DE102007050498B4

DE102007050498B4 - Verfahren zur Herstellung von Schlitzen in der Bodenwand einer napfförmigen Hülsenanordnung

Info

Publication number: DE102007050498B4
Application number: DE102007050498A
Authority: DE
Inventors: Frank Stark
Original assignee: Saxonia AG
Current assignee: Saxonia AG
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2012-01-12
Anticipated expiration: 2027-10-20
Also published as: DE102007050498A1; EP2050524B1; EP2050524A2; DE502008001812D1; EP2050524A3; ATE488312T1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Schlitzen in der Bodenwand (3) einer napfförmigen Hülsenanordnung (1), wobei die Hülsenanordnung (1) ein äußeres Hülsenteil (2), die Bodenwand (3) und ein inneres Hülsenteil (4) umfasst, wobei das äußere Hülsenteil (2) an eine Seite der Bodenwand (3) angeformt und das innere Hülsenteil (4) an die andere Seite der Bodenwand (3) angeformt sind, wobei in der Bodenwand (3) zwischen dem Umfang des äußeren Hülsenteils (2) und dem Umfang des inneren Hülsenteils (4) wenigstens ein in Umfangsrichtung verlaufender Schlitz (6) angeordnet ist, der durch Stanzen hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dabei in einem ersten Stanzschritt ein an den Umfang des äußeren Hülsenteils (2) angrenzender Teilbereich (6') des wenigstens einen Schlitzes (6) ausgestanzt wird, und dass dabei in einem weiteren Stanzschritt der an den Umfang des inneren Hülsenteils (4) angrenzende Teilbereich (6'') des wenigstens einen Schlitzes (6) ausgestanzt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schlitzen in der Bodenwand einer napfförmigen Hülsenanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Derartige napfförmige Hülsenanordnungen sind bekannt. Beispielsweise werden sie im Zusammenhang mit Einspritzdüsen verwendet. Im Wesentlichen weist eine solche napfförmige Hülsenanordnung die Form eines zylindrischen Hülsenteiles auf, dass in axialer Richtung gesehen an seiner einen Seite eine sich senkrecht zur Längsachse des Hülsenteiles erstreckende Bodenwand mit einer mittigen Öffnung besitzt. An die dem zylindrischen Hülsenteil abgewandte Seite der Bodenwand ist die Öffnung umgebend ein weiteres, sich in der Längsrichtung erstreckendes zylindrisches Hülsenteil angeordnet. In der Bodenwand sind sich radial gegenüberliegend zwei in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze unterschiedlicher Längen zwischen dem Radius des äußeren Umfanges des weiteren Hülsenteiles und dem Radius des inneren Umfanges des Hülsenteiles angeordnet. Diese Schlitze dienen zur Kraftstoffführung und Steuerung in der Einspritzdüse.
Üblicherweise handelt es sich bei der erläuterten Hülsenanordnung um ein aus einem massiven, stabförmigen Material durch Drehen hergestelltes Teil, in das die genannten Schlitze durch Fräsen eingebracht werden.
Ein Problem besteht dabei jedoch darin, dass die Herstellung der Schlitze durch Fräsen äußerst zeitaufwändig und daher kostspielig ist.
Aus der DE 197 42 781 C2 geht eine Hülsenanordnung dieser Art hervor, die gemäß dem Oberbegriff gemäß des Patentanspruches 1 in ihrer Bodenwand eine in der Umfangsrichtung verlaufende Öffnung aufweist, die durch eine Stanzoperation hergestellt ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Hülsenanordnungen der zuvor genannten Art zu schaffen, nach dem eine schnelle, kostengünstige und vor allem auch präzise Herstellung des wenigstens einen Schlitzes der Hülsenanordnung ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen in den Unteransprüchen angegeben sind.
Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass erstmals ein Verfahren entwickelt wurde, durch das die Schlitze in der napfförmigen Hülsenanordnung durch ein spezielles Stanzverfahren herstellbar sind. Auf diese Weise können präzise Hülsenanordnungen wesentlich schneller und kostengünstiger produziert werden. Vorteilhafterweise eignet sich das vorliegende Verfahren zur Massenproduktion.
