DE102011001763A1 - Autofrettagesystem, Autofrettageverfahren und Verfahren zum Herstellen eines Werkstücks mittels Autofrettage - Google Patents

Autofrettagesystem, Autofrettageverfahren und Verfahren zum Herstellen eines Werkstücks mittels Autofrettage Download PDF

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Abstract

Ein Autofrettagesystem, welches einen Kolben mit vorbestimmter Vorschubgeschwindigkeit in einen inneren Druckraum einführt, wobei die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit schneller eingestellt wird als eine kritische Vorschubgeschwindigkeit, welche mit einer maximalen Leckströmung pro Zeiteinheit des Arbeitsöls korrespondiert, welches aus eines Freiraums bzw. Spiels aufgrund des Einführens entweicht.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sieh zum Beispiel auf ein Autofrettagesystem, um ein Hochdruckkraftstoffeinspritzrohr einer Autofrettage unter hohem Druck zu unterziehen, einem Autofrettageverfahren und einem Verfahren zum Herstellen eines Werkstücks mittels Autofrettage.
  • Stand der Technik
  • Wie gesehen in DE 10 2006 054 440 B3 , Japanischer Offenlegungsschrift 2004-92551 usw., ist im Stand der Technik ein Bearbeitungsverfahren bekannt, welches einen hohen Druck in einem gedichteten Zustand ausübt, so dass eine Eigenspannung in der Struktur eines Materials zurückbleibt, so dass seine Festigkeit erhöht wird („Autofrettage”).
  • Mit der Autofrettage wird nämlich ein hoher Druck auf die Innenseite des Werkstücks gegeben, welcher eine plastische Verformung an der Innenseite des Werkstücks und welcher eine elastische Verformung an der Außenseite des Werkstücks verursacht. Aus diesem Grund wird eine Druckeigenspannung auf das Werkstück gegeben und das Werkstück in seiner Druckwiderstandsermüdungsfestigkeit (Ermüdungsgrenze) verbessert. Dieses Bearbeitungsverfahren wird eingesetzt, um einem Teil eines Diesel-Common-Rail-Systems oder einem anderen Teil, welches eine Druckwiderstandsermüdungsfestigkeit erfordert, eine Druckeigenspannung zum Zweck der Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit zu verleihen.
  • Ein herkömmliches Autofrettagesystem, wie es in 12 gezeigt ist, setzt eine Flüssigkeit (Autofrettagearbeitsöl) unter Druck, so dass der Freiraum bzw. das Spiel an einem verschiebbaren Teil einer Kolbenstange 32 als Null hergestellt sein muss. Weiterhin wurden mehrere hochpräzise Dichtungsringe 35 zwischen das Zylindergehäuse 33 und die Kolbenstange 32 geschichtet, um das Spiel zu Null zu machen. Aufgrund des Innendrucks werden die Dichtungsringe 35 dazu veranlasst, sich zu verformen und in engen Kontakt mit anderen Mitteln zu kommen, welche dann zum Gleiten veranlasst werden.
  • Jedoch lag aufgrund dessen das Problem vor, dass die Dichtungsringe 35 verschlissen wurden und brachen und nach einer bestimmten Zahl von Wiederholungen des Gebrauchs ersetzt werden mussten.
  • In der DE 10 2006 054 440 B3 , welche ebenfalls als Stand der Technik genannt ist, wird auf den ersten Blick ein Kolben (siehe DE 10 2006 054 440 B3 , Bezugsziffer 19) in das Werkstück ( DE 10 2006 054 440 B3 , Bezugsziffer 2) eingesetzt. Jedoch sollte zur Kenntnis genommen werden, dass Dichtmittel gesondert vorgesehen sind (siehe DE 10 2006 054 440 B3 , Absatz 0026 der Beschreibung, dass „eine Abdichtung der Verdrängungskolbenöffnung 6 und der Vorfüllöffnung 7 über entsprechende Dichtungskegel” erfolgt).
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Probleme gemacht und hat als ihre Aufgabe das Bereitstellen eines Autofrettagesystems, eines Autofrettageverfahrens und eines Verfahrens zum Herstellen eines Werkstücks unter Verwendung von Autofrettage, welche eine größere Reduzierung von Teileverbrauch aufgrund von Verschleiß ermöglichen.
  • Um das obige Problem zu lösen, stellt der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 1 ein Autofrettagesystem zur Verfügung, welches ein Werkstück (1) einer Autofrettage aussetzt, wobei das Autofrettagesystem dadurch gekennzeichnet ist, dass es mit einer Druckbeaufschlagungseinheit (40), die einen Antriebsmotor aufweist, einem Kolben (42), der durch die Druckbeaufschlagungseinheit (40) angetrieben ist und der zu einer Innenwand eines Endes des Werkstücks (1) ein Freiraum bzw. Spiel aufweist, das aus einer mittleren Spielgröße (h) besteht, und einer inneren Druckkammer (IC) versehen ist, welche durch das Werkstück (1), welches bis auf ein Ende dicht verschlossen, und durch den Kolben (42) gebildet ist, und welche mit einem Arbeitsöl (2) befüllt ist, wobei die Druckbeaufschlagungseinheit (40) den Kolben (42) in die innere Druckkammer (IC), welche mit dem Arbeitsöl befüllt ist, mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) einführt, wobei die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit (v) schneller gemacht ist, als eine kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vc), welche mit einer maximalen Leckströmung (Qmax) pro Zeiteinheit des Arbeitsöls (2) korrespondiert, welches aus dem Freiraum bzw. Spiel (3) aufgrund des Einführens ausläuft bzw. entweicht, wodurch das Werkstück der Autofrettage ausgesetzt wird.
  • Aufgrund dessen ist es nicht erforderlich, den gleitenden Teil, nämlich den Kolben, mit Dichtungsringen oder anderen Dichtmitteln zu versehen, so dass es möglich ist, eine Autofrettage mit einem stark verminderten Teilverbrauch aufgrund von Verschleiß zu realisieren.
  • Zu beachten ist, dass in dem Aspekt der Erfindung nach Anspruch 1 die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit (v) außer während einer Inbetriebnahmeperiode konstant gehalten werden kann.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 2 umfasst den Aspekt der Erfindung nach Anspruch 1, wobei die Druckbeaufschlagungseinheit (40) und der Kolben (42) gesonderte Mittel sind. Wenn die Druckbeaufschlagungseinheit und der Kolben aufgrund dessen gesondert und unabhängig gemacht sind, ist es möglich, die vorbestimmte Kolbenvorschubgeschwindigkeit in einem Moment nach der Nullgeschwindigkeit zu erreichen, wenn begonnen wird, den Druck zu erhöhen.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 3 umfasst den Aspekt der Erfindung nach Anspruch 2, der weiterhin mit einer Führung (61) versehen ist, welche den Kolben (42) führt und unterstützt, bis die Druckbeaufschlagungseinheit (40) sich an einem Ende des Kolbens (42) abstützt, und sich von dem Kolben nach dem Abstützen gegen ihn trennt.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 4 umfasst den Aspekt der Erfindung von Anspruch 1 oder 2, wobei die Druckbeaufschlagungseinheit (40) und der Kolben (42) miteinander gekuppelt sind.
  • Der Aspekt der Erfindung von Anspruch 5 umfasst den Aspekt der Erfindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und ist weiterhin mit einer Entlüftungsbohrung (63, 64) versehen, welche Luft ablässt, welche in die innere Druckkammer (IC) eingedrungen ist, wenn der Kolben (42) in eine Innenwand von einem Ende des Werkstücks (1) eingeführt wird. Aufgrund dessen ist es möglich, das Hochfahren der Vorschubgeschwindigkeit des Kolbens zu verbessern.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 6 umfasst den Aspekt der Erfindung nach Anspruch 5, wobei die Entlüftungsbohrung (63) an dem Kolben (42) vorgesehen ist.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 7 umfasst den Aspekt der Erfindung nach Anspruch 5, wobei die Entlüftungsbohrung (64) an einem Ende des Werkstücks (1) vorgesehen ist.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 8 umfasst den Aspekt der Erfindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Ende des Kolbens (42) welches in die innere Druckkammer (IC) eingeführt wird, mit einer Phase (62) versehen oder gerundet ist. Aus diesem Grund kann das Einführen leicht durchgeführt werden, wenn der Kolben in die Innenwand des Werkstücks eingeführt wird.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 9 ist ein Autofrettageverfahren, welches ein Werkstück (1) einer Autofrettage aussetzt,
    wobei das Autofrettageverfahren versehen ist mit
    einem Schritt des Einfüllens von Arbeitsöl (2) in eine innere Druckkammer (IC), welche gebildet ist durch
    das Werkstück (1), welches bis auf ein Ende des Werkstücks (1) geschlossen ist, und
    durch einen Kolben (42), welcher ein Spiel (3) zu einer Innenwand des einen Endes hat, welches eine mittlere Spielhöhe (h) hat, und
    einem Schritt des Verwendens einer Druckbeaufschlagungseinheit (40), welche einen Antriebsmotor, um den Kolben (42) zum Einführen des Kolbens (42) in die innere Druckkammer (IC) mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) anzutreiben, aufweist, um den Druckkammerinnendruck (P) des Arbeitsöls (2) in der inneren Druckkammer (IC) zu erhöhen, dadurch gekennzeichnet, dass
    in dem Schritt des Anhebens des Drucks (P) in der inneren Druckkammer die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit (v) schneller als einen kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vc) gemacht wird, welche zu einer maximalen Leckströmung (Qmax) pro Zeiteinheit des Arbeitsöls (2) korrespondiert, welches aus dem Spiel (3) aufgrund des Einführens ausläuft bzw. entweicht, um dadurch das Werkstück (1) der Autofrettage auszusetzen. Aufgrund dessen werden Einflüsse und Effekte ähnlich zu den Aspekten der Erfindung nach Anspruch 1 erzeugt.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 10 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Werkstücks (1), welches einen Hochdruckkanal (101) aufweist, wobei das Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks (1) mit einem Schmiedeschritt des Warmschmiedens zur Bildung einer ersten Form des Werkstücks, einem erste Bearbeitungsschritt zum spanenden Bearbeiten des Werkstücks (1) der ersten Form, um eine zweite Form zu bilden, welche einen an einem Ende offenen Umfangsteil (111) aufweist, einem Autofrettageschritt unter Verwendung eines Autofrettageverfahrens nach Anspruch 9, um den Hochdruckkanal (101) des Werkstücks (1) der Autofrettage auszusetzen, und einem zweiten Bearbeitungsschritt des spanenden Bearbeitens des Werkstücks (1) der zweiten Form, um eine Endform des Werkstücks (1) zu bilden, versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bearbeitungsschritt wenigstens einen Schritt der spanenden Bearbeitung des Umfangsteils (111) mit dem offenen Ende (110) umfasst, um ein Mundstückende (112) an der endgültigen Form des Werkstücks (1) zu bilden, wobei eine axiale Mittellinie (C1) des Umfangteils (111) mit dem offenen Ende koaxial mit einer axialen Mittellinie (C1) des Hochdruckkanals (101) ist, und ein Ansatz (110) an dem Mundstückende (112) gebildet ist, so dass sie versetzt von der axialen Mittellinie (C2) des Mundstückendes (112) ist.
  • Aufgrund dessen ist der Umfangsteil mit dem offenen Ende mit dem Ansatz bis zu einer Dicke gebildet, die es einem Dichtungsstopfen erlaubt, mittig an einer Achse einer Rotationsachse eines Deckels vorgesehen zu sein („Ansatz” ist als ein Teil definiert, der aus einem zusätzlichen Material gebildet ist), so dass der Deckel geeignet mit dem Werkstück verschraubt und eine Dichtung bereitgestellt werden kann, wenn der Hochdruckkanal in dem Autofrettageschritt gedichtet wird.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 11 ist ein Aspekt der Erfindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Werkstück (1) ein Werkstück (1) ist, welches einen Hochdruckkanal (101) aufweist, welcher die innere Druckkammer (IC) bildet und welcher so ausgebildet ist, dass eine axiale Mittellinie (C1) des Hochdruckkanals (101) versetzt zu einer axialen Mittellinie (C2) eines Mundstückendes (112) in einer endgültigen Form des Werkstücks (1) ist; Dichtmittel (24), welche das Mundstückende (112) dichten, mit einer Hülse (132) versehen sind, welche eine Schließführung (123') aufweist, welche von einer axialen Mittellinie (C2) des Mundstückendes (112) versetzt ist und in einer von dem Hochdruckkanal (101) gesonderten Bohrung (104) eingesetzt ist, wobei ein äußerer Vorsprung (132') und eine Gewindedurchgangsbohrung (137) in dem äußeren Vorsprung (132') mit einer Druckschraube (133), welche in die Gewindedurchgangsbohrung (137) eingeschraubt ist, mit einem Dichtpin (122) welcher durch die Druckschraube (133) zum Dichten des Hochdruckkanals (102) gedrückt wird, und mit einem Abdeckkörper (131-1, 131-2, 131), welcher einer Deckelöffnung (134) an einem Boden des inneren Deckelteils (136) aufweist, versehen ist, und der äußere Vorsprung (132') durch die Deckelöffnung (134) geführt wird, und dann die Hülse (132) in den inneren Deckelteil (136) eingereift, und der Deckelkörper (131-1, 131-2, 131) in das Mundstückende (112) geschraubt wird.
  • Aufgrund dessen kann sogar dann, wenn eine axiale Mittellinie (C1) des Hochdruckkanals (101) versetzt zur axialen Mittellinie (C2) des Mundstückendes (112) in der fertigen Form des Werkstücks (1) ist, der Deckel passend in das Werkstück geschraubt werden und eine Dichtung bereitgestellt werden, wenn der Hochdruckkanal während der Autofrettage gedichtet ist.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 12 stellt ein Autofrettagesystem zur Verfügung, welches ausgebildet ist mit
    einer Druckbeaufschlagungseinheit (40), welche einen Antriebsmotor aufweist,
    einem Kolben (42), der durch die Druckbeaufschlagungseinheit (40) angetrieben wird und welcher ein Spiel (3) zwischen der Innenwand des einen Endes des Werkstücks (1) und einer Mantelfläche entlang der axialen Richtung des Kolbens (42) bildet, welches einen vorbestimmten mittleren Spielwert (h) und eine erste Länge (a) in axialer Richtung aufweist, und
    einer inneren Druckkammer (IC), welche durch das Werkstück (1), welches bis auf das eine Ende dicht verschlossen ist, und durch den Kolben (42) gebildet ist und mit einem Arbeitsöl (2) gefüllt ist,
    die Druckbeaufschlagungseinheit (40) den Kolben (42) mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) in die innere Druckkammer (IC) einführt, welche mit dem Arbeitsöl (2) befüllt ist;
    Einstellen eines Spiels (3), welches eine zweite Länge (b) in Axialrichtung hat, welche länger als die erste Längenaxialrichtung (a) ist, wenn eine erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) größer als eine erste Grenz-Vorschubgeschwindigkeit (V0) des Kolbens (42) ist,
    wobei die erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) mit einer maximalen Leckströmung (Qmax(a)) pro Zeiteinheit des Arbeitsöls (2) korrespondiert, welches aus dem Spiel (3) in der ersten Länge (a) in Axialrichtung aufgrund des Einführens des Kolbens (42) in die innere Druckkammer (IC) ausläuft bzw. entweicht,
    wodurch eine erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) durch eine zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vcb) ersetzt wird, welche kleiner als die erste Grenzvorschubgeschwindigkeit (V0) ist, die mit einer maximalen Leckströmung (Qmax(b)) pro Zeiteinheit in der zweiten Länge (b) in Axialrichtung korrespondiert; und
    Einstellen der vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) schneller als die zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vcb), um dadurch das Werkstück (1) der Autofrettage auszusetzen.
  • Aufgrund dessen ist es nicht erforderliche, einen gleitenden Teil, nämlich einen Kolben mit Dichtringen oder anderen Dichtmitteln, vorzusehen, sodass es möglich ist, Autofrettage zu realisieren, während Teileverbrauch aufgrund von Verschleiß deutlich reduziert wird.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 13 umfasst den Aspekt der Erfindung nach Anspruch 12, welcher eine Inbetriebnahmeposition des Kolbens (42) ändert, welche den Kolben (42) mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) in die inneren Druckkammer (IC) einführt, um ein Spiel einzustellen, welches eine zweite Länge in Axialrichtung aufweist, welche länger als die erste Länge (a) in Axialrichtung ist.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 14 umfasst den Aspekt der Erfindung nach Anspruch 12 oder 13, wobei
    der Kolben (42) aus einem Kolbenboden (42-1) und einer Kolbenstange (42-2) besteht, wobei eine Länge in Axialrichtung einer Mantelfläche des Kolbenbodens (42-1) die erste Länge (a) in Axialrichtung ist, welche das Spiel (3) bildet, und
    das System die Länge in Axialrichtung der Mantelfläche des Kolbenbodens (42-1) auf eine zweite Länge (b) in Axialrichtung einstellt, welche länger als die erste Länge (a) in Axialrichtung ist, wenn eine erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) größer als eine vorbestimmte Grenz-Vorschubgeschwindigkeit (V0) des Kolbens (42) ist,
    worin die erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) mit einer maximalen Leckströmung (Qmax(a)) pro Zeiteinheit des Arbeitsöls (2) korrespondiert, welches aus dem Spiel (3) in der ersten Länge (a) in Axialrichtung aufgrund des Einführens des Kolbens (42) in die innere Druckkammer (IC) ausläuft bzw. entweicht.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 15 umfasst den Aspekt der Erfindung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei
    wenn ein Spiel (3) nicht mit der ersten vorbestimmten mittleren Spielhöhe (h) zwischen der Innenwand an der einen Endseite des Werkstücks (1) und der Mantelfläche entlang der Axialrichtung des Kolbens (42) an dem Werkstück (1) gebildet ist,
    so dass die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit (v) die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit (v) erreichen kann, welche größer ist als die zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vcb),
    ein Verbindungsmittel an dem einen Ende des Werkstücks (1) zugefügt und mit ihm verbunden wird und ein Spiel (3) mit der kontinuierlichen vorbestimmten mittleren Spielhöhe (h) zwischen der Innenwand der einen Endseite des Werkstückes (1) und einer Mantelfläche entlang der axialen Richtung des Kolbens (42) gebildet ist,
    so dass die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit (v) die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit (v) erreichen kann, welche schneller ist als die zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vcb).
