DE19746840A1

DE19746840A1 - Verfahren zum dichten Verschließen einer Bohrung in einem Werkstück aus duktilem Werkstoff

Info

Publication number: DE19746840A1
Application number: DE19746840A
Authority: DE
Inventors: Markus Wolf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-10-23
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 1999-05-06
Anticipated expiration: 2017-10-24
Also published as: GB9822099D0; GB2330547B; GB2330547A; JPH11192530A; DE19746840B4; US6018976A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum dichten Verschließen einer Bohrung in einem Werkstück aus duktilem Werkstoff, nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Es ist schon ein solches Verfahren bekannt (DE-OS 23 01 261), bei dem der Endabschnitt eines Rohres mit einem mehrteiligen Werkzeug an vier gegenüberliegenden Stellen radial zur Rohrachse zusammengepreßt wird, um den lichten Rohrquerschnitt zu verschließen. Dieses Verfahren ist relativ einfach bei rohrförmigen Werkstücken anwendbar; es versagt jedoch, wenn der zu verschließende Querschnitt als Bohrung in einem massiven Werkstück vorliegt.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Patentanspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß von der Seite des Werkstücks aus, von der die Herstellung der Bohrung erfolgt, auch deren Verschließen durchgeführt wird, so daß das Verfahren bei dickwandigen oder massiven Werkstücken einfach anzuwenden ist. Durch das nacheinander erfolgende Verdrängen des Werkstoffs an den verschiedenen Stellen der Bohrungsmündung werden in der Bohrung den lichten Querschnitt vermindernde Werkstoffwülste erzeugt, die schließlich ineinandergreifend oder überlappend die Bohrung dicht verschließen.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung.

Zeichnung

Ein erfindungsgemäßes Verfahrensbeispiel ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Bohrung im Axialschnitt mit einem Stempel in seiner Ausgangsstellung, Fig. 2 die Bohrung mit einem beim ersten Stempelhub erzeugten Werkstoffwulst, Fig. 3 bei herausgezogenem Stempel, Fig. 4 die Bohrung mit einem beim zweiten Stempelhub erzeugten weiteren Werkstoffwulst und Fig. 5 die durch die beiden ineinandergreifenden Werkstoffwülste dicht verschlossene Bohrung.

Beschreibung des Verfahrensbeispiels

Ein massiv oder zumindest dickwandig ausgebildetes Werkstück 10 aus duktilem Werkstoff, beispielsweise einer Aluminium- Knetlegierung, ist mit einer Bohrung 11 kreiszylindrischen Querschnitts versehen, welche sich mit ihrer Längsachse rechtwinklig zu einer Stirnfläche 12 des Werkstücks 10 erstreckt (Fig. 1). Oberhalb des Werkstücks 10 befindet sich ein Stempel 13 kreiszylindrischen Querschnitts, dessen Längsachse parallel zur Längsachse der Bohrung 11 verlaufend in der Zeichenebene seitlich versetzt ist. Der Stempel 13 hat einen größeren Durchmesser als die Bohrung 11. Der Versatz des Stempels 13 gegenüber der Bohrung 11 ist derart bemessen, daß die in der Zeichnung rechte Begrenzungskante des Stempels 13 vorzugsweise mit der rechten Begrenzungskante der Bohrung 11 fluchtet.

Der Stempel 13 ist mit einer nicht dargestellten Vorrichtung in Richtung auf das Werkstück 10 bewegbar. Dabei trifft eine ebene, rechtwinklig zur Längsachse verlaufende Stirnfläche 14 des Stempels 13 auf die Stirnfläche 12 des Werkstücks 10, und zwar auf eine in Fig. 1 mit Stelle a der Bohrungsmündung 15 bezeichnete Zone sichelförmigen Grundrisses. Im weiteren Verlauf des mit ausreichend großer Preßkraft abwärts bewegten Stempels 13 verdrängt dieser, von der Stelle a ausgehend, Werkstoff des Werkstücks 10 in den lichten Bohrungsquerschnitt. Der mittels des Stempels 13 durch Kaltfließen verformte Werkstoff bildet einen Wulst, welcher in Abhängigkeit vom Stempelhub, dem Durchmesser von Bohrung 11 und Stempel 13 die Bohrung 11 im Werkstück 10 mehr oder weniger verschließt (Fig. 2).