Im Folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 in schematischer Darstellung das hülsenförmige Drehteil, aus dem in einem ersten Stanzschritt an das äußere Hülsenteil angrenzende Teilschlitze aus der Bodenwand ausgestanzt worden sind;
2 eine Ansicht des hülsenförmigen Drehteiles der 1 von der Seite des inneren Hülsenteiles her gesehen;
3 einen Schnitt durch die Stanzvorrichtung einer ersten Stanzstation zur Ausführung des ersten Stanzschrittes;
4 eine Ansicht entlang der Linie IV-IV der 1;
5 eine perspektivische Ansicht der fertig gestellten Hülsenanordnung, nachdem in einem zweiten Stanzschritt die Schlitze auf ihre Endform in radialer Richtung verbreitert wurden;
6 eine Ansicht der Hülsenanordnung der 5 von der Seite des inneren Hülsenteiles her gesehen;
7 einen Schnitt durch eine zweite Stanzvorrichtung einer zweiten Stanzstation zur Ausführung des zweiten Stanzschrittes; und
8 eine Ansicht entlang der Linie VIII-VIII der 7.
Zu der Erfindung führten die folgenden Überlegungen. Im Zusammenhang mit der bekannten Herstellung der Schlitze in der Bodenwand der vorliegenden Hülsenanordnung durch Fräsen wurde wegen der eingangs erwähnten Nachteile erstmals der Gedanke gefasst, die Schlitze durch Stanzen herzustellen. Ein Problem besteht dabei jedoch darin, dass das Stanzen der Schlitze äußerst problematisch ist, weil in der entsprechenden Stanzvorrichtung beim Ausstanzen der Schlitze Schädigungen wie z. B. Verformungen der Bodenwand und der Hülsenteile wegen der mangelnden Auflage auf der Schneidkante der Stanzvorrichtungen unvermeidlich sind. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde jedoch erstmals erkannt, dass das Problem der mangelnden Auflage dadurch vermieden werden kann, dass die Schlitze nicht in einem einzigen, sondern in zwei aufeinander folgenden speziellen Stanzschritten hergestellt werden, wobei diese Stanzschritte von unterschiedlichen Seiten der Bodenwand her erfolgen. Bei jedem Stanzschritt wird dabei ein vorbestimmter, an das äußere Hülsenteil bzw. an das innere Hülsenteil angrenzender Teilbereich der Schlitze ausgestanzt. Bei dieser Vorgehensweise kann bei jedem Stanzschritt die erforderliche Auflage des Bodenteiles auf der Schneidplatte der jeweiligen Stanzvorrichtung erreicht werden, sodass die Hülsenanordnungen mit hoher Präzision ohne Verformungen herstellbar sind. Gleichzeitig können die Herstellungskosten wegen der wesentlich einfacher durchführbaren Stanzprozesse im Vergleich zur Herstellung durch Fräsen erheblich gesenkt werden.
In der 1 ist die vorliegende Hülsenanordnung mit 1 bezeichnet. Die Hülsenanordnung 1 umfasst im Wesentlichen ein äußeres Hülsenteil 2, ein Bodenteil bzw. eine Bodenwand 3 und ein inneres Hülsenteil 4. Das äußere Hülsenteil 2 ist vorzugsweise zylindrisch ausgebildet und erstreckt sich, vorzugsweise ausgehend vom Rand der Bodenwand 3 zu einer Seite der Bodenwand 3. Das innere Hülsenteil 4 erstreckt sich zu der der einen Seite gegenüberliegenden Seite der Bodenwand 3 und ist ebenfalls zylindrisch ausgebildet. Das innere Hülsenteil 4 umgibt den Randbereich einer Öffnung 5, die mittig in dem Bodenteil 3 angeordnet ist. Die Öffnung 5, das innere Hülsenteil 4 und das äußere Hülsenteil 2 sind konzentrisch zueinander angeordnet. Die Bodenwand 3 erstreckt sich senkrecht zur Längsachse der Hülsenanordnung 1.
Vorzugsweise handelt es sich bei der zuvor erläuterten Hülsenanordnung 1 um ein aus einem stabförmigen Rohmaterial hergestelltes, an sich bekanntes Drehteil.
In der Bodenwand 3 ist wenigstens ein in Umfangsrichtung verlaufender Schlitz 6 angeordnet, der, wie dies die 5 und 6 zeigen, in radialer Richtung gesehen, mit seinem inneren Rand an den Außenumfang des inneren Hülsenteiles 4 und mit seinem äußeren Rand an den Innenumfang des äußere Hülsenteiles 2 angrenzt.
