiner als der Durchmesser des Fußabschnitts kleinen Durchmessers (Rumpfabschnitt) 32 ist. Die innere Ecke 69b liegt entgegengesetzt zu der äußeren Ecke 69a, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Folglich wird die Umformung des Materials außerhalb des Hebeldrehpunkts der Kraft schwierig, die auf den zweiten verjüngten Abschnitt 33 des zweiten bearbeiteten Bauteils 30 ausgeübt wird. Das macht es schwierig, die gewünschte verjüngte Gestalt zu erhalten.

Bei dem zweiten Verarbeitungsschritt muss der erste Verjüngungswinkel A des bearbeiteten Bauteils kleiner als der zweite Verjüngungswinkel B der Auflagerfläche sein. Der Grund, warum dies bei dem dritten Bearbeitungsschritt nicht zutrifft, liegt in dem Spitzendurchmesser des Stempels. Mit anderen Worten ist bei dem zweiten Bearbeitungsschritt der Durchmesser der Spitze des zweiten Stempels 72 größer als der Durchmesser des Fußabschnitts kleinen Durchmessers (Rumpfabschnitt) 22 des ersten bearbeiteten Bauteils 20. Das kann in der Fig. 5 gesehen werden. Daher wird der Druck (die Druckkraft), die an dem ersten bearbeiteten Bauteil 20 ausgeübt wird, direkt auf den ersten verjüngten Abschnitt 23 übertragen.

Bei dem dritten Bearbeitungsschritt ist jedoch der Durchmesser des Abschnitts kleineren Durchmessers (Spitzenabschnitt) 73b des dritten Stempels 73 kleiner als der Durchmesser des Fußabschnitts kleinen Durchmessers (Rumpfabschnitt) des zweiten bearbeiteten Bauteils 30. Daher wird der Druck (die Druckkraft), der auf das zweite bearbeitete Bauteil 30 ausgeübt wird, nicht direkt auf den zweiten verjüngten Abschnitt 33 übertragen.

Der zweite verjüngte Abschnitt 33 wird dadurch umgeformt, dass er durch die Umformung des Fußabschnitts 32 kleinen Durchmessers gedehnt wird. Der dritte verjüngte Abschnitt 43 wird als ein endgültig fertiggestellter verjüngter Abschnitt mit einem dritten Verjüngungswinkel C auf diese Weise erzeugt. Die Zusammensetzung bzw. die Verteilung des Drucks, der auf den verjüngten Abschnitt bei dem dritten Bearbeitungsschritt aufgebracht wird, ist von dem bei dem zweiten Bearbeitungsschritt verschieden. Folglich ist es weniger wahrscheinlich, dass Schmieröl hier zurückgehalten wird, obwohl der dritte Verjüngungswinkel C kleiner als der zweite Verjüngungswinkel B ist. Daher sind die optimalen Verjüngungswinkel bei den zwei Bearbeitungsschritten verschieden.

Sogar nachdem die Ausbildung des dritten verjüngten Abschnitts 43 durch den dritten Stempel 73 vervollständigt ist, wird zusätzlich der dritte Stempel 73 fortgesetzt weiter eingeführt. Dieser Vorgang setzt sich fort, wenn der dritte verjüngte Abschnitt 43 und die dritte Auflagerfläche 69 des dritten Gesenks 63 in Berührung verbleiben, wie auf der rechten Seite in Fig. 7 gezeigt ist. Hier wird das dritte Gesenk 63 in eine Richtung durch einen Bewegungsmechanismus 110 und 120 gepresst, die zu der Richtung entgegengesetzt ist, in der der Druck durch den dritten Stempel 73 aufgebracht wird. Durch diese Anordnung wird die dritte Auflagerfläche 69 ständig in Berührung mit dem dritten verjüngten Abschnitt 43 gehalten, der gerade ausgebildet wurde.