  • Ein Aspekt der Erfindung nach Anspruch 16 umfasst den Aspekt der Erfindung nach Anspruch 15, welcher einen Ansatz (80) an einem Ende des Werkstückes (1) während des Schmiedens bildet, um das Verbindungsmittel zuzufügen und zu verbinden.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 17 umfasst den Aspekt der Erfindung nach Anspruch 15, welcher das Verbindungsmittel (80) an einem Ende des Werkstücks, durch Verschrauben verbindet, um das Verbindungsmittel zuzufügen und zu verbinden.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 18 umfasst den Aspekt der Erfindung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, worin der Kolben, welcher in die innere Druckkammer (IC) mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) eingeführt wird, eine feste säulenförmige Querschnittsfläche (A) aufweist.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 19 umfasst den Aspekt der Erfindung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei eine Mantelfläche entlang einer axialen Richtung des Kolbens (42), welche einer Innenwand einer Endseite des Werkstücks (1) zugewandt ist und welche das Spiel (3) bildet, mit einem Reibwiderstandsteil gebildet ist, welches den Reibwiderstand anhebt.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 20 ist ausgebildet mit
    einer Druckbeaufschlagungseinheit (40), welche einen Antriebsmotor aufweist,
    einem Kolben (42), welcher durch die Druckbeaufschlagungseinheit (40) angetrieben wird und welcher ein Spiel (3) zwischen einer Innenwand des einen Endes des Werkstücks (1) und einer Mantelfläche entlang einer axialen Richtung des Kolbens (42) in einem Stadium vor der Druckbeaufschlagung durch die Druckbeaufschlagungseinheit aufweist, welches eine vorbestimmte mittlere Spielhöhe (h) und eine erste Länge (a) in axiale Richtung umfasst, und
    eine innere Druckkammer (IC), welche durch das Werkstück (1) gebildet ist, welches bis auf das eine Ende dicht verschlossen ist, und durch den Kolben (42) gebildet ist und welches mit einem Arbeitsöl (2) befüllt ist,
    die Druckbeaufschlagungseinheit (40) den Kolben (42) in die innere Druckkammer (IC), welche mit dem Arbeitsöl (2) befüllt ist, mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) einführt;
    wenn eine erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) größer ist als eine vorbestimmte Grenzvorschubgeschwindigkeit (V0) des Kolbens (42) ist,
    wobei die erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) mit einer maximalen Leckströmung (Qmax(a)) pro Zeiteinheit des Arbeitsöles (2) korrespondiert, welches aus dem Spiel (3) in der ersten Länge (a) in Axialrichtung aufgrund des Einführens des Kolbens (42) in die innere Druckkammer (IC) ausläuft,
    Bilden eines Reibwiderstandteils zum Erhöhen des Reibwiderstandes an einer Mantelfläche entlang axialer Richtung des Kolbens (42) welcher einer Innenwand der einen Endseite des Werkstückes (1) zugewandt ist, welche das Spiel bildet, um eine zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vcb) einzustellen, welche kleiner ist als die Grenz-Vorschubgeschwindigkeit (V0) ist, welche mit einer maximalen Leckströmung pro Zeiteinheit in dem Fall des Bildens des Reibungswiderstandsteil korrespondiert; und
    Einstellen der vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) schneller als eine zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vcb), um dadurch das Werkstück (1) der Autofrettage auszusetzen.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 21 umfasst den Aspekt der Erfindung nach Anspruch 20, wobei der Reibwiderstandteil eine unebene Oberfläche aufweist.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 22, umfasst den Aspekt der Erfindung nach Anspruch 20, worin der Reibwiderstandsteil eine Labyrinthstruktur aus einer Mehrzahl von Nuten aufweist, welche in Umfangsrichtung des Kolbens (42) vorgesehen sind und welche ein Spiel in axiale Richtung des Kolbens (42) haben, welches an den Böden der Nuten größer gebildet ist als an den Öffnungen.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Aspekt 23 ist ein Autofrettageverfahren, welches ein Werkstück (1) einer Autofrettage aussetzt,
    wobei das Autofrettageverfahren ausgebildet ist mit:
    einem Schritt des Einfüllens eines Arbeitsöls (2) in eine innere Druckkammer (IC), welche durch das Werkstück (1), welches bis auf eine Endseite des Werkstücks (1) geschlossen ist, und durch einen Kolben (42), welcher ein Spiel (3) aufweist, welches eine mittlere Spielhöhe (h) zu der Innenwand der einen Endseite aufweist, gebildet ist, und
    einem Schritt des Verwendens einer Druckbeaufschlagungseinheit (40), welche einen Antriebsmotor aufweist, so dass der Kolben (42) angetrieben wird und den Kolben (42) in die innere Druckkammer (IC) mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) einführt, so dass der Druck (P) des Arbeitsöls (2) in der inneren Druckkammer angehoben wird,
    wobei das Autofrettageverfahren weiterhin ausgebildet ist mit den Schritten des
    Einstellen eines Spiels (3), welches eine zweite Länge (b) in Axialrichtung aufweist, welche länger als die erste Länge (a) in Axialrichtung ist, wenn eine erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) größer als eine vorbestimmte Grenz-Vorschubgeschwindigkeit (V0) des Kolbens (42) ist,
    worin die erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) mit einer maximalen Leckströmung (Qmax(a)) pro Zeiteinheit des Arbeitsöls (2) korrespondiert, welches aus dem Spiel (3) in der ersten Länge (a) in Axialrichtung durch das Einführen des Kolbens (42) in die innere Druckkammer (IC) ausläuft,
    wodurch eine erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) durch eine zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vcb) ersetzt wird, welche kleiner als die erste Grenzvorschubgeschwindigkeit (V0) ist, welche mit einer maximalen Leckströmung (Qmax(b)) pro Zeiteinheit in der zweiten Länge (b) in Axialrichtung korrespondiert; und
    Einstellen der vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) schneller als die zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vcb), um dadurch das Werkstück (1) einer Autofrettage auszusetzen.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 24 umfasst den Aspekt der Erfindung nach Anspruch 23, wobei eine Endseite des Werkstücks (1) mit einem Ansatz (80), die damit durch Schmieden verbunden ist, gebildet ist.
  • Der Aspekt der Erfindung nach Anspruch 25 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Werkstückes (1), welches einen Hochdruckkanal (101) aufweist, wobei das Verfahren zum Herstellen eines Werkstückes (1) mit einem Schmiedeschritt des Warmschmiedens zum Bilden einer ersten Form des Werkstücks (1), einem Bearbeitungsschritt des spanenden Bearbeitens des Werkstücks (1) der ersten Form zum Bilden einer zweiten Form, die einen Ansatz (80) aufweist, einen Autofrettageschritt des Verwendens eines Autofrettageverfahrens nach dem Aspekt der Erfindung nach Anspruch 24, um den Hochdruckkanal (101) des Werkstückes (1) einer Autofrettage auszusetzen, und einen zweiten Bearbeitungsschritt des spanenden Bearbeitens des Werkstückes (1) der zweiten Form zum Entfernen des Ansatzes (80), um eine endgültige Form des Werkstückes (1) zu bilden, umfasst.
  • Es ist zu beachten, dass die obigen Bezugsziffern Beispiele von Übereinstimmungen mit bestimmten Ausführungsformen zeigen, die später beschrieben werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird, klarer, wobei:
  • 1A und 1B erklärende Ansichten sind, welche schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei 1A eine Ansicht ist, welche ein Stadium vor dem Beginn eines Gleitens eines Kolbens 42 zeigt, wobei 1B eine Ansicht ist, welche ein Stadium nach dem Beginn des Gleitens eines Kolbens 42 zeigt;
  • 2 ist eine erklärende Ansicht, welche schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3A ist eine schematische Ansicht, welche ein Verhältnis zwischen dem Druck und der Zeit in dem System zeigt, das in 1A und 1B gezeigt ist, wenn ein Kolben mit einer bestimmten festen Vorschubgeschwindigkeit V0 in eine innere Druckkammer IC eingeführt wird, so dass versucht wird, einen Druck P in der inneren Druckkammer IC anzuheben, während 3B eine erklärende Ansicht zum Erklären dieses Stadiums ist;
  • 4A bis 4E sind Diagramme, welche Druckanstiegswellenformen zeigen, wenn die Vorschubgeschwindigkeit auf V1 bis V4 geändert wird, bei der der Kolben in die innere Druckkammer IC, eingeführt wird;
  • 5 ist eine erklärende Ansicht zum Untersuchen des Verhältnisses zwischen Leckage und Druck;
  • 6 ist eine erklärende Ansicht zum Erklären eines Beispiels zum Auffinden einer kritischen Vorschubgeschwindigkeit Vc;
  • 7 ist ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischen Druck und Leckströmung der inneren Druckkammer zeigt, wenn eine mittlere Spielhöhe ”h” geändert wird, und welche die kritische Vorschubgeschwindigkeit Vc zeigt;
  • 8 ist ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischem dem Druck in der inneren Druckkammer und einer maximalen Leckströmung Qmax zeigt, wenn das Arbeitsöl und eine mittlere Spielhöhe ”h” geändert wird;
  • 9A ist eine erklärende Ansicht zum Erklären einer Modifikation eines Dichtmittels 24, während 9B eine vergrößerte Ansicht einer Innenseite eines Deckels 21 nach 9A ist;
  • 10 ist eine erklärende Ansicht zum schematischen Zeigen eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 11A ist eine Ansicht, welche ein Stadium zeigt, bevor ein Kolben in eine Innenwand eines Werkstücks eingeführt wird, während 11B und 11C erläuterende Ansichten zum Zeigen eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung sind; das konstruiert ist, um Luft abzulassen;
  • 12 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, welche Teile eines herkömmlichen Systems vergrößert;
  • 13 zeigt ein Beispiel für eine Kraftstoffeinspritzdüse, welche in Dieselmotoren verwendet wird;
  • 14A und 14B sind Querschnittsansichten, welche ein Beispiel für ein Mittel zeigen, welches in einer Kraftstoffeinspritzdüse verwendet wird;
  • 15 ist eine erklärende Ansicht zum Erklären von Problemen in Dichten, wenn ein unterer Körper 103' einer Autofrettage ausgesetzt wird;
  • 16 ist eine erklärende Ansicht, welche ein Beispiel für ein Dichtmittel im Falle des Ausführens einer Autofrettage darstellt;
  • 17A ist eine erklärende Ansicht, welche ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, während 17B eine erklärende Ansicht zum Erklären von Positionen von axialen Mittellinien zeigt;
  • 18A ist eine Seitenansicht, welche ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Dichtmittel 24 zeigt, während 18B eine Frontquerschnittsansicht ist;
  • 19A bis 19D sind Ansichten, welche unterschiedliche Mittel für ein Dichtmittel 24 nach 18A bis 18B zeigen;
  • 20 ist eine Ansicht, welche eine noch weitere Modifikation eines Dichtmittels 24 nach 18A bis 18B zeigt;
  • 21 ist eine erklärende Ansicht zum Erklären eines Beispiels zum Auffinden einer kritischen Vorschubgeschwindigkeit Vc;
  • 22A bis 22C sind erklärende Ansichten, welche ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei 22A eine erklärende Ansicht ist, welche schematisch ein Stadium vor dem Start der Autofrettage zeigt; 22B eine erklärende Ansicht ist, welche schematisch ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt und 22C eine erklärende Ansicht ist, welche schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 23 ist ein Diagramm, welches Druckanstiegskurve in einem Fall des Änderns einer Sitzweite L des Spiels 3 von ”a” bis ”b” zeigt;
  • 24A und 24B sind erklärende Ansichten zum Erklären eines sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wobei 24A eine erklärende Ansicht ist, welche ein Stadium vor dem Beginn der Autofrettage zeigt, und 24B eine erklärende Ansicht ist, welche das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 25A und 25B sind erklärende Ansichten zum Erklären eines siebten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wobei 25A eine erklärende Ansicht ist, welche ein Stadium vor dem Beginn der Autofrettage zeigt, und 25B eine erklärende Ansicht ist, welche das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 26A und 26B sind erklärende Ansichten, welche ein neuntes Ausführungsbeispiel zeigen;
  • 27B und 27B sind erklärende Ansichten, welche ein neuntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für einen Fall zeigen, wenn eine Einschraubung anstelle einer Aufpolsterung verwendet wird; und
  • 28A und 28B sind erklärende Ansichten, welche schematisch ein zehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. In den Ausführungsbeispielen sind Teile, die gleich konfiguriert sind, mit den selben Bezugszeichen versehen und Beschreibungen werden vermieden.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • 1A und 1B sowie 2 sind erklärende Ansichten, welche schematisch ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen. Als ein Beispiel für ein Werkstück, welches Gegenstand einer Autofrettage bei hohem Druck ist, kann ein Teil, wie beispielsweise ein Diesel-Common-Rail-System, welches eine Druckwiderstandsdauerfestigkeit erfordert, genannt werden. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung auf jedes Teil angewendet werden, welches erfordert, dass Druckeigenspannungen zum Zwecke des Erhöhens der Ermüdungsfestigkeit eingebracht werden. In der folgenden Beschreibung wird für das Werkstück 1 ein Fall der Anwendung einer Autofrettage auf ein Hochdruckeinspritzrohr erläutert werden, um Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu erklären.
  • In 1A und 1B ist das Innere eines Werkstücks 1 schematisch als ein gedichtetes Werkstück gezeigt, welches mit einem Arbeitsöl 2 befüllt ist. Eine Druckbeaufschlagungseinheit 40, welche einen Servomotor (Antriebsmotor) aufweist, der über einen Kolben 42 verfügt, ist damit gekuppelt. Der Kolben 42 wird, wie in 2 gezeigt, eingeführt, um ein Spiel 3 zu haben, welches aus einer mittleren Spielhöhe „h” (als ein Beispiel 1 bis 30 μm) zur Innenwand des einen Endes des Werkstücks 1 besteht. Aus diesem Grund und um die mittlere Spielhöhe „h” sogar dann aufrecht zu erhalten, wenn der Kolben 42 eingeführt wird, sind die Druckbeaufschlagungseinheit 40 und das Werkstück 1 an einer Vorrichtung fixiert, so dass wenigstens in axiale Richtung der Innenseite des Werkstücks 1 in einem Bereich, in welchem der Kolben 42 eingeführt wird, die axiale Richtung des Kolbens 42 und die axiale Richtung der Druckbeaufschlagung durch die Druckbeaufschlagungseinheit 40 übereinstimmen.
  • Weiterhin ist ein Mundstück 43 des Werkstücks 1 (Hochdruckkraftstoffeinspritzrohr) durch Aufbringen eines Drucks W in einem Stadium gedichtet, in welchem das Dichtmittel 24 eingeführt ist, während das andere Ende des Werkstücks 1 durch einen Dichtstößel 4 gedichtet ist, so dass das Werkstück 1 abgesehen von dem einen Ende überall geschlossen ausgebildet ist. Aufgrund des Kolbens 42 ist eine innere Druckkammer IC innerhalb des Werkstücks 1 gebildet. Weiterhin weist der Kolben 42 einen Dehnungsmessstreifen 50 auf, der daran angebracht ist, um den Druck P in der inneren Druckkammer IC des Werkstücks 1 zu messen. Der Druck P der inneren Druckkammer IC wird aus dem Maß der Verformung des Kolbens 42 berechnet. Es ist zu berücksichtigen, dass es möglich ist, als den Servomotor, welcher in der Druckbeaufschlagungseinheit 40 enthalten ist, einen Flüssigkeitsdruckaktuator (hydraulischer Druck) einzusetzen. Darüber hinaus kann ein Elektromotor verwendet werden, um eine Schraube zu drehen, um Druck auszuüben.
  • Als nächstes wird der Betrieb in der obigen Konstruktion beschrieben. Die andere Endseite des Werkstücks 1 ist durch den Dichtstößel 4 gedichtet, ein Dichtmittel 34 ist in das Mundstück 43 des Werkstückes 1 zum Aufbringen eines Druckes W eingeführt und Arbeitsöl ist in das Werkstück in gedichtetem Stadium eingefüllt. Anschließend wird der Kolben 42 von einer Endseite des Werkstücks 1 eingeführt, während eine nicht eingeführte Seite des Kolbens 42 mit der Druckbeaufschlagungseinheit 40 gekuppelt ist. Hier wird der Kolben 42, wie oben beschrieben, so eingestellt, dass er ein Spiel 3 aufweist, welches aus einer vorbestimmten mittleren Spielhöhe „h” zur Innenwand des einen Endes des Werkstücks 1 besteht. Es werden überhaupt keine Dichtringe usw. zwischen dem Kolben 42 und der Innenwand des Werkstückes 1 verwendet.
  • Falls die Druckbeaufschlagungseinheit benutzt wird, um den Kolben 42 in das Werkstück 1 mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit „v” in diesem Stadium einzuführen, wird Arbeitsöl 2 aus dem Spiel 3 zwischen der Innenwand des Werkstücks 1 und dem Kolben 42 auslaufen. Jedoch ist es durch Einstellen der oben erwähnten vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit „v” schneller als die Geschwindigkeit der Leckage, nämlich durch Einführen des Kolbens 42 in das Werkstück 1 bei einer Geschwindigkeit von wenigstens der Geschwindigkeit, bei welcher das Arbeitsöl 2 aus dem Spiel 3 ausläuft, möglich, das Arbeitsöl 2, welches in das Innere des Werkstückes 1 eingefüllt ist, unter Druck zu setzen und den Druck im Inneren des Werkstückes 1 zu erhöhen.