Vorzugsweise sind in dem Bodenteil 3 mehrere Schlitze, insbesondere sich radial gegenüberliegend zwei Schlitze, nämlich der Schlitz 6 und ein weiterer Schlitz 7 vorgesehen, wobei der innere Rand des Schlitzes 7 ebenfalls an den Außenumfang des inneren Hülsenteiles 4 und der äußere Rand des Schlitzes 7 ebenfalls an den Innenumfang des äußeren Hülsenteiels 2 angrenzen, wie dies die 5 und 6 zeigen. Die Schlitze 6 und 7 weisen in der Umfangsrichtung vorzugsweise unterschiedliche Längen auf.
Im folgenden wird im Zusammenhang mit den 3 und 4 eine erste Stanzvorrichtung 10 zur Herstellung von Teilbereichen der Schlitze 6 und 7 in der Bodenwand 3 näher erläutert. Im Wesentlichen besteht die Stanzvorrichtung 10 zur Ausführung des ersten Stanzschrittes, bei dem gemäß den 1 und 2 jeweils ein erster, an das äußere Hülsenteil 4 angrenzender Teilbereich 6' bzw. 7' aus der Bodenwand 3 ausgestanzt werden, aus einer Schneidplatte 11, einer Zentrierplatte 12 und einer Führungsplatte 13, sowie einem Stempelteil 14 zum Ausstanzen des Teilbereiches 6' und einem Stempelteil 15 zum Ausstanzen des Teilbereiches 7'. Die Stempelteile 14 und 15 können zu einer Stempeleinheit zusammengefasst sein. Zur Ausrichtung weisen die Schneidplatte 11 und die Zentrierplatte 12 Öffnungen 8 bzw. 9 auf, in die in bekannter Weise Ausrichtbolzen (nicht dargestellt) eingebracht werden.
In der Schneidplatte 11 befindet sich mittig eine Aufnahmemulde 16, in die das innere Hülsenteil 4 der Hülsenanordnung 1 derart eingesetzt werden kann, dass die Bodenwand 3 auf der Oberfläche 17 der Schneidplatte 11 aufliegt. In radialer Richtung ist die Zentrierplatte 12 innenseitig derart bemessen, dass die Außenfläche des äußeren Hülsenteiles 2 an der Innenfläche einer Öffnung 18 der Zentrierplatte 12 anliegt.
In der Führungsplatte 13 befindet sich eine zentrale, ringförmige Öffnung 19, in die die bereits erwähnte, die Stempelteile 14 und 15 umfassende Stempeleinheit einführbar ist, derart, dass bei der Ausführung der ersten Stanzoperation in der in der 3 dargestellten Weise die Stempelteile 14 und 15 angrenzend an die Innenwandung des äußeren Hülsenteiles 2 die Teilbereiche 6' und 7' in der Bodenwand 3 ausstanzen, wobei es von Bedeutung ist, dass die gesamte Bodenwand 3 mit ihrer das innere Hülsenteil 4 umgebenden Fläche auf der Oberfläche 17 der Schneidplatte 11 plan aufliegt und daher unterstützt wird. Wegen dieser Auflage auf beiden Seiten der auszustanzenden Teilbereiche 6' und 7' werden Verformungen der Hülsenanordnung 1 bei der Ausführung des ersten Stanzschrittes vermieden. Die beim Ausstanzen der Teilbereiche 6' und 7' entstehenden und durch Öffnungen 50 aus der Schneidplatte 16 ausgeworfenen Materialteile sind in den 1 und 2 mit 26 bzw. 27 bezeichnet.
Im folgenden wird im Zusammenhang mit den 3 und 4 eine weitere Stanzvorrichtung 30 zum Ausstanzen von weiteren Teilbereichen 6'' und 7'' und zur Herstellung der Endform der Schlitze 6 bzw. 7 näher erläutert.
Im Wesentlichen besteht die weitere Stanzvorrichtung 30 zur Ausführung des zweiten Stanzschrittes, bei dem gemäß den 5 und 6 jeweils ein zweiter, an den Außenumfang des inneren Hülsenteiles 4 angrenzender Teilbereich 6'' bzw. 7'' aus der Bodenwand 3 ausgestanzt werden, aus einer Schneidplatte 31, einer Zentrierplatte 32 und einer Führungsplatte 33, sowie einem Stempelteil 34 zum Ausstanzen des Teilbereiches 6'' und einem Stempelteil 35 zum Ausstanzen des Teilbereiches 7''. Die Stempelteile 34 und 35 können ebenfalls zu einer Stempeleinheit zusammengefasst sein. Zur Ausrichtung weisen die Führungsplatte 33 und die Zentrierplatte 32 Öffnungen 36 bzw. 38 auf, in die in bekannter Weise Ausrichtbolzen (nicht dargestellt) eingebracht werden.