Es ist schwierig, den Druck des dritten Stempels 73 anzuhalten, unmittelbar nachdem der dritte verjüngte Abschnitt 43 ausgebildet wird. Auch der Druck (das Einführen) des dritten Stempels 73 bleibt erhalten, nachdem der dritte verjüngte Abschnitt 43 ausgebildet ist, um den Rumpfabschnitt auszubilden, der später der mit einem Gewinde versehene Abschnitt 13 der metallischen Ummantelung 10 wird. Wenn der Bewegungsmechanismus, der oben beschrieben ist, nicht vorgesehen wäre, würde ein Spalt zwischen dem verjüngten Abschnitt 43 und der Auflagerfläche 69 erzeugt werden. Der Spalt wird durch den Druck (die Druckkraft) des dritten Stempels 73 erzeugt, wenn die Spitze des dritten Stempels 73 den dritten verjüngten Abschnitt 43 durchläuft. Wenn der Kopfabschnitt 31 großen Durchmessers in eine Richtung gedehnt wird, die entgegengesetzt zu der Richtung der Stempeleinführung ist, dann wird eine Ausbauchung K1 an dem verjüngten Abschnitt 43 ausgebildet.

Das dritte bearbeitete Bauteil 40, das einen verjüngten Abschnitt 43 hat, der mit dem endgültig fertiggestellten verjüngten Abschnitt übereinstimmt, wird auf diese Weise erzeugt, nachdem er die erste bis dritte Bearbeitung durchlaufen hat, die oben beschrieben sind. Als nächstes wird es in die (nicht dargestellte) sechste Ausbildungsstation der Kaltschmiedemaschine eingesetzt. Ein Loch 44 großen Durchmessers und ein Loch 45 kleinen Durchmessers des dritten bearbeiteten Abschnitts 49 werden durch einen Stempelvorgang gebohrt. Das geschmiedete bzw. geschmiedete Produkt 50, das einen dritten verjüngten Abschnitt 43 zwischen dem Abschnitt großen Durchmessers und dem Abschnitt kleinen Durchmessers hat, und das ein Durchdringungsloch 50a hat, wie in Fig. 3F gezeigt ist, wird erhalten.

Dann wird ein Gewinde 13 an dem Fußabschnitt kleinen Durchmessers des geschmiedeten bzw. gestanzten Produkts 50 durch Gewinderollen ausgebildet. Ein Endprodukt der metallischen Ummantelung 10, das in Fig. 1 gezeigt ist, wird auf diese Weise fertiggestellt. Eine Erdungselektrode wird an die metallische Ummantelung 10 geschweißt und ein Isolator 2, der eine Zentralelektrode 3 in dessen Mitte enthält, wird innerhalb der metallischen Ummantelung 10 durch Einstemmen befestigt. Die in Fig. 2 gezeigte Zündkerze 1 wird auf diese Weise zusammengebaut.

Der erste bis dritte Bearbeitungsschritt des Kaltschmiedevorgangs, der ausgeführt wird, um den verjüngten Abschnitt bei diesem Ausführungsbeispiel zu erzeugen, mit Umformung einschließlich Kaltverformungsgesenkschmieden und Strangpressen, wurden ausgeführt. Wie oben beschrieben ist, wurden beim Formen bzw. Gesenkschmieden spezielle vorgesehene Gesenke verwendet, um die Verjüngungswinkel und die Auflagerfläche des bearbeiteten Materials zu bearbeiten. Die Verformung des verjüngten Abschnitts, die durch die Anwesenheit des Schmieröls verursacht wird, das bei dem Gesenkschmieden verwendet wird, das zwischen dem Gesenk und dem verjüngten Abschnitt zurückgehalten wird, kann durch das Verfahren dieses Ausführungsbeispiels verhindert werden. Folglich kann ein Verfahren zur Herstellung der metallischen Ummantelungen für Zündkerzen, deren verjüngter Abschnitt mit wünschenswerten Gestaltungen durch Verwendung des Kaltschmiedevorgangs ausgebildet werden, geschaffen werden.