  • Durch diese Vorgehensweise ist es in dem Autofrettagesystem möglich, eine Autofrettage ohne die Verwendung von Dichtringen durchzuführen und möglich, Teileverbrauch aufgrund von Verschleiß deutlich zu reduzieren. Ferner ist es möglich, die gigantische, teure Druckbeaufschlagungseinheit zum Reduzieren des Spiels in der Vergangenheit zu eliminieren, um so die Struktur der Vorrichtung zu vereinfachen und zu verschlanken und dadurch Autofrettage bei niedrigen Kosten und niedrigen Wertverlust durchzuführen.
  • Nachfolgend wird die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit „v” für das Einführen des oben genannten Kolbens 42 in das Werkstück 1 beschrieben. Die Viskosität η des Arbeitsöls 2, welches in das Werkstück 1 eingefüllt ist, kann durch die folgende Formel 1 ausgedrückt werden, wenn der Druck P des Öls eingestellt ist η = η0exp(αP) Formel 1
  • Vorliegend ist η0 die Viskosität unter Atmosphärendruck (Viskosität unter Normaldruck), während α der Viskositätsdruckkoeffizient (flüssigkeitsimmanent) ist. Die Formel steht für alle Flüssigkeiten (siehe „Variation of Viscosity with Pressure" von Nobuyoshi Ohno, Tribologist, Band 49, Nr. 9 (2004), Seiten 720–721 usw.).
  • Wie aus dieser Formel 1 verstanden wird, steigt die Viskosität η exponentiell, wenn der Druck P steigt. Falls nämlich der Kolben 42 dazu veranlasst wird, sich mit hoher Geschwindigkeit abzusenken und der Druck P in der inneren Druckkammer IC des Werkstücks 1 dazu veranlasst wird zu steigen, steigt die Viskosität des inneren Arbeitsöls 2 und bewirkt, dass sich die Leckströmung aus dem Spiel reduziert. Aufgrund dieses Einflusses wird angenommen, dass der Druck in der inneren Druckkammer IC weiter ansteigt und einen Zieldruck erreicht (Hochdruck, der die Autofrettage ausführt). Jedoch wurde der Fakt, dass Dinge nicht so laufen wie oben vorhergesagt, als ein Ergebnis einer intensiven Untersuchung durch die Erfinder gelernt. Nachfolgend wird der Inhalt beschrieben.
  • 3A ist eine schematische Ansicht zum Erklären des Zusammenhangs zwischen dem Druck und der Zeit in dem in 1A und 1B gezeigten Autofrettagesystem, wenn der Kolben 42 bei einer bestimmen festen Vorschubgeschwindigkeit v = V0 in die innere Druckkammer IC eingeführt wird, um zu versuchen, den Druck P in der inneren Druckkammer IC zu veranlassen, zu steigen, während 3B eine erklärende Ansicht zum Erklären dieses Stadiums ist. Wie in 3A gezeigt, wird unabhängig von der obigen Vorhersage der Druck P der inneren Druckkammer IC bis auf einen Druck P2 bis zu einer Zeit T2 steigen, falls der Kolben 42 mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit V0 in die innere Druckkammer IC eingeführt wird, jedoch wurde danach gelernt, dass das Stadium aufhört aufzutreten, wo der Druck P endet, gesättigt zu werden ohne zu steigen und dadurch kann der Zieldruck (Hochdruck zum Durchführen der Autofrettage) nicht erreicht werden.
  • Dieses Stadium wird nachfolgend unter Verwendung von 3B beschrieben. Gemeinsam mit dem Absenken des Kolbens 42 wird das Volumen der inneren Druckkammer IC reduziert und gleichzeitig beginnt das Arbeitsöl 2 aus dem Spiel 3 auszulaufen. Eine Zeitverzögerung zwischen dem Absenken des Kolbens 42 und dem Auslaufen des Arbeitsöls 2 tritt auf, so dass der Druck in der inneren Druckkammer IC steigt (Zeit t1 bis t2). Am Ende fällt auch die Geschwindigkeit, mit welcher die innere Druckkammer IC verkleinert wird, falls das Auslaufen des Arbeitsöls 2 (Leckströmung) ansteigt und ein konstantes Stadium tritt auf, so dass die innere Druckkammer schließlich, in ihrem Druck P gesättigt wird (Zeit t2 bis t3). Wenn schließlich der Kolben 24 anhält (t3), wird angenommen, dass sich ein Stadium einstellt, bei dem nur ein Ausströmen des Arbeitsöls 2 auftritt und der Druck 0 wird (t4).
  • Nachfolgend wird das Verhältnis zwischen dem Druck und der Zeit erläutert, wenn die feste Vorschubgeschwindigkeit „v” geändert wird. 4A bis 4E sind Diagramme, welche das Verhältnis zwischen dem Druck und der Zeit zeigen, wenn die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit auf V1 bis V4 beim Einführen des Kolbens 42 in die innere Druckkammer IC geändert wird. Falls die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit „v” graduell auf V1 bis V4 erhöht wird, mit welcher der Kolben 42 in die innere Druckkammer IC eingeführt wird, wird bei einer Vorschubgeschwindigkeit V1, V2 und V10 in der gleichen Weise wie in der schematischen Ansicht, die in den 3A und 3B gezeigt ist, ein Diagramm erhalten, in dem der Druck ansteigt und schließlich ein gesättigtes Stadium erreicht, jedoch bei den Vorschubgeschwindigkeiten V3 und V4, die höher sind als die Vorschubgeschwindigkeit Vc, wurde erfahren, dass über die verstreichende Zeit der Druck P in der inneren Druckkammer IC bis auf ein Superhochdruckniveau steigt, ohne dass der Druck gesättigt wird.
  • Wenn nämlich in dem Autofrettagesystem, das in 1A und 1B gezeigt ist, der Kolben 42 mit einer festen Vorschubgeschwindigkeit in die innere Druckkammer IC eingeführt wird, um zu versuchen, den Druck P in der inneren Druckkammer IC anzuheben, kann der Druck P in der inneren Druckkammer IC bis auf ein Superhochdruckniveau angehoben werden, ohne dass der Druck gesättigt wird, falls die Vorschubgeschwindigkeit „v” des Kolbens 42 größer als die Vorschubgeschwindigkeit Vc (die „kritische Vorschubgeschwindigkeit” genannt) eingestellt wird.
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zum Auffinden der obigen kritischen Vorschubgeschwindigkeit Vc durch Illustration erläutert. Zu beachten ist, dass als das Verfahren zum Auffinden der kritischen Vorschubgeschwindigkeit Vc die Geschwindigkeit auch durch Experimente aufgefunden werden kann.
  • 5 ist eine erläuternde Ansicht zum Analysieren des Verhältnisses zwischen der Leckströmung und dem Druck und zeigt das Stadium des Einführens des Kolbens 42 in das Innere des Werkstückes 1, wo das Arbeitsöl ausläuft. Die Leckströmung Q aus dem Spiel 3 (mittlere Spielhöhe ”h”) wird durch die folgende generelle Formel ausgedrückt: Q = (B/12L)·(h3/η)·ΔP Formel 2
  • Hier ist B die eingestellte Umfangslänge (Umfangslänge des mittleren Teils des Spiels 3), L ist die Sitzweite (Breite der Region, an der das Spiel 3 gebildet ist), „h” ist die mittlere Spielhöhe des Spiels 3, η ist der Koeffizient der Viskosität des Arbeitsöls 2 und ΔP ist die Druckdifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass des Spiels 3.
    • (1) Basierend auf der Formel 1 wird die Viskosität des Arbeitsöls zu einer Zeit eines bestimmten Druckes P der inneren Druckkammer IC berechnet. Zu dieser Zeit werden die Viskosität bei Normaldruck η0 und der Viskositätsdruckkoeffizient α eindeutig nach dem Typ des verwendeten Arbeitsöls 2 bestimmt. In dem in 6 gezeigten Beispiel wird ein Äther-basiertes Öl 3, welches die Eigenschaften einer Viskosität bei Normaldruck η0 = 0,047 (Pa·s) und einen Viskositätsdruckkoeffizienten α = 10,328 (Pa–1) aufweist, als das Arbeitsöl 2 verwendet. Vorliegende ist das „Äther-basierte Öl 3” ein Arbeitsöl, welches aus Polyoxythylen-Polyoxypropylen-Alkylether besteht.
    • (2) Anschließend wird basierend auf Formel 2 die Leckströmung Q aus dem Spiel 3 bei einer Zeit eines bestimmten Drucks P der inneren Druckkammer IC berechnet. Bei dieser Zeit sind die Umfangslänge B des Sitzes und die mittlere Spielhöhe „h” eindeutig durch die Endform bestimmt. Für den Koeffizienten der Viskosität η wird der oben (1) gefundene Wert verwendet. Hinsichtlich der Sitzweite L ist zu beachten, dass diese inhärent ein variabler Parameter ist, welcher sich gemeinsam mit der Länge des Einführens des Kolbens ändert, hier jedoch in Anbetracht der Vereinfachung der Simulation ein fester Wert verwendet wird (jedoch ein strikter fester Wert unter Vorbehalt ausgewählt wird). Im in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist B = 9,5 (mm), H = 20 (μm) und L = 10 (mm).
    • (3) Die obigen (1) und (2) werden zwischen einem Innendruck von 0 bis 700 MPa durchgeführt, die Größe der Leckströmung Q wurde bei jedem Druck gefunden und aus ihnen wurde die größte Leckströmung Qmax (die „maximale Leckströmung” genannt) gefunden.
    • (4) Als Nächstes wird die maximale Leckströmung Qmax, welche bei (3) berechnet wurde, durch die Querschnittsfläche A des Kolbens 42 dividiert, um die kritische Vorschubgeschwindigkeit Vc zu berechnen. Die Leckströmung des Arbeitsöls 2, welches aus dem Spiel 3 pro Zeiteinheit ausläuft, ist gleich zum Volumen pro Zeiteinheit des Kolbens 42, welcher in die Innenseite des Werkstücks 1 eingeführt wird, so dass die Zeit der maximalen Lecktrömung Qmax vorliegt, wenn die Geschwindigkeit vorliegt, bei welcher die Vorschubgeschwindigkeit des Kolbens die schnellste wird, nämlich die kritische Vorschubgeschwindigkeit Vc. Im Falle des in 6 gezeigten Beispiels ist die maximale Leckströmung Qmax 2329,32 (m3/s) und die Querschnittsfläche A des Kolbens 42 ist 70,8 mm2, so dass die kritische Vorschubgeschwindigkeit Vc 32,9 (mm/s) ist.
  • Falls nämlich der Kolben 42 in das Innere des Werkstücks 1 bei einer Geschwindigkeit mehr als die kritische Vorschulgeschwindigkeit Vc = 32,9 (mm/s) eingeführt wird, wie in 4D und 4E gezeigt, wird es möglich, den Druck der inneren Druckkammer IC bis auf ein Superhochdruckniveau über das Ablaufen der Zeit anzuheben, ohne dass er gesättigt wird.
  • Nachfolgend wird der Fall der Benutzung des gleichen Arbeitsöls als Arbeitsöl 2, das in 6 gezeigt ist, erklärt, während die mittlere Spielhöhe „h” des Spiels 3 geändert wird. 7 ist ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischen dem Druck der inneren Druckkammer IC und der Leckströmung zeigt, wenn die mittlere Spielhöhe h des Spiels 3 geändert wird. Wie in 7 gezeigt tritt sogar dann, wenn die mittlere Spielhöhe „h” des Spiels 3 geändert wird, ein Maximalwert, nämlich eine maximale Leckströmung Qmax in dem Verfahren des Änderns des Druckes auf. So ist es in der gleichen Weise wie oben ausreichend, die kritische Vorschubgeschwindigkeit Vc in Übereinstimmung mit der individuellen mittleren Spielhöhe zu berechnen. Nachfolgend wird der Fall des Änderns der mittleren Spielhöhe „h” des Spiels 3 beschrieben, während ein Arbeitsöl verwendet wird, welches von dem Arbeitsöl 2, das in 6 gezeigt ist, verschieden ist.
  • 8 ist ein Diagramm, welches das Verhältnis des Druckes der inneren Druckkammer IC und der Leckströmung zeigt, wenn der Typ des Arbeitsöls und die mittlere Spielhöhe verändert wird. Als ein Typ eines Arbeitsöls kann ein Triester-basiertes Öl, Ester-basiertes Öl 1, Ether-basiertes Öl 5 oder Monoester-basiertes Öl dargestellt werden. Hier bedeutet ein „Ester-basiertes Öl 1” ein Arbeitsöl, welches aus Polyethylenglykol besteht, während ein „Esther-basiertes Öl 5” ein Arbeitsöl bedeutet, welches aus Polyoxypropylen-Dialkylether besteht. Wie in 8 gezeigt, wird sogar, wenn als das Arbeitsöl das obige Arbeitsöl, welches von dem in 6 gezeigten Arbeitsöl verschieden ist, verwendet wird, gelernt, dass sogar dann, wenn die mittlere Spielhöhe „h” des Spiels 3 durch das obige Arbeitsöl geändert wird, ein Maximalwert, nämlich eine maximale Leckströmung Qmax in dem Verfahren des Änderns des Druckes auftritt.
  • Wie oben beschrieben wird die maximale Leckströmung Qmax aus den Eigenschaften des Arbeitsöls (Arbeitsölviskosit η), welches verwendet wird, und den Spezifikationen des Spiels zwischen dem Werkstück 1 und dem Kolben 42 (mittlere Spielhöhe H, Sitzweite 13 und Sitzumfangslänge L) gefunden. Anschließend wird die kritische Vorschubgeschwindigkeit Vc basierend auf der maximalen Leckströmung Qmax und den Spezifikationen des Kolbens 42 (Querschnittsfläche A) berechnet. Falls der Kolben 42 bei einer Geschwindigkeit schneller als die kritische Vorschubgeschwindigkeit Vc vorgeschoben wird, ist es möglich, den Druck auf den Zieldruck anzuheben, welcher für die Autofrettage erforderlich ist (als ein Beispiel 700 mPa). Aufgrund dessen ist es in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung möglich, die Dichtringe zu eliminieren und die Kostensteigerung aufgrund von Verschleiß der Dichtringe zu reduzieren.
  • Darüber hinaus ist es auch in der Druckbeaufschlagungseinheit 40 nicht erforderlich, das Spiel mit dem Kolben 42 auf 0 zu setzen, so dass es möglich ist, die große, teure Druckbeaufschlagungseinheit, welche in der Vergangenheit benutzt wurde, zu eliminieren. Zu bedenken ist, dass im obigen Ausführungsbeispiel das Beispiel des Einführens des Kolbens 42 in das Werkstück 1 bei einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit, welche die kritische Vorschubgeschwindigkeit Vc übersteigt, von einer anfänglichen Anlaufperiode in einer festen Weise beschrieben wurde, jedoch die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist. Zum Beispiel ist es auch möglich, die Geschwindigkeit exakt für die Periode außer für die anfängliche Anlaufperiode fest zu behalten. Auf diese Weise ist es möglich, die Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit zu vereinfachen.
  • Nachfolgend wird eine Modifikation des Dichtmittels 24 erläutert. 9A ist eine erklärende Ansicht zum Erklären einer Modifikation des Dichtmittels 24, während 9B eine vergrößerte Ansicht des inneren eines Deckels 21, der in 9A gezeigt ist, ist. Der Mantelflächen der Mundstücke 32, das an dem Werkstück in dieser Modifikation vorgesehen ist, sind mit einem Gewinde versehen. Die Deckel 21 werden mit diesen verschraubt.
  • Weiterhin ist, wie in 9B gezeigt, im Inneren von jedem Deckel 21 eine Bohrung 25 vorgesehen, in welcher ein Dichtstößel 20 eingeführt ist. Das Ende 22 des Dichtstößels 20, welches in das Mundstück 23 eingeführt ist, ist mit einer halbkugeligen Rundung versehen. Der Deckel 21 wird um das Gewinde an der Mantelfläche des Mundstücks 23 gedreht, so dass die halbkugelige Rundung an dem Ende 22 des Dichtstößels 22 in Kontakt mit der Phase 23' an der Innenseite des Mundstücks 23 mit einem vorbestimmten Druck kommt. Der Dichtstößel 20 und der Deckel 21 bilden das Dichtmittel 24.
  • Auf diese Weise kommt das Ende 22 des Dichtstößels 20 in engen Kontakt mit dem Deckel mit einem hohen Dichtdruckwiderstand.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • 10 und 11A bis 11C sind erläuternde Ansichten, welche schematisch modifizierte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen. Diese anderen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend beschrieben. Das Ausführungsbeispiel gemäß 10 ist ein Autofrettagesystem, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Druckbeaufschlagungseinheit 40 und der Kolben 42 getrennte Mittel sind. Wenn eine Servopresse (Beaufschlagungseinheit 40) zum Vorschub des Kolbens verwendet wird, braucht es Zeit, bis die Servopresse eine vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit erreicht. Falls der Kolben und der Betätigungsteil der Servopresse integral gemacht werden, ist die Trägheit groß und es war nicht möglich, eine vorbestimmte Kolbenvorschubgeschwindigkeit in einem Moment nach Geschwindigkeit 0 zu einer Zeit des Beginns des Anhebens des Drucks zu erreichen. Um dieses Problem zu lösen, ist es möglich, nur die Servopresse zu betätigen, bis das Betätigungsteil die Geschwindigkeit erreicht, die eine vorbestimmte Fördergeschwindigkeit gibt, falls der Kolben und der Betätigungsteil der Servopresse als separate und unabhängige Mittel (Stadium, in dem sie nicht miteinander verbunden sind) gemacht sind, so dass es möglich ist, das obige Problem zu lösen.