Die Schneidplatte 31 ist vorzugsweise so gestaltet. Dass sie einen Halsbereich 40 aufweist, auf den das äußere Hülsenteil 2 derart aufsetzbar ist, dass die Bodenwand 3 der Hülsenanordnung 1 auf der Oberfläche 41 der Schneidplatte 31 bzw. der Stirnseite des Halsbereiches (40) aufliegt. In radialer Richtung ist die Zentrierplatte 32 innenseitig derart bemessen, dass die Außenfläche des äußeren Hülsenteiles 2 an der Innenfläche einer Öffnung 38 der Zentrierplatte 32 anliegt. Ferner ist ein in eine mittige Bohrung 42 der Schneidplatte 31 bzw. des Halsbereiches 40 eingreifendes Kernteil 43 so bemessen, dass der Innenumfang des inneren Hülsenteiles 4 an dem Außenumfang des Kernteiles 43 anliegt.
In der Führungsplatte 33 befindet sich eine zentrale, ringförmige Öffnung 44, in die die bereits erwähnte, die Stempelteile 34 und 35 umfassende Stempeleinheit einführbar ist, derart, dass bei der Ausführung der zweiten Stanzoperation in der in der 7 dargestellten Weise die Stempelteile 34 und 35 angrenzend an den Außenumfang des inneren Hülsenteiles 4 die Teilbereiche 6'' und 7'' in der Bodenwand 3 ausstanzen, wobei es von Bedeutung ist, dass dabei der gesamte noch bestehende Bereich der Bodenwand 3 mit seiner das innere Hülsenteil 4 umgebenden Fläche auf der genannten Oberfläche 41 des Halsbereiches 40 der Schneidplatte 31 plan aufliegt und daher unterstützt wird. Wegen dieser Auflage werden Verformungen der Hülsenanordnung 1 im Bereich des inneren Hülsenteiles 4 bei der Ausführung des ersten Stanzschrittes vermieden. Bei dem Stanzschritt wird die Innenfläche des äußeren Hülsenteiles 2 an der Außenfläche des Halsbereiches 40 gegen Verformungen gesichert gehalten. Die beim Ausstanzen der Teilbereiche 6'' und 7'' entstehenden und durch Öffnungen 49 aus der Schneidplatte 31 ausgeworfenen Materialteile sind in den 5 bis 7 mit 26' bzw. 27' bezeichnet.
Zwischen den die Stanzschritte der 3 und 7 ausführenden Stanzvorrichtungen 10 bzw. 30 ist eine nicht näher dargestellte Übertragungsvorrichtung angeordnet, die die Hülsenanordnungen nach dem ersten Stanzschritt aus der Stanzvorrichtung 10 entnimmt und in die zweite Stanzvorrichtung 30 zur Ausführung des zweiten Stanzschrittes überträgt.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Schlitzen in der Bodenwand (3) einer napfförmigen Hülsenanordnung (1), wobei die Hülsenanordnung (1) ein äußeres Hülsenteil (2), die Bodenwand (3) und ein inneres Hülsenteil (4) umfasst, wobei das äußere Hülsenteil (2) an eine Seite der Bodenwand (3) angeformt und das innere Hülsenteil (4) an die andere Seite der Bodenwand (3) angeformt sind, wobei in der Bodenwand (3) zwischen dem Umfang des äußeren Hülsenteils (2) und dem Umfang des inneren Hülsenteils (4) wenigstens ein in Umfangsrichtung verlaufender Schlitz (6) angeordnet ist, der durch Stanzen hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dabei in einem ersten Stanzschritt ein an den Umfang des äußeren Hülsenteils (2) angrenzender Teilbereich (6') des wenigstens einen Schlitzes (6) ausgestanzt wird, und dass dabei in einem weiteren Stanzschritt der an den Umfang des inneren Hülsenteils (4) angrenzende Teilbereich (6'') des wenigstens einen Schlitzes (6) ausgestanzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bodenwand (3) sich gegenüberliegend zwei Schlitze (6, 7) ausgestanzt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (6, 7) mit in der Umfangsrichtung gesehen unterschiedlichen Längen ausgestanzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stanzschritt in einer ersten Stanzvorrichtung (10) ausgeführt wird, die in einer Schneidplatte (11) eine das innere Hülsenteil (4) aufnehmende Aufnahmemulde (16) und eine Oberfläche (17) aufweist, auf der der das innere Hülsenteil (4) umgebende Bereich der Bodenwand (3) aufliegt, wenn das