Im folgenden Verfahrensschritt wird der Stempel 13 in seine Ausgangsstellung zurückgezogen (strichpunktiert angedeutet in Fig. 3) und anschließend quer zur Bohrungsachse in eine Ausgangsstellung für einen zweiten Stempelhub bewegt. Diese Stellung des Stempels 13 ist in Fig. 3 mit ausgezogenen Linien wiedergegeben. Der in der Zeichnungsebene seitlich zur Bohrungsachse versetzte Stempel 13 trifft beim Niederbewegen in dem zweiten Hub auf eine als Stelle b bezeichnete sichelförmige Zone der Bohrungsmündung 15 und dringt mit gleicher Hubtiefe wie beim ersten Hub in das Werkstück 10 ein (Fig. 4). Dabei wird gegenüberliegend zur Stelle a Werkstoff verdrängt, welcher einen zweiten Werkstoffwulst 17 bildet. Dieser zweite Werkstoffwulst 17 verdrängt den ersten Werkstoffwulst 16 und/oder überlappt sich mit dem ersten Werkstoffwulst 16 und bildet zusammen mit diesem eine Barriere in der Bohrung 11, welche diese flüssigkeits- und gasdicht verschließt. In einem abschließenden Rückhub des Stempels 13 wird das Werkstück 10 freigegeben (Fig. 5).

Das Verfahren besteht also darin, daß an verschiedenen Stellen a und b der Mündung 15 der Bohrung 11 durch wenigstens annähernd in Richtung der Bohrungsachse nacheinander erfolgendes Verdrängen von Werkstoff in den lichten Querschnitt der Bohrung 11 diese dicht verschlossen wird. Beim beschriebenen Verfahrensbeispiel erfolgt das Verdrängen des Werkstoffs an zwei gegenüberliegenden Stellen a und b der Bohrungsmündung 15. Bei größeren Bohrungsquerschnitten und/oder demgegenüber kleinerem Stempelquerschnitt kann das Verdrängen von Werkstoff an mehr als zwei Stellen der Bohrungsmündung 15 erfolgen, wobei diese Stellen vorzugsweise in gleichmäßiger Teilung um die Bohrungsmündung herum gelegen sind. Ferner kann auf die Größe der Werkstoffwülste 16, 17 auch durch einen veränderten Stempelhub Einfluß genommen werden. Schließlich ist das Verfahren auch bei Werkstücken 10 anwendbar, deren Stirnfläche 12 nicht rechtwinklig zur Längsachse der Bohrung 11 verläuft.

Das Verfahren ist nicht auf das Verschließen von Bohrungen 11 kreiszylindrischen Querschnitts beschränkt. Es kann auch Anwendung finden zum dichten Verschließen von Bohrungen oder Durchbrüchen anderen Querschnitts. Dementsprechend muß der Angriff des Stempels 13 an verschiedenen Stellen der Mündung der Bohrung oder des Durchbruchs derart gewählt werden, daß die erzeugten Werkstoffwülste ein sicheres Verschließen bewirken. Auch können Stempel mit einer dem Querschnitt der Bohrung oder des Durchbruchs angepaßten Querschnittsform Anwendung finden.

Claims

1. Verfahren zum dichten Verschließen einer Bohrung (11) in einem Werkstück (10) aus duktilem Werkstoff, insbesondere einer Aluminium-Knetlegierung, durch an verschiedenen Stellen (a, b) der Mündung (15) der Bohrung (11) wenigstens annähernd in Richtung der Bohrungsachse nacheinander erfolgendes Verdrängen von Werkstoff in den lichten Bohrungsquerschnitt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff an der Bohrungsmündung (15) mit einem in Achsrichtung der Bohrung (11) bewegbaren Stempel (13) verdrängt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (13) an den verschiedenen Stellen (a, b) der Bohrungsmündung (15) Hübe gleicher Tiefe ausführt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff mit einem Stempel (13) kreiszylindrischen Querschnitts verdrängt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff bei seitlich zur Bohrungsachse versetztem Stempel (13) an den verschiedenen Stellen (a, b) der Bohrungsmündung (15) verdrängt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff an zwei gegenüberliegenden Stellen (a, b) der Bohrungsmündung (15) verdrängt wird.