  • Wenn der Kolben und der Betätigungsteil der Servopresse (Druckbeaufschlagungseinheit 40) getrennte und unabhängige Mittel sind, ist es in Übereinstimmung mit einem Bedürfnis wie in 10 gezeigt möglich, eine Führung 61 vorzusehen, welche den Kolben 42 unterstützt, bis die Druckbeaufschlagungseinheit 40 sich gegen das Ende des Kolbens 42 abstützt, und wird von dem Kolben 42 gelöst, nachdem sie sich gegen ihn abstützt. Der Kontakt kann durch einen Drucksensor, Positionssensor oder so weiter erfasst werden und dann die Führung 61 getrennt werden. Zu beachten ist, dass es abhängig vom Stadium sogar ohne die Führung 61 möglich ist, den Kolben 42 in Bezug auf die Innenwände des Werkstücks 1 zu zentrieren und zu halten. Es wird angenommen, dass dieses dadurch verursacht ist, dass das Spiel zwischen dem Kolben 42 und den Innenwänden des Werkstückes 1 gering ist, so dass ein dünner Film des Arbeitsöls zwischen den Innenwänden des Werkstücks 1 und dem Kolben 42 gebildet wird und es dadurch möglich ist, den Kolben 42 geradlinig in Bezug auf die Zentralachse zu halten.
  • 11A ist eine Ansicht, welche ein Stadium zeigt, bevor der Kolben in die Innenwände des Werkstückes 1 eingeführt wird, während 11B und 11C erläuternde Ansichten sind, welche ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen, welches dafür ausgelegt ist, das Ablassen von Luft zu ermöglichen. Das andere Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nach 11A bis 11C wird nun beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel sind Luftablasskanäle 63 und 64 vorgesehen, um Luft abzulassen, welche in die innere Druckkammer IC eindringt, wenn der Kolben 42 in die Innenwände von einem Ende des Werkstücks eingeführt wird. In 11B ist der Luftablasskanal 43 an dem Kolben 42 vorgesehen. Der Auslass des Luftablasskanals 43 ist ebenfalls an dem Kolben 42 vorgesehen. Falls der Kolben 42 zu einer Position vorrückt, an welcher nicht länger eine Luftschicht zwischen der Kolbenstirnfläche und dem Arbeitsöl ist, wird der Auslass des Luftablasskanals 43 eingestellt, durch die Innenwände des Werkstückes geschlossen zu sein. Die Menge des Arbeitsöls 2, welche aus dem Luftauslasskanal ausläuft, ist eine extrem kleine Menge, welche im Vergleich mit der Menge des Arbeitsöls 2, welcher aus dem Spiel 3 ausläuft, ignoriert werden kann.
  • In 11C ist der Luftablasskanal 64 an einem Ende des Werkstücks vorgesehen. Die Position, an welcher der Luftablasskanal 64 vorgesehen ist, ist die Position, an welcher die Luftschicht zwischen der Kolbenstirnfläche und dem Arbeitsöl eliminiert wird. Falls der Kolben 42 über diese Position vorrückt, wird der Einlass des Luftablasskanals 64 an den Innenwänden des Werkstückes eingestellt, durch den Kolben 42 geschlossen zu sein. Die Menge des Arbeitsöls 2, welche aus dem Luftablasskanal ausläuft, ist eine extrem kleine Menge, welche im Vergleich mit der Menge des Arbeitsöls 2, welches aus dem Spiel 3 ausläuft, vernachlässigt werden kann. Zu bedenken ist, dass der Luftablasskanal 64 an den Innenwänden des Werkstückes erhalten werden kann, indem die Werkstückdimension länger als die endgültige Länge gemacht wird und das Material des Luftablasskanals 64 entfernt wird. Weiterhin ist es ausreichend, wenn das Werkstück als das endgültige Produkt zusammengesetzt wird, die zusammengefügten Materialien so zu gestalten, dass sie den Luftablasskanal 64 schließen.
  • Wie in 11A gezeigt, ist ein Ende des Kolbens 42 (Stirnfläche, welche in die innere Druckkammer (IC) eingeführt) wird mit einer Phase 62 versehen ist. Sie kann auch gerundet sein. Falls eine Phase 62 oder eine Rundung vorgesehen ist, kann das Einführen erleichtert werden, wenn der Kolben 42 in die Innenwände des Werkstückes eingeführt wird.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • Oben wurde ein Autofrettagesystem als die vorliegende Erfindung beschrieben, jedoch kann ein Autofrettageverfahren, um eine Werkstücks 1 einer Autofrettage auszusetzen, als ein Verfahren ausgeführt werden, welche die folgenden Schritte (1) und (2) bereitstellt:
    • (1) Der Schritt des Einfüllens von Arbeitsöl in eine innere Druckkammer IC, welche durch das Werkstück 1, welches bis auf ein Ende des Werkstücks 1 geschlossen ist, und einen Kolben 42, welcher ein Spiel 3 aufweist, welches aus einer mittleren Spielhöhe „h” von den Innenwänden des einen Endes besteht, gebildet ist, und
    • (2) Der Schritt des Einsetzens einer Druckbeaufschlagungseinheit 40, welcher einen Antriebsmotor einzuführen, um den Kolben 42 in die innere Druckkammer IC mit einer vorbestimmen Vorschubgeschwindigkeit „v” einzuführen, um den Druck P des Arbeitsöls 2 in der inneren Druckkammer IC zu erhöhen, wobei die vorbestimme Vorschubgeschwindigkeit „v” schneller gemacht wird als eine kritische Vorschubgeschwindigkeit Vc, welche mit der maximalen Leckströmung Qmax pro Zeiteinheit des Arbeitsöls 2 korrespondiert, welches aus dem Spiel 3 aufgrund des Einführens ausläuft, so dass dabei das Werkstück 1 der Autofrettage ausgesetzt wird.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • Weiterhin wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, sogar wenn das Werkstück speziell geformt ist, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zum Ausführen einer Autofrettage unter einem hohen Druck anzuwenden. 13 ist ein Beispiel für eine Einspritzdüse, welche in einem Dieselmotor verwendet wird. 14A und 14B sind Querschnittsansichten, welche Beispiele für Mittel zeigen, welche als Einspritzdüsen verwendet werden.
  • Eine Einspritzdüse, welche in einem Dieselmotor verwendet werden kann (als ein Beispiel siehe japanische Offenlegungsschrift Nr. 2009-203843 usw.), hat einen Hochdruckseitenkanal 101, durch welchen Kraftstoff von einem Common Rail gefördert wird, und einen Niederdruckseitenkanal 102, welcher Kraftstoff, der rückbleibt, ohne eingespritzt zu werden, in den Kraftstofftank zurückführt. Wie in 13 gezeigt, sind bei einem Teil 104 mit großem Durchmesser innerhalb des Kraftstoffeinspritzdüsenkörpers 103 (siehe 16, axiale Mittellinie C3) der Kolben usw. angeordnet, um an der Mittellinie des Körpers durch einen Aktuator (Elektromagnet oder piezoelektrischer Aktuator) angehoben oder abgesenkt zu werden, so dass der Hochdruckkanal 102, welcher Gegenstand der Autofrettage ist, unweigerlich dazu gelangt, versetzt zu werden. Ein Beispiel für einen Kraftstoffeinspritzdüsenkörper ist in 14A und 14B gezeigt, jedoch ist das Werkstück, auf welches das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wird, nicht hierauf beschränkt.
  • Nachstehend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als ein Beispiel für einen unteren Körper 103' von 14A beschrieben. 15 ist eine erläuternde Ansicht zum Erklären der Problem beim Dichten in einem Fall des Aussetzens des unteren Körpers 103' der Autofrettage. 16 ist eine erläuternde Ansicht, welche ein Beispiel für ein Dichtmittel in dem Fall des Anwendens der Autofrettage zeigt. 17A ist eine erläuternde Ansicht, welche ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. 17B ist eine erläuternde Ansicht, zum Erläutern der Positionen der axialen Mittellinien. Wie in 14A und 14B gezeigt, ist in dem Kraftstoffeinspritzdüsenkörper der Hochdruckkanal 101, welcher Gegenstand der Autofrettage ist, versetzt. Wie in 15 gezeigt, sind der Deckel 21 (Achse C2) und der Dichtstößel 20 (Achse C1) nicht koaxial, wenn der untere Körper 103' der Autofrettage ausgesetzt wird, falls versucht wird, diesen durch den Deckel 21 zu dichten, so dass, wenn der Körper 21 aufgeschraubt wird, das Problem auftritt, dass der Dichtstößel eine Drehung blockiert.
  • Aus diesem Grund ist, wie in 16 gezeigt, eine Schließvorrichtung vorzusehen. Zum Dichten des Hochdruckkanals 101 für die Autofrettage ist ein komplizierter Mechanismus zum Befestigen erforderlich. Diese Schließvorrichtung ist ihrerseits eine der Modifikationen des Dichtmittels 24 in der vorliegenden Erfindung. Um dieses im größeren Detail zu erklären, wird eine Schließführung 121 in den großen Durchmesserteil 104 eingesetzt, während das Ende der Schließführung 121 weiter in die Schließausnehmung 123 eingeführt wird. Zwischen der Stirnfläche des Hochdruckkanals 101 und der Sperre 123 ist ein Dichtdorn (Kugel) 122 eingefügt. Der Hochdruckkanal 101 kann durch den Dichtdorn 122 gedichtet werden. Um es dem Deckel 21 zu ermöglichen, rotiert zu werden, ist ebenfalls eine Kugel 124 vorgesehen. Die zentrale Achse des Kraftstoffeinspritzdüsenkörpers 103, die zentrale Achse der Sperre 123 und die zentrale Achse des Deckels 21 sind die gleichen wie die Achse C2. Wenn sich der Deckel 21 dreht, wird ein Dichtdorn 112 zwischen der Stirnfläche des Hochdruckkanals 101 und der Sperre 123 befestigt, um es dem Hochdruckkanal 101 zu ermöglichen, für die Autofrettage gedichtet zu sein.
  • Wie in 16 gezeigt, erhöht sich in dieser Sperrvorrichtung ebenfalls die Zahl der zum Befestigen erforderlichen Teile. Es besteht eine große Zahl von Orten, an welchen ein Drehmomentverlust auftritt, wie zum Beispiel dem Deckel 21 → Kugel 124 → Sperre 123 → Dichtdorn 122, so dass eine genaue Drehmomentsteuerung nicht möglich ist. Deshalb wird als ein Ergebnis die Handhabung der axialen Kraft (Oberflächendruck), welche von dem Dichtdorn 142 auf den unteren Körper 103' gegeben werden muss, schwierig. Wenn der Deckel 21 mehr als notwendig befestigt wurde, verursacht der Dichtdorn 122 manchmal, dass die dünnen Teile des Werkstückes verformt werden. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welches in 17A gezeigt ist, löst dieses Problem. Das Dichtmittel nach dem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird beschrieben, während ein Verfahren zum Herstellen des Werkstückes 1 zum Realisieren dieses Dichtmittels (als ein Beispiel der untere Körper 103') erläutert wird. 17B ist eine erläuternde Ansicht zum Erklären der Positionen der axialen Mittellinien. Die axiale Mittellinie C1 des offenen Endumfangsteils 111 und die axiale Mittellinie C1 des Hochdruckkanals 101 sind koaxial, während ein Versatz von der axialen Mittellinie C2 des Mundstückendes 112 vorliegt. Als Referenz ist die axiale Mittellinie des Teils 104 mit großem Durchmesser C2. An dem Deckel, welcher mit dem Werkstück 1 verschraubt ist, ist ein Dichtdorn 20 befestigt, um das Werkstück 1 zu dichten. Eine Drainagebohrung 105 ist zum Bestätigen, ob eine geeignete Verschraubung oder Dichtung erreicht ist oder nicht, dadurch vorgesehen, ob Arbeitsflüssigkeit ausläuft.
  • Das Verfahren zum Herstellen des unteren Körpers 103' nach einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist durch die folgenden Schritte gebildet:
  • (1) Warmschmiedeschritt
  • Das Werkstück 1 wird in einer generellen Form der ersten Form durch einen Warmschmiedeschritt geformt. Diese generelle Form schließt nicht nur die endgültige Form ein, sondern den später zu beschreibenden Ansatz 110 oder eine Schwundreserve zum Schneiden.
  • (2) Erster Bearbeitungsschritt
  • Das Werkstück 1 der ersten Form wird gedreht, geschliffen oder anderweitig bearbeitet, um die zweite Form zu formen, welche einen offenen Endumfangsteil 111 aufweist. An dem anderen Umfang des offenen Endumfangsteils 101 wird ein Außengewinde zum Aufschrauben des Deckels 102 gebildet. In der zweiten Form werden die Teile abgesehen von dem offenen Endumfangsteil 111 in der endgültigen Form hergestellt. Wie in 17 gezeigt, ist an dem Ende des unteren Körpers 103' ein zusätzlicher Ansatz 110 gebildet. Dieser Ansatz 110 wird bewusst zur Zeit des anfänglichen Warmschmiedens des unteren Körpers 103' gebildet, so dass der Hochdruckkanal 101 die zentral Achse C1 wird. Wenn der Warmschmiedeschritt zum Bilden der äußeren Form eingesetzt wird, wird der Ansatz 110, welcher eine zusätzlichen Form der inhärenten endgültigen Form ist, zuvor an der Seitenoberfläche auf der anderen Endseite des Werkstückes 1 gebildet. Im ersten Bearbeitungsschritt wird dieser Ansatz belassen wie er ist. Die Extrateile abgesehen von dem Ansatz werden abgeschnitten oder, falls erforderlich, geschliffen usw.
  • (3) Autrofrettageschritt
  • Das oben beschriebene Autofrettageverfahren wird eingesetzt, um den Hochdruckkanal 101 des Werkstückes 1 der Autofrettage auszusetzen. In dem Autofretaggeschritt wird der Deckel 21 mit dem Werkstück 1 verschraubt. Abhängig vom Typ des Produktes des Werkstücks 1 muss manchmal der Dichtdorn 20 an einer Position beabstandet von der Zentralachse der Drehung des Werkstückes positioniert werden. Der Deckel 21, der den Ansatz 110 beinhaltet, wird an dem Werkstück 1 befestigt, so dass der Dichtdorn 20 an der Zentralachse der Rotation C1 des Deckels positioniert werden kann und der Deckel geeignet mit dem Werkstück 1 verschraubt werden kann. Der Ansatz 110 ist nämlich so geformt, dass der Dichtdorn 4 an der Zentralachse der Drehung des Deckels 1 positioniert werden kann.
  • (4) Zweiter Bearbeitungsschritt
  • Der zweite Bearbeitungsschritt schneidet, schleift oder so weiter das Werkstück der zweiten Form um die endgültige Endform des Werkstückes 1 zu bilden. Vorzugsweise ist es nach dem Autofrettageschritt in dem zweiten Bearbeitungsschritt ausreichend, den Ansatz 110 zu schneiden, schleifen oder so weiter, um die endgültige Endform zu erhalten. Zu beachten ist, dass es in Übereinstimmung mit Anforderung möglich ist, andere Teile als den Ansatz 110 durch den zweiten Bearbeitungsschritt zu bearbeiten. Die Bearbeitung, die oben beschrieben ist, schließt eine funkenerosive Bearbeitung, eine Laserbearbeitung oder so weiter ein und ist definiert, die normale Bedeutung des Begriffs zu verlassen.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Dichtmittel 24 zum weiteren Lösen des Problems, das der Dichtdorn 20 ein Drehen wie in 15 gezeigt verhindert, wird nachfolgend beschrieben. 18A ist eine Seitenansicht, welche das andere Ausführungsbeispiel des Dichtmittels 24 zeigt, während 18B eine Frontquerschnittsansicht desselben ist. 19A bis 19D sind Ansichten, welche die Mittel des anderen Ausführungsbeispiels des Dichtmittels 24 von 18A und 18B zeigen.
  • In der gleichen Weise wie im Fall von 15 weist das Werkstück 1 einen Hochdruckkanal 101 auf, welcher die innere Druckkammer (IC) bildet. Die axiale Mittellinie C1 des Hochdruckkanals 101 ist von der axialen Mittellinie C2 des Mundstückendes 112 in der endgültigen Form des Werkstücks 1 versetzt. Das Dichtmittel 24, welches das Mundstückende 112 dichtet, ist ausgebildet mit
    einer Hülse 132, welche aufweist
    eine Sperrführung 123', welche versetzt zu einer axialen Mittellinie C2 des Mundstückendes 112 ist und welche in einer von dem Hochdruckkanal 101 gesonderten Bohrung (als ein Beispiel den Teil 104 mit großem Durchmesser) eingesetzt ist,
    einen äußeren Vorsprung 132', und
    eine Gewindedurchgangsbohrung 137 in dem äußeren Vorsprung 132',
    eine Druckschraube 133, welche in die Gewindedurchgangsbohrung 137 eingeschraubt ist,
    einen Dichtdorn 112, welcher den Hochdruckkanal 101 durch eine Druckbewegung der Druckschraube 133 dichtet, und
    einen Deckelkörper, welcher eine Deckelöffnung 134 an dem Boden des Deckelinnenteils 136 aufweist. Wenn der Außendurchmesser der Hülse 132 größer ist als der Außendurchmesser des Mundstücks 112,
    wird der Deckelkörper 131 in zwei geteilt, um einen Deckelkörper 131 zu erhalten, der aus einem Deckelkörper 131-1 und einem Zusatzdeckel 131-2 besteht. Eine andere Baugruppe, in welcher der Deckelkörper 131-1 und der Zusatzdeckel 131-2 enthalten sind, wird nachfolgend anhand von 20 beschrieben.
  • Bezugnehmend auf 19A zum Erklären des Deckelkörpers 131-1 ist der Deckelkörper 131-1 mit einem Raum als ein Deckelinnenteil 136 versehen. Am Boden ist eine Deckelöffnung 134 gebildet. Wie in 18 gezeigt, sind vier Schraubenbohrungen 135 zum miteinander Befestigen des Deckelkörpers 131-1 und des Zusatzdeckels 131-2 vorgesehen. Der Zusatzdeckel 131-2 ist mit einer Gewindebohrung 139 versehen und kann geschraubt werden.