Da der verjüngte Abschnitt der herkömmlichen metallischen Ummantelung durch Schneiden erzeugt wurde, werden außerdem Spuren der Schneidwerkzeuge an der Oberfläche des verjüngten Abschnitts hinterlassen. Folglich gab es eine Beschränkung beim Erzeugen einer glatten Oberfläche. Da der verjüngte Abschnitt durch Gesenkschmieden erzeugt wird, gibt es gemäß diesem Ausführungsbeispiel keine Spuren der Werkzeuge, die an der Oberfläche zurückgelassen werden, und die Oberflächenrauhigkeit der verjüngten Fläche kann verbessert werden. Folglich kann die Abdichtungseigenschaft des verjüngten Abschnitts verbessert werden.

Während sich die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele auf Anwendungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen, ist es verständlich, dass die vorliegende Erfindung für andere Anwendungen verwendet werden kann, dass Abwandlungen und Veränderungen derselben vorgenommen werden können und dass sie nicht auf die vorgelegte Offenbarung beschränkt ist.

Das Herstellungsverfahren zur Erzeugung der rohrförmigen metallischen Ummantelung für Zündkerzen ist vorgesehen. Die metallische Ummantelung hat den verjüngten Abschnitt an dem äußeren Umfang, um eine Abdichtung vorzusehen. Der verjüngte Abschnitt kann in eine gewünschte Gestalt durch Gesenkschmieden ausgebildet werden. Das erste bearbeitete Bauteil 20 hat den ersten verjüngten Abschnitt 23 mit dem Verjüngungswinkel A, der bei dem ersten Bearbeitungsschritt ausgebildet wird. Bei dem zweiten Bearbeitungsschritt wird der erste verjüngte Abschnitt 23 in den zweiten verjüngten Abschnitt 33 mit dem Verjüngungswinkel B umgeformt. Das wird durch Verwendung des gestuften inneren Hohlraums 65 mit dem zweiten Gesenk 62 mit der verjüngten Auflagerfläche 68 erreicht, die den Verjüngungswinkel B hat, der größer als der Verjüngungswinkel A ist. Bei dem dritten Bearbeitungsschritt wird der zweite verjüngte Abschnitt 33 in den dritten verjüngten Abschnitt 43 mit dem Verjüngungswinkel C umgeformt. Das wird durch Verwendung des gestuften inneren Hohlraums 66 mit dem dritten Gesenk 63 mit der verjüngten Auflagerfläche 69 erreicht, die den Verjüngungswinkel C hat, der kleiner als der Verjüngungswinkel B ist. Ebenso wird der dritte Stempel 73 verwendet, der den Spitzenabschnitt 73b hat, dessen Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Fußabschnitts kleinen Durchmessers des zweiten bearbeiteten Bauteils 30 ist.

Claims (5)