innere Hülsenteil (4) in die Aufnahmemulde (16) eingesetzt wird, und dass in dem ersten Stanzschritt mit wenigstens einem Stempelteil (14) der an die Innenwandung des äußeren Hülsenteils (2) angrenzende Teilbereich (6') des Schlitzes (6) ausgestanzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Stanzschritt mit einem ersten Stempelteil (14) und einem zweiten Stempelteil (15) die an die Innenwandung des äußeres Hülsenteils (2) angrenzenden Teilbereiche (6', 7') des ersten Schlitzes (6) und des zweiten Schlitzes (7) gleichzeitig ausgestanzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der an das innere Hülsenteil (4) angrenzende Teilbereich (6'') des wenigstens einen Schlitzes (6) in dem weiteren Stanzschritt in einer zweiten Stanzvorrichtung (30) hergestellt wird, die eine Schneidplatte (31) mit einem ringförmigen Halsbereich (40) aufweist, auf dem das äußere Hülsenteil (2) derart aufsetzbar ist, dass die Bodenwand (3) an der Stirnseite (41) des Halsbereiches (40) aufliegt, und dass in dem weiteren Stanzschritt mit wenigstens einem dritten Stempelteil (34) der an die Außenwandung des inneren Hülsenteiles (4) angrenzende Teilbereich (6'') des Schlitzes (6) ausgestanzt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stanzschritt in einer ersten Stanzvorrichtung (10) ausgeführt wird, die eine Zentrierplatte (12) aufweist, die eine Öffnung (18) besitzt, an deren Innenwandung die Außenfläche des äußeren Hülsenteils (2) anliegt, wenn das innere Hülsenteil (4) in die Aufnahmemulde (16) der Schneidplatte (11) eingesetzt ist, die Bodenwand (3) auf der Oberfläche (17) der Schneidplatte (11) aufliegt und die Öffnung (18) der Zentrierplatte (12) konzentrisch zur Aufnahmemulde (16) ausgerichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stempelteil (14) in einer Fuhrungsplatte (13) fixiert ist, die von der Seite des äußeren Hülsenteiles (2) der in der Aufnahmemulde (16) angeordneten Hülsenanordnung (1) her zum Ausstanzen des an das äußere Hülsenteil (2) angrenzenden Teilbereiches (6', 7') in Richtung auf die Schneidplatte (11) bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stempelteil (14) und das zweite Stempelteil (15) in einer Führungsplatte (13) fixiert sind, die von der Seite des äußeren Hülsenteiles (2) der in der Aufnahmemulde (16) angeordneten Hülsenanordnung (1) her zum Ausstanzen der an das äußere Hülsenteil (2) angrenzenden Teilbereiche (6', 7') in Richtung auf die Schneidplatte (11) bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Stanzschritt in einer zweiten Stanzvorrichtung (30) ausgeführt wird, die ferner eine weitere Zentrierplatte (32) und eine weitere Führungsplatte (33) besitzt, in der das dritte Stempelteil (34) zum Ausstanzen des an das innere Hülsenteil (4) angrenzenden Teilbereichs (6') des Schlitzes (6) gehalten ist, dass die weitere Zentrierplatte (32) eine Öffnung (38) aufweist, an deren Innenwandung die Außenfläche des äußeres Hülsenteils (2) bei der Ausführung des weiteren Stanzschrittes anliegt, dass die weitere Schneidplatte (31) ein zentrisches Kernteil (43) in einer zentrischen Bohrung (42) der weiteren Schneidplatte (31) besitzt, derart, dass bei der Ausführung des weiteren Stanzschrittes die Innenfläche des inneren Hülsenteils (4) an der Außenfläche des Kernteils (43) anliegt, wobei das Kernteil (43) durch das innere Hülsenteil (4) verläuft, und dass die weitere Führungsplatte (33) zum Ausstanzen des an den Umfang des inneren Hülsenteils (4) angrenzenden Teilbereichs (6') in Richtung auf die weitere Schneidplatte (31) bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass beim weiteren Stanzschritt ein viertes Stempelteil (35) in der Führungsplatte (33) zum Ausstanzen des an das innere Hülsenteil (4) angrenzenden Teilbereichs (7'') des zweiten Schlitzes (7) verwendet wird.