  • 19B zeigt eine Hülse 132. Die Hülse 132 ist mit Sperrführung 123', einem äußeren Vorsprung 132' und einer Gewindedurchgangsbohrung 137 versehen. Die Sperrführung 123' ist, wie in 16 gezeigt, in den Teilen 104 mit großem Durchmesser eingesetzt, welcher eine axiale Mittellinie C3 aufweist, welche zur axialen Mittellinie C2 des Mundstückendes 112 in der endgültigen Form des Werkstücks 1 versetzt ist (der Teile 104 mit großem Durchmesser ist an dem Körper 103' vorgesehen, so dass der Kolben usw. durch einen Elektromagneten oder einen piezoelektrischen Aktuator angehoben oder abgesenkt werden kann). Der Deckelkörper 131-1 ist mit der Deckelöffnung 134 versehen, so dass der äußere Vorsprung 132 so gemacht sein kann, dass er zur Außenseite vorsteht. Wenn der Hochdruckkanal 101 durch den Dichtdorn 122 ausgerichtet ist, ist der äußere Vorsprung 132' gemacht, um durch die Deckelöffnung 134 zu passen, dann wird die Hülse 132 in Kontakt mit und in Eingriff mit dem Boden des Deckelinnenteils 134 gebracht und der Deckelkörper 131-1, 131-2 wird in das Mundstückende 112 geschraubt.
  • Der äußere Vorsprung 131 steht zur Außenseite vor, so dass nachdem der Deckelkörper 131-1, 131-2 in das Mundstückende 112 eingeschraubt ist, die Druckschraube 133, die in die Gewindedurchgangsbohrung 137 eingesetzt ist, eingeschraubt wird. Die Druckschraube 133 ist eine Innensechskantmadenschraube. Nachdem der Deckelkörper 131-1, 131-2 in das Mundstückende 112 eingeschraubt ist und alle Mittel des Dichtmittels 134 an das Mundstückende 112 gesetzt sind, veranlasst die Druckbewegung der Druckschraube 133 den Dichtdorn 112, welcher dafür ausgelegt ist, den Hochdruckkanal 101 zu dichten, den Hochdruckkanal 101 endgültig zu dichten.
  • Der Zusatzdeckel 131-2 ist dafür ausgelegt, zum Verschrauben mit dem Deckelkörper 131-1 geeignet zu sein. Anders als bei einer anderen, später zu beschreibenden Baugruppe kann der Deckelkörper 131 nicht zusammengebaut werden, wenn der Außendurchmesser der Hülse 132 größer ist als der Außendurchmesser des Mundstückendes 112, falls er nicht in dieser Weise in zwei geteilt werden kann. 20 ist eine Ansicht, welche ein weiteres Ausführungsbeispiel für das Dichtmittel 24 von 18 zeigt. In diesem Fall sind der Deckelkörper 131-1 und der Zusatzdeckel 131-2 integral hergestellt. Dieses ist, weil der Außendurchmesser der Hülse 132 nicht größer ist als der Außendurchmesser des Mundstückendes 112, so dass der Deckelkörper 131 in das Mundstückende 112 in diesem Stadium geschraubt werden kann, wobei der Deckelkörper 130 die Hülse 132 veranlasst, Kontakt oder Eingriff mit dem Boden des Deckelinnenteils 136 zu machen.
  • Nach einer anderen Modifikation des Dichtmittels 24 nach 18A und 18B bis 20 ist es sogar dann, wenn in der Dichtung des Hochdruckkanals in der Autofrettage die axiale Mittellinie C1 des Hochdruckkanals 101 versetzt zur axialen Mittellinie C2 des Mundstückendes 112 in der endgültigen Form des Werkstücks 1 ist, möglich, den Deckel geeignet mit dem Werkstück zu verschrauben und eine Dichtung zu erleichtern.
  • Bezugnehmend auf 19A bis 19D wird das Verfahren des Zusammenbauens des anderen Ausführungsbeispiels des Dichtmittels 24 von 18A und 18B erläutert. Als erstes wird der Zusatzdeckel 1312, welcher ein Innengewinde 106' aufweist, über das Außengewinde 106 des Mundstückendes 112 geschraubt. Danach wird die Sperrführung 123' in den Teil 104 mit großem Durchmesser eingesetzt, um den äußeren Vorsprung 132' der Hülse 132 durch die Deckelöffnung 134 zu führen, danach werden der Deckelkörper 131-1 und der Zusatzdeckel 1312 miteinander verschraubt. Anschließend werden der Deckelkörper 131-1, der Zusatzdeckel 131-2 und die Hülse 132, welche in diese passt, als Ganzes über das Außengewinde 106 des Mundstückendes 112 geschraubt, um so, wie in 18A und 18B gezeigt, die Hülse 132 und das Mundstückende 112 in engen Kontakt zu bringen. Nach alledem werden Mittel des Dichtmittels 142 in das Mundstückende 112 gesetzt, die Druckbewegung durch die Druckschraube 133 veranlasst den Dichtdorn 112, welcher zum Dichten des Hochdruckkanals 101 ausgelegt ist, den Hochdruckkanal 101 endgültig zu dichten.
  • Im Falle einer noch anderen Modifikation des Dichtmittels 24 nach 20 ist der Zusammenbau einfach. Der Deckel 131, welcher ein Innengewinde 106' aufweist, kann über das Außengewinde 106 des Mundstückendes 112 geschraubt werden. In diesem Fall sind der Deckelkörper 131-1 und der Zusatzdeckel 131-2 vereinigt. Die Sperrführung 123' ist in dem Teil 104 mit großem Durchmesser eingesetzt, der Deckelkörper 131 ist über das Außengewinde 106 des Mundstückendes 112 geschraubt und der äußere Vorsprung 132' der Hülse 132 ist durch die Deckelöffnung 134 geführt. Anschließend werden der Deckelkörper 131 und die Hülse 132, welche da hinein gepasst ist, als Ganzes über das Außengewinde 106 des Mundstückendes 112 geschraubt, um so, wie in 20 zu sehen ist, die Hülse 132 und das Mundstückende 112 in engen Kontakt zu bringen. Nachdem alle Mittel des Dichtmittels 24 an das Mundstückende 112 gesetzt sind, veranlasst die Druckbewegung durch die Druckschraube 133 den Dichtdorn 112, welcher zum Dichten des Hochdruckkanals 101 ausgelegt ist, den Hochdruckkanal 101 endgültig zu dichten.
  • Das Dichtmittel 24 der obigen 18A und 18B bis 20 wurde unter Bezugnahme auf die Fälle des Dichtens des Hochdruckkanals 101 in dem Autofrettagesystem erläutert, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Falls die axiale Mittellinie C1 des zu dichtenden Kanals versetzt in Bezug auf die axiale Mittellinie C2 des Endes in der endgültigen Form des Werkstücks 1 ist, ist es selbstverständlich möglich, verschiedene Dichtmittel von üblichen Hochdruckvorrichtungen zu verwenden.
  • Die sechsten bis zehnten Ausführungsbeispiele, die unten als Beispiel beschrieben werden, werden zum Bearbeiten von Hochdruckkraftstoffeinspritzrohren, Common Rails usw. verwendet. Insbesondere beziehen sie sich auf ein Autofrettagesystem für eine Autofrettage unter Superhochdruck, ein Autofrettageverfahren und ein Verfahren zum Herstellen eines Werkstücks unter Verwendung von Autofrettage. Bevor die sechsten bis zehnten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert werden, wird die Basis des sechsten Ausführungsbeispiels, nämlich des ersten Ausführungsbeispiels eines Autofrettagesystems des Typs mit direkter Druckbeaufschlagung nochmals erläutert. Das sechste Ausführungsbeispiel ist ebenfalls auf ein Autofrettagesystem des Typs der direkten Druckbeaufschlagung gegründet.
  • Autofrettage des Typs der direkten Druckbeaufschlagung
  • 1A und 1B und 2 sind erläuternde Ansichten, welche schematisch eine Autofrettage des Typs der direkten Druckbeaufschlagung zeigen. Als ein Beispiel für ein Werkstück 1, welches der Autofrettage bei hohem Druck ausgesetzt wird, kann ein Teil wie ein Dieselcommonrailsystemteil, welches Druckwiderstandsermüdungsfestigkeit erfordert, genannt werden. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung auf jedes Teil angewendet werden, welches erfordert, dass Druckeigenspannungen zum Zweck des Erhöhens der Ermüdungsfestigkeit eingebracht werden. In der Folgenden Beschreibung wird als das Werkstück 1 der Fall der Anwendung der Autofrettage auf ein Hochdruckkraftstoffeinspritzrohr, Leitung zur Verwendung als Commonrail, Zylinderpumpe usw. gezeigt, um die sechsten bis zehnten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
  • In 1A und 1B ist die Innenseite des Werkstücks 1 schematisch als ein gedichtetes Werkstück gezeigt, welches mit einem Arbeitsöl 2 befüllt ist. Eine Druckbeaufschlagungseinheit 40 weist einen Servomotor (Antriebsmotor) auf, der einen damit gekuppelten Kolben 42 aufweist. Der Kolben 42 ist, wie in 2 gezeigt, eingesetzt, um ein Spiel 3 zu haben, das aus einer mittleren Spielhöhe ”h” (als ein Beispiel 1 bis 30 μm) von der Innenwand des einen Endes des Werkstücks 1 besteht. Aus diesem Grund, um es der mittleren Spielhöhe ”h” zu ermöglichen, sogar dann beibehalten zu werden, wenn der Kolben 42 eingesetzt ist, werden die Druckbeaufschlagungseinheit 40 und das Werkstück 1 an einer Einrichtung fixiert, so dass wenigstens die axiale Richtung der Innenseite des Werkstücks 1 in einem Bereich, in welchem der Kolben 42 eingesetzt ist, die axiale Richtung des Kolbens 42 und die Druckbeaufschlagungslängsrichtung der Druckbeaufschlagungseinheit 40 abgestimmt sind.
  • Weiterhin ist cm Mundstück 23 des Werkstücks 1 (Hochdruckkraftstoffeinspritzrohr) durch Aufbringen eines Druckes W in einem Stadium, in welchem das Dichtmittel 34 eingesetzt ist, gedichtet, während das andere Ende des Werkstücks 1 durch einen Dichtdorn 4 gedichtet ist, so dass das Werkstück 1 so strukturiert ist, dass es bis auf eine Ende geschlossen ist. Aufgrund des Kolbens 42 ist eine innere Druckkammer IC innerhalb des Werkstücks 1 gebildet. Weiterhin weist der Kolben 42 zum Messen des Druckes P in der inneren Druckkammer IC des Werkstücks 1 einen Dehnungsmessstreifen 50 auf, welcher an ihm befestigt ist. Der Druck P der inneren Druckkammer IC wird aus dem Maß der Verformung des Kolbens 42 berechnet. Zu bemerken ist, dass es möglich ist, einen Flüssigkeitsdruckaktuator (hydraulische Presse) als den Servomotor, welcher in der Druckbeaufschlagungseinheit 40 enthalten ist, einzusetzen. Weiterhin kann ein Elektromotor zum Drehen einer Schraube zum Aufbringen von Druck verwendet werden.
  • Nachfolgend wird der Betrieb in der oben beschriebenen Konstruktion erklärt. Die andere Endseite des Werkstücks 1 ist durch den Dichtdorn 4 gedichtet, ein Dichtmittel 24 ist in das Mundstück 23 des Werkstücks 1 eingesetzt, um einen Druck W aufzubringen, und ein Arbeitsöl ist in das Werkstück 1 in dem gedichteten Zustand eingefüllt. Anschließend wird der Kolben 42 von der einen Endseite des Werkstücks 1 eingesetzt, während die nicht eingesetzte Seite des Kolbens 42 mit der Druckbeaufschlagungseinheit 40 gekuppelt wird. Vorliegend ist der Kolben 42, wie oben beschrieben, so eingestellt, dass er ein Spiel 3 aufweist, welches aus einer vorbestimmten mittleren Spielhöhe ”h” von der Innenwand des einen Endes des Werkstücks 1 besteht. Es werden überhaupt keine Dichtringe usw. zwischen dem Kolben 42 und der Innenwand des Werkstücks 1 verwendet.
  • Falls die Druckbeaufschlagungseinheit 40 verwendet wird, um den Kolben 42 in das Werkstück 1 mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit ”v” in diesem Stadium einzuführen, wird das Arbeitsöl 2 aus dem Spiel zwischen der Innenwand des Werkstücks und dem Kolben 42 auslaufen. Jedoch ist es durch Einstellen der oben beschriebenen vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit ”v” schneller als die Geschwindigkeit der Lecktage, nämlich durch Einführen des Kolbens 42 in das Werkstück 1 bei einer Geschwindigkeit von wenigstens der Geschwindigkeit, mit welcher das Arbeitsöl 2 aus dem Spiel 3 ausläuft, möglich, das Arbeitsöl 2 zu verdichten, welches in das Werkstück 1 eingefüllt ist, und den Druck in dem Werkstück 1 zu erhöhen.
  • Durch diese Vorgehensweise ist es in dem Autofrettagesystem möglich, Autofrettage ohne die Verwendung von Dichtringen durchzuführen und möglich, Teileverbrauch aufgrund von Verschleiß stark zu reduzieren. Weiterhin ist es möglich, die große, teure Beaufschlagungseinheit zum Reduzierend des Spiels auf Null in der Vergangenheit zu Eliminieren, um so die Struktur der Vorrichtung zu vereinfachen und zu verschlanken und dadurch Autofrettage bei niedrigen Kosten und Wertverlust durchzuführen.
  • Kritische Vorschubgeschwindigkeit VC und maximale Leckströmung Qmax pro Zeiteinheit
  • Nachfolgend wird die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit (v) beim Einführen des obengenannten Kolbens 42 in das Werkstück 1 erläutert. Weiterhin wird erläutert, was die kritische Vorschubgeschwindigkeit VC und die Maximale Leckströmung Qmax pro Zeiteinheit bedeuten. Die Viskosität η des Arbeitsöls 2, welches in das Werkstück 1 eingefüllt ist, kann durch die obige Formel 1 ausgedrückt werden.
  • Es wird aus dieser Formel 1 verstanden, dass, falls der Druck P ansteigt, die Viskosität η exponentiell ansteigen wird. Nämlich falls der Kolben 42 veranlasst wird, mit einer hohen Geschwindigkeit abzusinken und der Druck P in der inneren Druckkammer IC des Werkstücks 1 veranlasst wird, zu steigen, erhöht sich die Viskosität des inneren Arbeitsöls und fungiert zum Reduzieren der Leckströmung aus dem Spiel 3. Aufgrund dieses Einflusses wird angenommen, dass der Druck in der inneren Druckkammer IC weiter steigt und den Zieldruck (Hochdruck zum Durchführen der Autofrettage) erreicht. Jedoch wurde als ein Ergebnis von intensiven Forschungen der Erfinder die Tatsache erfahren, dass Dinge nicht so laufen, wie oben vorhergesagt. Nachstehend wird der Inhalt beschrieben.
  • 3A ist eine schematische Ansicht zum Erklären des Zusammenhangs zwischen dem Druck und der Zeit in dem Autofrettagesystem, das i 1 gezeigt ist, wenn der Kolben 42 bei einer bestimmten festen Vorschubgeschwindigkeit v = V0 in die innere Druckkammer IC eingeführt wird, um zu versuchen, den Druck P in der inneren Druckkammer IC steigend zu lassen, während 3B eine erklärende Ansicht zum Erläutern dieses Stadiums ist. Wie in 3A gezeigt, steigt unabhängig von der obigen Vorhersage sogar dann, falls der Kolben 42 mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit V0 in die innere Druckkammer IC eingeführt wird, der Druck der inneren Druckkammer IC bis zu der Zeit T2 bis auf P2 jedoch danach wurde gelernt, dass das Stadium endet aufzutreten, wo der Druck P endet, gesättigt zu werden, ohne zu steigen, und dadurch der Zieldruck (Hochdruck zur Durchführung von Autofrettage) nicht erreicht werden kann.
  • Dieses Stadium wird wie folgt unter Verwendung von 3B beschrieben. Gemeinsam mit dem Absenken des Kolbens 42 wird das Volumen der inneren Druckkammer IC reduziert und gleichzeitig beginnt das Arbeitsöl aus dem Spiel 3 auszulaufen. Es tritt eine Zeitverzögerung zwischen dem Absenken des Kolbens 42 und dem Ausfließen des Arbeitsöls 2 auf, so dass der Druck P in der inneren Druckkammer IC steigt (Zeiten T1 bis T2). Am Ende fällt die Geschwindigkeit, bei welcher die innere Druckkammer IC im Volumen reduziert wird, falls das Ausfließen des Arbeitsöls 2 (Leckströmung) steigt, und es ergibt sich ein konstantes Stadium, so dass der Druck P in der inneren Druckkammer IC beginnt, gesättigt zu werden (Zeit T2 bis T3). Wenn schließlich der Kolben 24 stoppt (T3) wird angenommen, dass ein Stadium auftritt, bei welchem nur ein Ausfließen des Arbeitsöls 2 auftritt und der Druck Null wird (T4).
  • Nachfolgend wird der Zusammenhang zwischen dem Druck und der Zeit erläutert, wenn die feste Vorschubgeschwindigkeit ”v” geändert wird. 4A bis 4E sind Diagramme, welche den Zusammenhang zwischen dem Druck und der Zeit zeigen, wenn die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit auf V1 bis V4 geändert wird, wenn der Kolben 42 in die innere Druckkammer IC eingeführt wird. Falls die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit ”v”, bei welcher der Kolben 42 in die innere Druckkammer IC eingeführt wird, auf V1 bis V4 erhöht wird, wird bei den Vorschubgeschwindigkeiten V1, V2 und VC das Diagramm in der gleichen Weise wie die schematische Ansicht, welche in 3A und 3B gezeigt ist, erhalten, in welcher der Druck ansteigt und schließlich ein gesättigter Zustand erreicht wird, jedoch wurde bei einer Vorschubgeschwindigkeit V3 und V4, welche die Vorschubgeschwindigkeit VC übersteigen, gelernt, dass gemeinsam mit dem Ablauf der Zeit der Druck P in der inneren Druckkammer IC bis auf Superhochdruckniveau steigt, ahne dass der Druck gesättigt wird.