1. Verfahren zum Gesenkschmieden für eine metallische Ummantelung für eine Zündkerze, wobei ein äußerer Umfang der Ummantelung einen verjüngten gestuften Abschnitt (15) zwischen einem Abschnitt (11) großen Durchmessers und einem Abschnitt (12) kleinen Durchmessers hat, um eine Abdichtung zu schaffen, wenn sie an einen Motor angebracht wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Sichern eines stabförmigen Werkstücks (8) in einem gestuften inneren Hohlraum (64) eines ersten Gesenks (61);
Pressen eines ersten Stempels (71) gegen das Werkstück in axiale Richtung, um eine Gestalt des Werkstücks in ein erstes bearbeitetes Bauteil (20) mit einer verjüngten Auflagerfläche (67) zwischen dem Abschnitt (11) großen Durchmessers und dem Abschnitt (12) kleinen Durchmessers umzuformen, wobei das erste bearbeitete Bauteil (20) einen Kopfabschnitt (21) großen Durchmessers und ein Loch (24) großen Durchmessers an einem Ende und einen Fußabschnitt (22) kleinen Durchmessers hat, der an dem entgegengesetzten Ende des Kopfabschnitts und des Lochs großen Durchmessers angeordnet ist, wobei der Fußabschnitt (22) kleinen Durchmessers einen kleineren Außendurchmesser als der Kopfabschnitt großen Durchmessers hat, wobei das erste bearbeitete Bauteil (20) einen ersten verjüngten Abschnitt (23) hat, der an einer Grenze zwischen dem Kopfabschnitt großen Durchmessers und dem Fußabschnitt kleinen Durchmessers ausgebildet ist;
Sichern des ersten bearbeiteten Bauteils in einem gestuften inneren Hohlraum eines zweiten Gesenks, wobei das zweite Gesenk (62) einen gestuften inneren Hohlraum (65) hat, wobei das zweite Gesenk (62) eine verjüngte Auflagerfläche (68) mit einem größeren Verjüngungswinkel als dem des ersten verjüngten Abschnitts hat;
Einführen eines zweiten Stempels in das Loch größeren Durchmessers des ersten bearbeiteten Bauteils zum Ausbilden einer verjüngten Auflagerfläche (68) an der Grenze zwischen dem Abschnitt großen Durchmessers und dem Abschnitt kleinen Durchmessers, wobei der zweite Stempel (72) einen größeren Außendurchmesser hat als der Fußabschnitt kleinen Durchmessers des ersten bearbeiteten Bauteils, wobei der zweite Stempel in axiale Richtung presst und die Gestalt des ersten verjüngten Abschnitts umformt, damit er mit der Auflagerfläche des zweiten Gesenks übereinstimmt, um ein zweites bearbeites Bauteil (30) zu bilden, das eine gestufte stabförmige Gestalt und einen zweiten verjüngten Abschnitt (33) mit dem zweiten Verjüngungswinkel hat;
Sichern des zweiten bearbeiteten Bauteils in einem gestuften inneren Hohlraum eines dritten Gesenks, wobei das dritte Gesenk (63) einen gestuften inneren Hohlraum (66) hat, der eine verjüngte Auflagerfläche (69) an der Grenze zwischen dem Abschnitt großen Durchmessers und dem Abschnitt kleinen Durchmessers ausbildet, wobei die verjüngte Auflagerfläche (69) einen kleineren Verjüngungswinkel als der des zweiten verjüngten Abschnitts hat; und
Einführen und axiales Pressen eines dritten Stempels in das Loch (34) großen Durchmessers in dem zweiten bearbeiteten Bauteil zum Umformen des zweiten bearbeiteten Bauteils, um mit der Auflagerfläche der dritten Form übereinzustimmen, um das dritte bearbeitete Bauteil (40) in eine gestufte stabförmige Gestalt und in einen dritten verjüngten Abschnitt (43) mit einem Verjüngungswinkel auszubilden, der einen dritten Verjüngungswinkel hat, der kleiner als der zweite Verjüngungswinkel des zweiten verjüngten Abschnitts ist, wobei der dritte Stempel (73) einen Außendurchmesser einer Spitze hat, der kleiner als der Fußabschnitt (32) kleinen Durchmessers des zweiten bearbeiteten Teils ist.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Gesenk (63) in eine Richtung gepresst wird, die entgegengesetzt zu einer Richtung des Drucks ist, der durch den dritten Stempel (73) aufgebracht wird, wodurch der dritte verjüngte Abschnitt und die Auflagerfläche des dritten Gesenks (69) in Berührung verbleiben, nachdem der dritte verjüngte Abschnitt (43) ausgebildet ist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verjüngungswinkel um ungefähr 1° bis 10° größer als der erste Verjüngungswinkel ist.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Verjüngungswinkel um ungefähr 0,5° bis 5° kleiner als der zweite Verjüngungswinkel ist.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, zweite und dritte Gesenk (61 bis 63) aus mehrteiligen Formen (61a bis 63a, 61b bis 63b) besteht, die nahe der Auflagerfläche (67 bis 69) trennbar sind.