  • Wenn nämlich in dem Autofrettagesystem, das in 1A und 1B gezeigt ist, der Kolben 42 mit einer festen Vorschubgeschwindigkeit in die innere Druckkammer IC eingeführt wird, um zu versuchen, den Druck P in der inneren Druckkammer IC zu erhöhen, kann der Druck P in der inneren Druckkammer IC bis auf ein Superhochdruckniveau erhöht werden, ohne dass der Druck gesättigt wird, falls die Vorschubgeschwindigkeit ”v” des Kolbens 42 größer als die Vorschubgeschwindigkeit VC gemacht wird (die ”kritische Vorschubgeschwindigkeit” genannt). Auf diese Weise wird die Vorschubgeschwindigkeit, wenn eine Charakteristik, bei welcher der Druck P in der inneren Druckkammer IC bis auf einen Superhochdruck über den Ablauf der Zeit steigt, ohne dass der Druck P gesättigt wird, als die kritische Vorschubgeschwindigkeit VC definiert.
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zum Auffinden der obigen kritischen Vorschubgeschwindigkeit VC durch eine Erklärung erläutert. Zu beachten ist, dass für das Verfahren zum Auffinden der kritischen Vorschubgeschwindigkeit VC die kritische Vorschubgeschwindigkeit auch durch Experimente aufgefunden werden kann. 5 ist eine erläuternde Ansicht zum Analysieren des Zusammenhangs zwischen der Leckströmung und dem Druck und zeigt das Stadium des Einführens des Kolbens 42 in die Innenseite des Werkstücks 1, wo das Arbeitsöl 2 ausläuft. Die Leckströmung Q aus dem Spiel 3 (mittlere Spielhöhe ”h”) wird durch die Folgende allgemeine Formel ausgedrückt: Q = C·(B/12L)·(h3/η)·ΔP Formel 3
  • Hierin ist B die eingestellte Umfangslänge (Umfangslänge an einem mittleren Teil des Spiels 3), L ist die Sitzbreite (Breite der Region, in der das Spiel 3 gebildet ist), ”h” ist die mittlere Spielhöhe des Spiels 3, η ist der Koeffizient der Viskosität des Arbeitsöls 2 und ΔP ist die Druckdifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass des Spiels 3. C ist ein Koeffizient, der durch die Oberflächenform zwischen dem Kolben und den Innenwänden des Werkstücks bestimmt wird. Im Falle einer geschliffenen Oberfläche mit einer Oberflächenrauheit Rz = 3,2 oder so ist C = 1.
    • (1) Basierend auf Formel 1 wird die Viskosität η des Arbeitsöls zu einer Zeit eines bestimmten Drucks P der inneren Druckkammer IC berechnet. Zu dieser Zeit ist die Viskosität η0 bei Normaldruck und der Viskositätsdruckkoeffizient α eindeutig durch den Typ des verwendeten Arbeitsöls 2 bestimmt. In dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Viskosität bei Normaldruck η0 = 0,047 (Pa·Sek), ein äther-basiertes Öl 3, welches die Eigenschaften eines Viskositätsdruckkoeffizienten α = 10,328 (Pa–1) hat, wird als ein Arbeitsöl 2 verwendet. Vorliegend ist das ”Äther-basierte Öl 3” ein Arbeitsöl bestehend aus einem Polyoxiethylen-Polyoxipropylen-Alkyl-Äther.
    • (2) Nachfolgend wird basierend auf Formel 2 die Leckströmung Q aus dem Spiel 3 zu einer Zeit eines bestimmten Drucks P der inneren Druckkammer IC berechnet. Bei dieser Zeit sind die Umfangslänge B und die mittlere Spielhöhe ”h” eindeutig durch die endgültige Form bestimmt. Als Koeffizient für die Viskosität η wird der oben bei (1) aufgefundene Wert verwendet. Zu beachten ist, dass bezüglich der Sitzweite L dieses inhärent ein variabler Parameter ist, welcher gemeinsam mit dem Maß des Einführens des Kolbens steigt, jedoch aus Gründen der Vereinfachung der Simulation hier ein fester Wert verwendet wird. In dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist B = 9,5 (mm), h = 20 (μm) und L = 10 (mm).
    • (3) Zwischen einem Innendruck von 0 bis 80 MPa werden die obigen (1) und (2) durchgeführt, die Größe der Leckströmung Q bei jedem Druck gefunden und die größte Leckströmung Qmax (”maximale Leckströmung” genannt) aus ihnen gefunden.
    • (4) Anschließend wird die maximale Leckströmung Qmax, welche bei (3) berechnet wurde, durch die Querschnittsfläche A des Kolbens 42 dividiert, um so die kritische Vorschubgeschwindigkeit VC zu berechnen. Die Leckströmung des Arbeitsöls 2, welches aus dem Spiel 3 pro Zeiteinheit ausläuft, ist gleich zum Volumen pro Zeiteinheit des Kolbens 42, welches in die Innenseite des Werkstücks 1 eingeführt wird, so dass die Zeit der maximalen Leckströmung Qmax ist, zu der die Geschwindigkeit, bei welcher die Vorschubgeschwindigkeit des Kolbens 42 die schnellste wird, nämlich die kritische Vorschubgeschwindigkeit VC ist.
  • Auf diese Weise sind die kritische Vorschubgeschwindigkeit VC und die maximale Leckströmung Qmax definiert. Der Zusammenhang kann wie folgt ausgedrückt werden: (kritische Vorschubgeschwindigkeit VC) = (maximale Leckströmung Qmax)/(Querschnittsfläche A des Kolbens 42) Formel 4
  • Im Falle des Beispiels, welches in 6 gezeigt ist, ist die maximale Leckströmung Qmax 2329,32 (mm3/sek) und die Querschnittsfläche A des Kolbens 42 ist 70,8 (mm2), so dass die kritische Vorschubgeschwindigkeit V' 32,9 (mm/sek) wird.
  • Falls nämlich der Kolben 42 in das Innere des Werkstücks 1 mit einer Geschwindigkeit eingeführt wird, die die kritische Vorschubgeschwindigkeit VC = 9 (mm/sek) übersteigt, wird es, wie in 4D und 4E gezeigt, möglich, den Druck der inneren Druckkammer IC bis auf ein Superhochdruckniveau über den Ablauf der Zeit zu erhöhten, ohne dass er gesättigt wird.
  • Nachfolgend wird der Fall des Verwendens des gleichen Arbeitsöls wie das Arbeitsöl 2, das in 6 gezeigt ist, erläutert, während die mittlere Spielhöhe ”h” des Spiels 3 geändert wird. 7 ist ein Diagramm, welches den Zusammenhang zwischen dem Druck der inneren Druckkammer IC und der Leckströmung zeigt, wenn die mittlere Spielhöhe ”h” des Spiels 3 geändert wird. Wie in 7 gezeigt, tritt ein Maximalwert, nämlich eine maximale Leckströmung Qmax im Verfahren des Änderns des Drucks auf, sogar falls die mittlere Spielhöhe ”h” des Spiels 3 geändert wird, so dass es in der gleichen Weise wie oben ausreichend ist, die kritische Vorschubgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit der individuellen mittleren Spielhöhe zu berechnen. Nachfolgend wird der Fall des Änderns der maximalen Spielhöhe ”h” des Spiels 3 erklärt, während ein Arbeitsöl verwendet wird, welches von dem Arbeitsöl 2, das in 6 gezeigt ist, unterschiedlich ist.
  • 8 ist ein Diagramm, welches den Zusammenhang zwischen dem Druck in der inneren Druckkammer IC und der Leckströmung zeigt, wenn der Typ des Arbeitsöls und die mittlere Spielhöhe geändert werden. Als der Typ für das Arbeitsöl ist ein triester-basiertes Öl, ein äther-basiertes Öl 1, ein äther-basiertes Öl 5 und ein monoester-basiertes Öl gezeigt. Vorliegend bedeutet ein ”äther-basiertes Öl 1” ein Arbeitsöl, welches aus einem Polyethylenglykol besteht, während ein ”äther-basiertes Öl 5” ein Arbeitsöl bedeutet, welches aus einem Polyoxipropylen-Dialkyläther besteht. Wie in 8 gezeigt, wurde gelernt, dass sogar falls als das Arbeitsöl das obige Arbeitsöl, welches von dem in 6 gezeigten Arbeitsöl unterschiedlich ist, sogar falls die mittlere Spielhöhe ”h” des Spiels 3 durch das obige Arbeitsöl geändert wird, ein Maximalwert, nämlich eine maximale Leckströmung Qmax in dem Verfahren des Änderns des Drucks auftritt.
  • Wie oben beschrieben, wird die maximale Leckströmung Qmax aus den Charakteristiken des verwendeten Arbeitsöls (Arbeitsölviskosität η) und den Spezifikationen des Spiels 3 zwischen dem Werkstück 1 und dem Kolben 42 (mittlere Spielhöhe h, Sitzbreite B und Sitzumfangslänge L) gefunden. Nachfolgend wird die kritische Vorschubgeschwindigkeit Vc basierend auf der maximalen Leckströmung Qmax und den Spezifikationen des Kolbens 42 (Querschnittsfläche A) berechnet. Wenn der Kolben 42 mit einer Geschwindigkeit vorgeschoben wird, die schneller als die kritische Vorschubgeschwindigkeit Vc ist, ist es möglich, den Druck bis auf einen Zieldruck zu erhöhen, der für die Autofrettage erforderlich ist (als ein Beispiel 700 MPa bis 800 MPa). Aufgrund dessen ist es in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung möglich, Dichtringe zu eliminieren und die Erhöhung der Kosten aufgrund von Verschleiß der Dichtringe zu reduzieren.
  • Unterschiedliche Einschränkungen in der Autofrettage des Typs der direkten Druckbeaufschlagung
  • Eine Autofrettage des Typs der direkten Beaufschlagung in der obigen Weise löst die Probleme der konventionellen Autofrettage, jedoch treten manchmal unterschiedliche Einschränkungen aufgrund der Grenzvorschubgeschwindigkeit (V0) der Druckbeaufschlagungseinheit zum Unterdrucksetzen des Autofrettagearbeitsöls, der endgültigen Form usw. auf.
  • Eine ist die passende Leitungsgrenze, wenn zum Beispiel von der unzureichenden Leistung oder Lebensdauer des Antriebsmotors, welcher die Druckbeaufschlagungseinheit 40 antreibt, gesehen. Dieses hindert die Vorschubgeschwindigkeit „v” manchmal daran, auf die kritische Vorschubgeschwindigkeit Vc zu steigen. Weiter besteht in dem Regelkreis, welcher den Antriebsmotor regelt, und in der Drucksteuereinheit für die Autofrettage (zum Beispiel Drucksteuerung zum Aufbringen wenigstens eines vorbestimmten Druckes für wenige Sekunden) die Beschränkung, dass der Regelkreis und die Einrichtung die Regelung nicht geeignet ausführen können, falls der Gegenstand, der durch den Regelkreis zu regeln ist, zu schnell ist. Aus diesem Grund muss die Vorschubgeschwindigkeit „v” auf etwa 70% der maximalen Leistung beschränkt werden, um das Verwenden eines bestimmten Grades einer niedrigen Geschwindigkeit zu ermöglichen. Auf diese Weise besteht eine obere Grenze der Vorschubgeschwindigkeit „v” aufgrund der verschiedenen Beschränkungen, die aufgrund des Antriebsmotors, des Druckregelkreises usw. auftreten, so dass manchmal die Vorschubgeschwindigkeit „v” nicht auf die kritische Vorschubgeschwindigkeit Vc angehoben werden kann.
  • Auf der anderen Seite treten unterschiedliche Einschränkungen aufgrund der Form des zu formenden Werkstücks auf, wenn Autofrettage des Typs der direkten Druckbeaufschlagung durchgeführt werden soll. 13 zeigt ein Beispiel einer Kraftstoffeinspritzdüse, welche in einem Dieselmotor eingesetzt wird. 14A und 14B sind Querschnittsansichten, welche ein Beispiel für ein Mittel zeigen, welches in einer Kraftstoffeinspritzdüse verwendet wird. Der Fall, bei dem das Objekt, das zu bearbeiten ist, eine Art Kraftstoffeinspritzdüse ist, welche in einem Dieselmotor angewendet werden kann (als ein Beispiel siehe japanische Offenlegungsschrift Nr. 2009-203843 usw.) wird beschrieben. Diese Kraftstoffeinspritzdüse hat einen Hochdruckseitenkanal 101, durch welchen Kraftstoff von einem Common Rail gefördert wird, und einen Niederdruckseitenkanal, welcher Kraftstoff, der ohne eingespritzt zu werden, verbleibt, in den Kraftstofftank zurückführt. Wie in 13 gezeigt, sind an einem Teil 104 mit großem Durchmesser innerhalb des Kraftstoffeinspritzdüsenkörpers (siehe 14) der Kolben usw. angeordnet, um so an einem Zentrum des Körpers durch einen Aktuator (Elektromagnet oder piezoelektrischer Aktuator) angehoben oder abgesenkt zu werden, so dass der Hochdruckkanal 101, welcher Gegenstand der Autofrettage ist, unvermeidlich, versetzt wird. Aus diesem Grund wird der obere Kanal 101' des unteren Körpers 103', der in 14A gezeigt ist, geneigt und relativ kurz. Weiter ist der Kanal 101'' oft relativ kurz, sogar in einem Fall wie in 14B gezeigt. Falls der Kanal, welcher durch Autofrettage zu bearbeiten ist, kurz ist, ist es manchmal nicht möglich, den Hub sicherzustellen, der für die Vorschubgeschwindigkeit des Kolbens erforderlich ist, um eine vorbestimmte Geschwindigkeit über der kritischen Vorschubgeschwindigkeit Vc zu erreichen.
  • Weiter wird der Fall, in dem das zu bearbeitende Objekt ein Common Railsystem für einen Dieselmotor ist, beschrieben. Kraftstoff, welcher durch eine Kraftstoffpumpe gepumpt wird, wird unter Druck zu einem Common Rail gefördert. Das Common Rail speichert den Kraftstoff, welcher unter Druck von der Kraftstoffpumpe zugeführt wird, in einem Hochdruckstadium und fordert ihn durch ein Hochdruckrohr zu Kraftstoffeinspritzdüsen der Zylinder. Das Werkstück 1 aus 2 zeigt ein Common Rail. Eine Mehrzahl von Mundstücken 23 ist zum Fördern von Kraftstoff zu den Kraftstoffeinspritzdüsen der Zylinder vorgesehen. In dem Werkstück 1, welches in 2 gezeigt ist, muss Autofrettage wenigstens an den sich kreuzenden Enden X durchgeführt werden, so dass die Entfernung von einer Endseite des Werkstücks 1 zu einem sich kreuzenden Bohrungsende X länger gemacht werden muss als der erforderliche Hub zum Erreichen des gewünschten Drucks. Jedoch ist manchmal abhängig von der Form des Werkstücks 1 der Abstand von dem einen Ende des Werkstücks 1 und dem sich kreuzenden Bohrungsende kürzer als der erforderliche Hub zum Erreichen eines vorbestimmten Drucks.
  • Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele bieten Lösungen für die verschiedenen Einschränkungen, welche aufgrund der Vorschubgeschwindigkeitsgrenze der Druckbeaufschlagungseinheit, der endgültigen Form usw. auftreten. 22A bis 22C sind erklärende Ansichten, welche ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch zeigen, während 22A eine erklärende Ansicht ist, welche das Stadium vor dem Start der Autofrettage zeigt, 22B ist eine erläuternde Ansicht, welche schematisch ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und 22C ist eine erläuternde Ansicht, welche schematisch ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt.
  • Die unten zu beschreibenden Ausführungsbeispiele werden zunächst kurz zusammengefasst. Die unten erklärten Ausführungsbeispiele sind Mittel für eine Lösung, wenn die Vorschubgeschwindigkeit „v” nicht auf die erste kritische Vorschubgeschwindigkeit Vca aufgrund der verschiedenen Restriktionen aufgrund des Antriebsmotors, des Druckregelkreises usw. auftreten, wenn eine Autofrettage des Typs der direkten Druckbeaufschlagung bei einer ersten kritischen Vorschubgeschwindigkeit Vca oder mehr in dem Stadium von 22A mit einer Sitzlänge L = a durchgeführt wird. Nämlich liegt der Fall von V0 < Vca vor, wenn die maximale Vorschubgeschwindigkeit aufgrund der obigen Beschränkungen die „Grenzvorschubgeschwindigkeit V0” genannt wird.
  • In diesem Fall wird die Startposition des Betriebs des Kolbens 42 geändert, so dass die Sitzbreite L, die der Kolben zeigt, wie in 22B gezeigt, „b” länger als „a” wird, um so eine Autofrettage des Typs der direkten Druckbeaufschlagung bei einer Vorschubgeschwindigkeit „v” größer als die zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit Vcb durchzuführen. Die erste kritische Vorschubgeschwindigkeit Vca und die zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit Vcb werden durch die Formeln 3 und 4 basierend auf L = a, b ermittelt. Die zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit Vcb ist kleiner als die erste kritische Vorschubgeschwindigkeit Vc, da b > a. 23 ist ein Diagramm, welches die Kurve der Drucksteigerung in dem Fall zeigt, bei dem die Sitzlänge L des Spiels 3 von „a” auf „b” geändert wird. Die Kurve der Drucksteigerung zeigt deutlich, dass eine Autofrettage möglich wird, wenn die Sitzlänge L des Spiels 3 von a = 10 mm auf b = 20 mm geändert wird. Die kritische Vorschubgeschwindigkeit Vca = 32,9 mm/sek wenn a = 10 mm fällt auf die kritische Vorschubgeschwindigkeit Vcb = 16,5 mm/sek wenn b = 20 mm. Auf diese Weise ist es möglich, die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit „v” schneller als die zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit Vcb zu machen und einen geeigneten Wert kleiner als die Grenzvorschubgeschwindigkeit V0 einzustellen.
  • Als ein anderes Ausführungsbeispiel ist es nicht möglich, den Hub sicherzustellen, der zum Erreichen des vorbestimmten Drucks erforderlich ist, falls der Kanal, der der Autofrettage auszusetzen ist, kurz ist, so dass das Werkstück mit einem Ansatz 80 versehen ist, um die Sitzlänge L „b” länger als „a” zu machen.
  • Sechstes Ausführungsbeispiel
  • 24A und 24B sind erläuternde Ansichten zum Erklären eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, worin 24A eine Ansicht ist, welche ein Stadium vor dem Start der Autofrettage zeigt, während 24B eine erklärende Ansicht ist, welche ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. in dem Stadium vor dem Start der Autofrettage nach 24A, werden, wie in Formel 3 gezeigt, eine Sitzbreite L = a, vorbestimmte mittlere Spielhöhe „h”, Koeffizient der Viskosität η des Arbeitsöls, Sitzumfangslänge B usw. als Bedingungen eingestellt, so dass die maximale Leckströmung Qmax(a) in dem Fall einer Sitzbreite L = a (erste Längenaxialrichtung) berechnet werden kann (kann auch durch Versuche gefunden werden). Zu beachten ist, dass es als ein Ergebnis der Untersuchungen bis jetzt gelernt wurde, dass immer ein maximaler Wert existiert, wie in 7 und 8 gezeigt.
  • Anschließend wird die Formel 4 verwendet, um die erste kritische Vorschubgeschwindigkeit Vca zu finden. Dieses wird mit der Grenzvorschubgeschwindigkeit V0 aufgrund der Vorschubgeschwindigkeitsgrenze der Druckbeaufschlagungseinheit verglichen. Wenn Vca < V0, wird in der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel Autofrettage ohne Probleme möglich. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Lösung für den Fall von Vca > V0 bereitgestellt. In diesem Fall ist es nicht länger möglich, die Vorschubgeschwindigkeit „v” des Kolbens 42 auf die erste kritische Vorschubgeschwindigkeit Vca anzuheben, und nicht möglich, den Druck der inneren Druckkammer IC bis auf einen Superhochdruck zu erhöhen.
  • Deshalb fällt die kritische Vorschubgeschwindigkeit Vc, falls die Sitzbreite L auf eine Position von „b” (zweite Länge in Axialrichtung) länger als „a” (erste Länge in Axialrichtung) eingestellt wird. Dieses zur Kenntnis nehmend wurde ein sechstes Ausführungsbeispiel erdacht. Wenn die Sitzbreite L lang eingestellt ist, wird der Reibwiderstand des Spiegels 3 größer, so dass die maximale Leckströmung fällt, so dass naturgemäß die kritische Vorschubgeschwindigkeit Vc ebenfalls fällt. Dieses wurde durch Experimente zusätzlich zu Formel 3 bestätigt. Die zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit Vcb, welche Vcb < V0 ist, kann durch Formel 3 bestätigt werden. Beachte, dass, falls die aktuelle Vorschubgeschwindigkeit „v” nicht eine schnellere Geschwindigkeit gemacht wird als die zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit Vcb, wenn die Sitzbreite L lang eingestellt ist, es nicht möglich ist, den Druck auf einen Superhochdruck zu erhöhen.
  • Nämlich ist durch Ersetzen der ersten kritischen Vorschubgeschwindigkeit Vca durch die zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit Vcb, welche kleiner ist als die Grenzvorschubgeschwindigkeit V0, und Einstellen der vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit „v” schneller als die zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit „Vcb” das Werkstück 1 Gegenstand der Autofrettage.
  • Aufgrund dessen ist es in der Autofrettage des Typs der direkten Druckbeaufschlagung möglich, die obere Grenze der Vorschubgeschwindigkeit „v” im Wesentlichen zu vermeiden, welche aufgrund der verschiedenen Einschränkungen auftritt, welche aufgrund des Antriebsmotors, des Druckregelkreises und anderer Einrichtungen auftreten, und eine Autofrettage des Typs der direkten Druckbeaufschlagung ohne Anbringen einer zu hohen Last an diesen Einrichtungen durchzuführen. Nämlich ist es durch Einstellen der Sitzbreite L des Kolbens auf eine Position von „b” länger als „a” und Einstellen einer Vorschubgeschwindigkeit V größer als die zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit Vcb möglich, den Druck P der inneren Druckkammer IC auf ein Superhochdruckniveau gemeinsam mit dem Verstreichen der Zeit, ohne dass der Druck gesättigt wird, anzuheben.
  • Das sechste Ausführungsbeispiel kann ferner als ein Verfahren ausgeführt werden, welches ähnliche Einflüsse und Effekte aufweist. Nämlich stellt es ein Autofrettageverfahren bereit, welches ein Werkstück einer Autofrettage aussetzt, wobei das Autofrettageverfahren mit einem Schritt des Einfüllens von Arbeitsöl 2 in eine Druckkammer IC aufweist, welche durch das Werkstück 1, welches abgesehen von einer Endseite des Werkstückes 1 geschlossen ist, und durch einen Kolben 42, welcher ein Spiel 3 aufweist, welches aus einer mittleren Spielhöhe „h” von der Innenwand der einen Endseite besteht, gebildet ist, und einen Schritt des Verwendens einer Druckbeaufschlagungseinheit 40, welche einen Antriebsmotor aufweist, um so den Kolben 42 anzutreiben und den Kolben 42 in die innere Druckkammer IC mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit „v” einzuführen, um so den Druck P in der inneren Druckkammer des Arbeitsöls anzuheben, wobei das Autofrettageverfahren weiterhin mit einem Schritt versehen ist des
    Einstellen eines Spiels (3), welches eine zweite Länge (b) in Axialrichtung aufweist, welche länger ist als die erste Länge (a) in Axialrichtung ist, wenn eine erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) größer ist als eine voreingestellte Grenzvorschubgeschwindigkeit (V0) des Kolbens (42),
    wobei die erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) zu einer maximalen Leckströmung (Qmax(a)) pro Zeiteinheit des Arbeitsöls (2) korrespondiert, welches aus dem Spiel (3) in der ersten Länge (a) in Axialrichtung aufgrund des Einführens des Kolbens (42) in die innere Druckkammer (IC) ausströmt,
    dadurch Ersetzen einer ersten kritischen Vorschubgeschwindigkeit (Vca) mit einer zweiten kritischen Vorschubgeschwindigkeit (Vcb), welche kleiner ist als die Grenzvorschubgeschwindigkeit (V0), in Übereinstimmung mit der maximalen Leckströmung (Qmax(b)) pro Zeiteinheit in der zweiten Länge (b) in axialer Richtung; und
    Einstellen der vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) schneller als die zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vcb), um dadurch das Werkstück (1) der Autofrettage auszusetzen.
  • Siebtes Ausführungsbeispiel
  • 25A und 25B sind erläuternde Ansichten zum Erläutern eines siebten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. 25A ist eine erläuternde Ansicht eines Stadiums vor dem Beginn der Autofrettage und 25B ist eine erläuternde Ansicht, welche ein siebtens Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. In einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besteht der Kolben 42 aus einem Kolbenkopf 42-1 und einer Kolbenstange 42-2. Die Länge in axialer Richtung der Mantelfläche des Kolbenkopfes 42-1 wird die erste Länge „a” in Axialrichtung, welche das Spiel 3 bildet. Für die Kolbenstange 42-2 wird in diesem Fall eine hochsteife Kolbenstange verwendet.
  • In dem Fall des obigen sechsten Ausführungsbeispiels weist der Kolben 42 eine feste säulenförmige Querschnittsfläche A auf. Wenn die Druckbeaufschlagungseinheit den Kolben dazu veranlasst, in das Werkstück vorgeschoben zu werden, erhöht sich die Länge in Axialrichtung des Spiels zwischen dem Kolben und dem Werkstück mit jedem Schritt. In dem Fall des siebten Ausführungsbeispiels ist die Länge in Axialrichtung (Sitzbreite L) konstant, so dass die erste und zweite kritische Vorschubgeschwindigkeiten Vca, Vcb leicht berechnet werden können. Der Rest der Konfiguration ist ähnlich zu dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Achtes Ausführungsbeispiel
  • Ein Fall des Einführens des Kolbens 42 oder 42-1 in eine innere Druckkammer IC mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit „v” und Änderns der Startposition des Betriebs des Kolbens 42 zum Einstellen eines Spiels 3, welches eine zweite Länge in Axialrichtung „b” länger als die erste Länge in Axialrichtung „a” aufweist, wird als ein achtes Ausführungsbeispiel beschrieben. Wenn die Sitzbreite L auf eine Position der zweiten Länge in Axialrichtung „b” länger als die erste Länge in Axialrichtung „a” eingestellt wird, können die sechsten bis achten Ausführungsbeispiele ohne Probleme ausgeführt werden, falls ein Extraspielraum für den Hub zwischen der Startposition des Betriebs des Kolbens 42 oder 42-1 und der Autofrettageendposition vorhanden ist. Eine Lösung für den Fall, bei dem ein solcher Extraspielraum nicht vorhanden ist, wird in dem neunten Ausführungsbeispiel bereitgestellt, welches nachfolgend beschrieben wird.
  • Neuntes Ausführungsbeispiel
  • 26A und 26B sind erläuternde Ansichten, welche ein neuntes Ausführungsbeispiel zeigen. Wie in 26 gezeigt, kann das Spiel, welches zum Erreichen des vorbestimmten Druckes erforderlich ist, nicht sichergestellt werden, falls der Kanal, der der Autofrettage auszusetzen ist, kurz ist, so dass das Werkstück mit einem Ansatz (auch ein „Verbindungsmittel” genannt) versehen ist, um die Sitzbreite L bei einer Position von „b” länger als „a” einzustellen. Indem dieses so ausgefühhrt wird, ist es möglich, wie in 22C gezeigt, eine Sitzbreite L von „b” (zweite Länge in Axialrichtung) länger als „a” (erste Länge in Axialrichtung) sicherzustellen, so dass ein Extraspielraum für den Hub zwischen der Startposition des Kolbens 42, 42-1 und der Autofrettageendposition hergestellt ist. in der gleichen Weise, wie bei den sechsten bis achten Ausführungsbeispielen, wird eine Autofrettage des Typs der direkten Druckbeaufschlagung möglich. Auf der gleichen Weise ist es sogar dann, wenn kein Extraspielraum für den Hub zwischen der Stabposition des Kolbens und der Autofrettageendposition vorhanden ist, in der Autofrettage des Typs der direkten Druckbeaufschlagung durch Einstellen der Vorschubgeschwindigkeit V zur kritischen Vorschubgeschwindigkeit Vc oder mehr möglich, den Druck P der inneren Druckkammer IC auf ein Superhochdruckniveau über den Ablauf der Zeit anzuheben, ohne dass der Druck gesättigt wird.
  • Das Verfahren des Herstellens des unteren Körpers 103' (Werkstück 1), in dem der Ansatz gebildet wird, schließt die folgenden Schritte ein. Nämlich wird ein Verfahren zum Herstellen eines Werkstückes 1 bereitgestellt, welches einen Hochdruckkanal 101 aufweist, wobei das Verfahren des Herstellens eines Werkstückes 1 mit einem Schmiedeschritt des Warmschmiedens versehen ist, um eine erste Form des Werkstücks 1 zu formen, einem ersten Bearbeitungsschritt einer spanenden Bearbeitung des Werkstücks 1 der ersten Form, um eine zweite Form zu formen, welche eine Aufpolsterung 80 aufweist, einen Autofrettageschritt der Verwendung eines Autofrettageverfahrens nach dem neunten Ausführungsbeispiel, um den Hochdruckkanal 101 des Werkstückes 1 der Autofrettage auszusetzen, und einem zweiten Bearbeitungsschritt einer spanenden Bearbeitung des Werkstückes 1 der zweiten Form, um den Ansatz 80 zu entfernen, um die endgültige Form des Werkstückes 1 zu formen.
  • Das Werkstück 1 ist zu einer normalen Form der ersten Form durch einen Warmschmiedeschritt geformt. Die normale Form schließt, zusätzlich zu der endgültigen Form, einen Ansatz 80 oder einen Schnittrand ein. Die erste Form des Werkstückes wird geschnitten, geschliffen oder in anderer Weise einer ersten Bearbeitung ausgesetzt, um eine zweite Form zu bilden, welche den Ansatz 80 aufweist. Abhängig davon, ob der Winkel des Einführens des Kolbens 42 abgewinkelt ist oder in axialer Mittellinienrichtung eingestellt ist, wird das Ergebnis 26A und 26B. Falls, wie in 26A gezeigt, der Kanal des Ansatzes 80 zum Übereinstimmen mit dem abgewinkelten Kanal 101 geformt ist, wird die Vorschubrichtung des Kolbens dabei, in der Autofrettage des Typs der direkten Druckbeaufschlagung abgewinkelt, so dass einige Mechanismen aus diesem Grund erforderlich sind. In der zweiten Form ist es bevorzugt, die Form zu einer endgültigen Form abgesehen von dem Ansatz 80 zu machen. Nach dem Autofrettageschritt braucht in dem zweiten Bearbeitungsschritt nur der Ansatz 80 geschnitten, geschliffen usw. zu werden, um die finale Endform zu erhalten.
  • In dem in 26A gezeigten Fall ist der Ansatz 80 nicht unbedingt erforderlich. 27A und 27B sind erläuternde Ansichten, welche ein neuntes Ausführungsbeispiel für den Fall zeigen, dass eine Verschraubung anstelle des Ansatzes verwendet wird. Das Außengewinde 81 des endgültigen Produktes kann verwendet werden und das Verbindungsmittel 80 kann zu dem Innengewindedruckerhöhungsmittel gemacht werden.
  • Zehntes Ausführungsbeispiel
  • 28A und 28B sind erläuternde Ansichten, welche schematisch ein zehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen. In dem sechsten Ausführungsbeispiel und dem siebten Ausführungsbeispiel ist die Sitzbreite L von „a” bis „b” (a < b) länger eingestellt, der Reibungswiderstand des Spiels 3 ist erhöht, die maximale Leckströmung ist herabgesetzt und die kritische Vorschubgeschwindigkeit Vc ist vermindert. Vorliegend kann der Reibungswiderstand des Spiels 3 nicht nur durch die Sitzbreite L geändert werden, sondern auch durch die Oberflächeneigenschaften des Kolbens 42, 42-1 am Spiel 3 (Oberflächenrauheit und Form). Dieses zehnte Ausführungsbeispiel nimmt Kenntnis von dem Reibwiderstand des Spiels 3. Aufgrund dessen ist es möglich, die Reibung an der Kolbenmantelfläche zu Erhöhen, um die Leckströmung zu reduzieren. Durch Einstellen der Vorschubgeschwindigkeitsform wenigstens auf die kritische Vorschubgeschwindigkeit Vc in der Autofrettage des Typs der direkten Druckbeaufschlagung wird es möglich, den Druck P der inneren Druckkammer IC bis auf ein Superhochdruckniveau über das Verstreichen der Zeit zu Erhöhen, ohne dass der Druck P gesättigt wird. Falls nämlich die Reibung größer gemacht wird, wenn das Arbeitsöl durch das Spiel 3 ansteigt, wird die Leckströmung vermindert, so dass die maximale Leckströmung, welche auftritt, vermindert wird. Aufgrund dessen ist es möglich, die kritische Vorschubgeschwindigkeit Vc zu vermindern, so dass es sogar wenn verschiedene Beschränkungen aufgrund der Vorschubgeschwindigkeitsgrenze der Druckbeaufschlagungseinheit, der endgültigen Form usw. auftreten, möglich ist, den erforderlichen vorbestimmten Druck zu erreichen. Zu beachten ist, dass C der Formel 3 ein Koeffzient ist, der durch die Oberflächenform zwischen dem Kolben und den Innenwänden des Werkstücks bestimmt ist (z. B. in dem Fall einer geschliffenen Oberfläche mit einer Oberflächenrauheit von Rz = 3,2 oder so, C = 1). Wenn C kleiner gemacht wird, wird die Reibung, wenn das Arbeitsöl durch das Spiel 3 ansteigt, größer und die Leckströmung ist reduziert.
  • Namentlich kann, wie in 28A gezeigt, die Mantelfläche des Kolbens 42 mit einer rauen Oberfläche versehen sein, welche V-förmige Nuten umfasst oder mit einer unebenen Oberfläche versehen sein (kleine Rücksprünge zufällig oder regelmäßig wiederholt). Weiterhin, wie in 28B als ein Beispiel gezeigt, kann sie mit einer Labyrinthstruktur versehen sein, welches eine Mehrzahl von Nuten beinhaltet, welche in Umfangsrichtung des Kolbens 42 vorgesehen sind und welche ein Spiel in axiale Richtung des Kolbens 42 haben, welches an Böden der Nuten größer gebildet als die Öffnungen ist. In dem Beispiel von 28B ist der Querschnitt L-förmig (Form dargestellt im Querschnitt einschließlich der Kolbenstange) jedoch ist die Erfindung nicht notwendigerweise hierauf beschränkt. Der untere Querschnitt kann auch auf eine runde Form vergrößert werden. Insbesondere im Falle einer L-Form wird der Druck des Hochdruckarbeitsöls aufgenommen, wobei der flexible Teil 43 von 28B verformt wird, und die Dichtbarkeit geeignet verbessert werden kann, jedoch müssen, da der Kolben in das Werkstück einzusetzen ist, die Dimensionen der Teile ausgelegt sein, so dass die Dichtbarkeit nicht stark angehoben Word und der Betrieb des Kolbens behindert wird. Aus diesem Gesichtspunkt ist eine Labyrinthstruktur so ausgelegt, dass die Dichtbarkeit geeignet erhöht ist und der Betrieb des Kolbens nicht behindert wird.
  • Zusätzlich ist es auch möglich, ringförmige Nuten an der Mantelfläche des Kolbens 42 vorzusehen, nämlich eine Form, die eine Labyrinthstruktur aufweist, die für so genannte übliche Labyrinthpackungen verwendet wird. Diese Formen können durch Drehen oder funkenerosives Bearbeiten, chemische Erosion usw. erhalten werden.
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsbeispiele beschrieben, die zum Zwecke der Illustration ausgewählt sind, jedoch könnte ein Fachmann vielfältige Modifikationen machen, ohne von dem Grundprinzip und dem Bereich der Offenbarung der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006054440 B3 [0002, 0006, 0006, 0006, 0006]
    • JP 2004-92551 [0002]
    • JP 2009-203843 [0100, 0142]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • „Variation of Viscosity with Pressure” von Nobuyoshi Ohno, Tribologist, Band 49, Nr. 9 (2004), Seiten 720–721 [0076]

Claims (25)

  1. Autofrettagesystem, welches ein Werkstück (1) einer Autofrettage aussetzt, wobei das Autofrettagesystem versehen ist mit einer Druckbeaufschlagungseinheit (40), die einen Antriebsmotor aufweist, einem Kolben (42), der durch die Druckbeaufschlagungseinheit (40) angetrieben ist und der zu einer Innenwand eines Endes des Werkstücks (1) ein Spiel aufweist, das aus einer mittleren Spielgröße (h) besteht, und einer inneren Druckkammer (IC), welche durch das Werkstück (1), welches bis auf ein Ende dicht verschlossen ist, und durch den Kolben (42) gebildet ist, und welche mit einem Arbeitsöl (2) befüllt ist, wobei die Druckbeaufschlagungseinheit (40) den Kolben (42) in die innere Druckkammer (IC), welche mit dem Arbeitsöl befüllt ist, mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) einführt, wobei die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit (v) schneller eingestellt ist, als eine kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vc), welche mit einer maximalen Leckströmung (Qmax) pro Zeiteinheit des Arbeitsöls (2) korrespondiert, welches aus dem Spiel (3) aufgrund des Einführens entweicht, wodurch das Werkstück der Autofrettage ausgesetzt wird.
  2. Autofrettagesystem nach Anspruch 1, wobei die Druckbeaufschlagungseinheit (40) und der Kolben (42) gesonderte Mittel sind.
  3. Autofrettagesystem nach Anspruch 2, welches weiterhin mit einer Führung (61) versehen ist, welche den Kolben (42) führt und unterstützt, bis die Druckbeaufschlagungseinheit (40) an einem Ende des Kolbens (42) anliegt, und sich nach dem Anliegen von dem Kolben trennt.
  4. Autofrettagesystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Druckbeaufschlagungseinheit (40) und der Kolben (42) miteinander gekuppelt sind.
  5. Autofrettagesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welches weiterhin mit einer Entlüftungsbohrung (63, 64) versehen ist, welche Luft ablässt, welche in die innere Druckkammer (IC) eingedrungen ist, wenn der Kolben (42) in eine Innenwand von einem Ende des Werkstücks (1) eingerührt wird.
  6. Autofrettagesystem nach Anspruch 5, wobei die Entlüftungsbohrung (63) an dem Kolben (42) vorgesehen ist.
  7. Autofrettagesystem nach Anspruch 5, wobei die Entlüftungsbohrung (64) an einem Ende des Werkstücks (1) vorgesehen ist.
  8. Autofrettagesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Ende des Kolbens (42) welches in die innere Druckkammer (IC) eingeführt wird, mit einer Phase (62) versehen oder gerundet ist.
  9. Autofrettageverfahren, welches ein Werkstück (1) einer Autofrettage aussetzt, wobei das Autofrettageverfahren versehen ist mit: einem Schritt des Einfüllens von Arbeitsöl (2) in eine innere Druckkammer (IC), welche durch das Werkstück (1), welches bis auf ein Ende geschlossen ist, und durch einen Kolben (42), welcher ein Spiel (3) zu einer Innenwand des einen Endes hat, welches eine mittlere Spielhöhe (h) aufweist, gebildet ist und einem Schritt des Verwendens einer Druckbeaufschlagungseinheit (40), welche einen Antriebsmotor aufweist, um den Kolben (42) zum Einführen des Kolbens (42) in die innere Druckkammer (IC) mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) anzutreiben, um den Druckkammerinnendruck (P) des Arbeitsöls (2) in der inneren Druckkammer (IC) zu erhöhen, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt des Erhöhens des Drucks (P) in der inneren Druckkammer die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit (v) schneller als einen kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vc) eingestellt wird, welche zu einer maximalen Leckströmung (Qmax) pro Zeiteinheit des Arbeitsöls (2) korrespondiert, welches aus dem Spiel (3) aufgrund des Einführens entweicht, um dadurch das Werkstück (1) der Autofrettage auszusetzen.
  10. Verfahren zum Herstellen eines Werkstücks (1), welches einen Hochdruckkanal (101) aufweist, wobei das Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks (1) versehen ist mit: einem Schmiedeschritt des Warmschmiedens zur Bildung einer ersten Form des Werkstücks (1), einem erste Bearbeitungsschritt zum spanenden Bearbeiten des Werkstücks (1) der ersten Form, um eine zweite Form zu bilden, welche einen an einem Ende offenen Umfangsteil (111) aufweist, einem Autofrettageschritt unter Verwendung eines Autofrettageverfahrens nach Anspruch 9, um den Hochdruckkanal (101) des Werkstücks (1) der Autofrettage auszusetzen, und einem zweiten Bearbeitungsschritt des spanenden Bearbeitens des Werkstücks (1) der zweiten Form, um eine endgültigen Form des Werkstücks (1) zu bilden, wobei der zweite Bearbeitungsschritt wenigstens einen Schritt der spanenden Bearbeitung des an einem Ende offenen Umfangsteils (111) umfasst, um ein Mundstückende (112) an der endgültigen Form des Werkstücks (1) zu bilden, wobei eine axiale Mittellinie (C1) des an einem Ende offenen Umfangteils (111) koaxial mit einer axialen Mittellinie (C1) des Hochdruckkanals (101) ist, und ein Ansatz (110) an dem Mundstückende (112) gebildet ist, so dass sie versetzt zu der axialen Mittellinie (C2) des Mundstückendes (112) ist.
  11. Autofrettagesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Werkstück (1) ein Werkstück (1) ist, welches einen Hochdruckkanal (101) aufweist, welcher die innere Druckkammer (IC) bildet und welcher so ausgebildet ist, dass eine axiale Mittellinie (C1) des Hochdruckkanals (101) versetzt zu einer axialen Mittellinie (C2) eines Mundstückendes (112) in einer endgültigen Form des Werkstücks (1) ist; Dichtmittel (24), welche das Mundstückende (112) dichten, versehen sind mit: einer Hülse (132), welche eine Schließführung (123'), welche von einer axialen Mittellinie (C2) des Mundstückendes (112) versetzt ist und in einer von dem Hochdruckkanal (101) gesonderte Bohrung (104) eingesetzt ist, ein äußerer Vorsprung (132') und eine Gewindedurchgangsbohrung (137) in dem äußeren Vorsprung (132') aufweist, einer Druckschraube (133), welche in die Gewindedurchgangsbohrung (137) eingeschraubt ist, einem Dichtpin (122) welcher durch die Druckschraube (133) zum Dichten des Hochdruckkanals (102) gedrückt wird, und einem Abdeckkörper (131-1, 131-2, 131), welcher einer Deckelöffnung (134) an einem Boden des inneren Deckelteils (136) aufweist, versehen ist, und der äußere Vorsprung (132') durch die Deckelöffnung (134) geführt wird, und dann die Hülse (132) in den inneren Deckelteil (136) eingereift, und der Deckelkörper (131-1, 131-2, 131) in das Mundstückende (112) geschraubt wird.
  12. Autofrettagesystem, welches ausgebildet ist mit einer Druckbeaufschlagungseinheit (40), welche einen Antriebsmotor aufweist, einem Kolben (42), der durch die Druckbeaufschlagungseinheit (40) angetrieben wird und welcher ein Spiel (3) zwischen der Innenwand des einen Endes des Werkstücks (1) und einer Mantelfläche entlang der axialen Richtung des Kolbens (42) bildet, welches einen vorbestimmten mittleren Spielwert (h) und eine erste Länge (a) in axialer Richtung aufweist, und einer inneren Druckkammer (IC), welche durch das Werkstück (1), welches bis auf ein Ende dicht verschlossen ist, und durch den Kolben (42) gebildet ist und mit einem Arbeitsöl (2) gefüllt ist, die Druckbeaufschlagungseinheit (40) den Kolben (42) mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) in die innere Druckkammer (IC) einführt, welche mit dem Arbeitsöl (2) befüllt ist; Einstellen eines Spiels (3), welches eine zweite Länge (b) in Axialrichtung hat, welche länger als die erste Längenaxialrichtung (a) ist, wenn eine erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) größer als eine erste Grenz-Vorschubgeschwindigkeit (V0) des Kolbens (42) ist, wobei die erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) mit einer maximalen Leckströmung (Qmax(a)) pro Zeiteinheit des Arbeitsöls (2) korrespondiert, welches aus dem Spiel (3) in der ersten Länge (a) in Axialrichtung aufgrund des Einführens des Kolbens (42) in die innere Druckkammer (IC) entweicht, wodurch eine erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) durch eine zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vcb) ersetzt wird, welche kleiner als die erste Grenzvorschubgeschwindigkeit (V0) ist, die mit einer maximalen Leckströmung (Qmax(b)) pro Zeiteinheit in der zweiten Länge (b) in Axialrichtung korrespondiert; und Einstellen der vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) schneller als die zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vcb), um dadurch das Werkstück (1) der Autofrettage auszusetzen.
  13. Autofrettagesystem nach Anspruch 12, wobei eine Inbetriebnahmeposition des Kolbens (42) geändert wird, welche den Kolben (42) mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) in die inneren Druckkammer (IC) einführt, um ein Spiel einzustellen, welches eine zweite Länge in Axialrichtung aufweist, welche länger als die erste Länge (a) in Axialrichtung ist.
  14. Autofrettagesystem nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Kolben (42) aus einem Kolbenboden (42-1) und einer Kolbenstange (42-2) besteht, wobei eine Länge in Axialrichtung einer Mantelfläche des Kolbenbodens (42-1) die erste Länge (a) in Axialrichtung ist, welche das Spiel (3) bildet, und das System die Länge in Axialrichtung der Mantelfläche des Kolbenbodens (42-1) auf eine zweite Länge (b) in Axialrichtung einstellt, welche länger als die erste Länge (a) in Axialrichtung ist, wenn eine erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) größer als eine vorbestimmte Grenzvorschubgeschwindigkeit (V0) des Kolbens (42) ist, wobei die erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) mit einer maximalen Leckströmung (Qmax(a)) pro Zeiteinheit des Arbeitsöls (2) korrespondiert, welches aus dem Spiel (3) in der ersten Länge (a) in Axialrichtung aufgrund des Einführens des Kolbens (42) in die innere Druckkammer (IC) entweicht.
  15. Autofrettagesystem nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei wenn ein Spiel (3) nicht mit der ersten vorbestimmten mittleren Spielhöhe (h) zwischen der Innenwand an der einen Endseite des Werkstücks (1) Lind der Mantelfläche entlang der Axialrichtung des Kolbens (42) an dem Werkstück (1) gebildet ist, so dass die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit (v) die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit (v) erreichen kann, welche schneller ist als die zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vcb), ein Verbindungsmittel an dem einen Ende des Werkstücks (1) zugefügt und mit ihm verbunden wird und ein Spiel (3) mit der kontinuierlichen vorbestimmten mittleren Spielhöhe (h) zwischen der Innenwand der einen Endseite des Werkstückes (1) und einer Mantelfläche entlang der axialen Richtung des Kolbens (42) gebildet ist, so dass die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit (v) die vorbestimmte Vorschubgeschwindigkeit (v) erreichen kann, welche schneller ist als die zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vcb).
  16. Autofrettagesystem nach Anspruch 15, wobei ein Ansatz (80) an einem Ende des Werkstückes (1) während des Schmiedens gebildet ist, um das Verbindungsmittel zuzufügen und zu verbinden.
  17. Autofrettagesystem nach Anspruch 15, wobei das Verbindungsmittel (80) an einem Ende des Werkstücks, durch Verschrauben verbunden ist, um das Verbindungsmittel zuzufügen und zu verbinden.
  18. Autofrettagesystem nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei der Kolben, welcher in die innere Druckkammer (IC) mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) eingeführt wird, eine feste säulenförmige Querschnittsfläche (A) aufweist.
  19. Autofrettagesystem nach einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei eine Mantelfläche entlang einer axialen Richtung des Kolbens (42), welche einer Innenwand einer Endseite des Werkstücks (1) zugewandt ist und welche das Spiel (3) bildet, mit einem Reibwiderstandsteil gebildet ist, welches den Reibwiderstand anhebt.
  20. Autofrettagesystem, welches das Werkstück (1) einer Autofrettage aussetzt, versehen mit einer Druckbeaufschlagungseinheit (40), welche einen Antriebsmotor aufweist, einem Kolben (42), welcher durch die Druckbeaufschlagungseinheit (40) angetrieben wird und welcher ein Spiel (3) zwischen einer Innenwand des einen Endes des Werkstücks (1) und einer Mantelfläche entlang einer axialen Richtung des Kolbens (42) in einem Stadium vor der Druckbeaufschlagung durch die Druckbeaufschlagungseinheit aufweist, welches eine vorbestimmte mittlere Spielhöhe (h) und eine erste Länge (a) in axiale Richtung umfasst, und eine innere Druckkammer (IC), welche durch das Werkstück (1) gebildet ist, welches bis auf ein Ende dicht verschlossen ist, und durch den Kolben (42) gebildet ist und welches mit einem Arbeitsöl (2) befüllt ist, die Druckbeaufschlagungseinheit (40) den Kolben (42) in die innere Druckkammer (IC), welche mit dem Arbeitsöl (2) befüllt ist, mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) einführt; wenn eine erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) größer ist als eine vorbestimmte Grenzvorschubgeschwindigkeit (V0) des Kolbens (42) ist, wobei die erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) mit einer maximalen Leckströmung (Qmax(a)) pro Zeiteinheit des Arbeitsöles (2) korrespondiert, welches aus dem Spiel (3) in der ersten Länge (a) in Axialrichtung aufgrund des Einführens des Kolbens (42) in die innere Druckkammer (IC) entweicht, Bilden eines Reibwiderstandsteils zum Erhöhen des Reibwiderstandes an einer Mantelfläche entlang axialer Richtung des Kolbens (42) welcher einer Innenwand der einen Endseite des Werkstückes (1) zugewandt ist, welche das Spiel bildet, um eine zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vcb) einzustellen, welche kleiner ist als die Grenzvorschubgeschwindigkeit (V0) ist, welche mit einer maximalen Leckströmung pro Zeiteinheit in dem Fall des Bildens des Reibungswiderstandsteil korrespondiert; und Einstellen der vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) schneller als eine zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vcb), um dadurch das Werkstück (1) der Autofrettage auszusetzen.
  21. Autofrettagesystem nach Anspruch 20, wobei der Reibwiderstandsteil eine unebene Oberfläche aufweist.
  22. Autofrettagesystem nach Anspruch 20, wobei der Reibwiderstandsteil eine Labyrinthstruktur aus einer Mehrzahl von Nuten aufweist, welche in Umfangsrichtung des Kolbens (42) vorgesehen sind und welche ein Spiel in axiale Richtung des Kolbens (42) haben, welches an den Böden der Nuten größer gebildet ist als an den Öffnungen.
  23. Autofrettageverfahren, welches ein Werkstück (1) einer Autofrettage aussetzt, wobei das Autofrettageverfahren ausgebildet ist mit: einem Schritt des Einfüllens eines Arbeitsöls (2) in eine innere Druckkammer (IC), welche durch das Werkstück (1), welches bis auf eine Endseite des Werkstücks (1) geschlossen ist, und durch einen Kolben (42), welcher ein Spiel (3) aufweist, welches eine mittlere Spielhöhe (h) zu der Innenwand der einen Endseite aufweist, gebildet ist, und einem Schritt des Verwendens einer Druckbeaufschlagungseinheit (40), welche einen Antriebsmotor aufweist, so dass der Kolben (42) angetrieben wird und den Kolben (42) in die innere Druckkammer (IC) mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) einführt, so dass der Druck (P) des Arbeitsöls (2) in der inneren Druckkammer angehoben wird, wobei das Autofrettageverfahren weiterhin ausgebildet ist mit den Schritten des Einstellen eines Spiels (3), welches eine zweite Länge (b) in Axialrichtung aufweist, welche länger als die erste Länge (a) in Axialrichtung ist, wenn eine erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) größer als eine vorbestimmte Grenz-Vorschubgeschwindigkiet (V0) des Kolbens (42) ist, wobei die erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) mit einer maximalen Leckströmung (Qmax(a)) pro Zeiteinheit des Arbeitsöls (2) korrespondiert, welches aus dem Spiel (3) in der ersten Länge (a) in Axialrichtung durch das Einführen des Kolbens (42) in die innere Druckkammer (IC) entweicht, wodurch eine erste kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vca) durch eine zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vcb) ersetzt wird, welche kleiner als die erste Grenzvorschubgeschwindigkeit (V0) ist, welche mit einer maximalen Leckströmung (Qmax(b)) pro Zeiteinheit in der zweiten Länge (b) in Axialrichtung korrespondiert; und Einstellen der vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit (v) schneller als die zweite kritische Vorschubgeschwindigkeit (Vcb), um dadurch das Werkstück (1) einer Autofrettage auszusetzen.
  24. Autofrettageverfahren nach Anspruch 23, wobei eine Endseite des Werkstücks (1) mit einem Ansatz (80), der damit durch Schmieden verbunden ist, gebildet ist.
  25. Verfahren zum Herstellen eines Werkstückes (1), welches einen Hochdruckkanal (101) aufweist, wobei das Verfahren zum Herstellen eines Werkstückes (1) versehen ist mit: einem Schmiedeschritt des Warmschmiedens zum Bilder einer ersten Form des Werkstücks (1), einem Bearbeitungsschritt des spanenden Bearbeitens des Werkstücks (1) der ersten Form zum Bilden einer zweiten Form, die einen Ansatz (80) aufweist, einen Autofrettageschritt des Verwendens eines Autofrettageverfahrens nach Anspruch 24, um den Hochdruckkanal (101) des Werkstückes (1) einer Autofrettage auszusetzen, und einen zweiten Bearbeitungsschritt des spanenden Bearbeitens des Werkstückes (1) der zweiten Form zum Entfernen des Ansatzes (80), um eine endgültige Form des Werkstückes (1) zu bilden, umfasst.
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