DE3413072A1

DE3413072A1 - Verfahren zum herstellen einer ventilhuelse

Info

Publication number: DE3413072A1
Application number: DE19843413072
Authority: DE
Inventors: Hiromi Saitama Kajikawa; Masao Higashimatsuyama Saitama Sugita
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1983-04-06
Filing date: 1984-04-06
Publication date: 1984-10-11
Also published as: ES531308A0; JPS59185539A; DE3448092C2; ES8604435A1; ES541572A0; AU2645184A; DE3413072C2; AU548593B2; ES8507021A1; JPH0256979B2; KR880000630B1; US4535519A; KR840008430A

Description

HOFFMANN · El=TLE *& PARTNER "

PATENT-UND RECHTSANWÄLTE PATENTANWÄLTE DIPL-ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN DIPL.-ING. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN · DR. RER. NAT. H.-A. BRAUNS · DlPL-ING. K. QORG DIPL₁-ING. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE

39 999 p/st

Jidosha Kiki Co., Ltd.
Tokyo / Japan

Verfahren zum Herstellen einer Ventilhülse

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Ventilhülse, die dazu verwendet wird, ein hydraulisches Drehventil zu bilden.

Ein hydraulisches Drehventil kann in einem Kraftsteuerapparat verwendet werden, der beispielsweise einen Ventilator umfaßt, in dem eine Vielzahl von Axialnuten ausgebildet sind, sowie eine Ventilhülse, welche drehbar über den Umfang des Ventilrotors aufgesetzt ist und an seiner Innenfläche mit Axialnuten ausgebildet ist, welche in ein Überlappungsverhältnis mit den gegenüberliegenden Umfangsseiten der Nuten des Ventilrotors gebracht werden können. Eine relative Drehverschiebung zwischen dem Ventilrotor und der Hülse steuert die Versorgung oder die Abgabe

\5 eines hydraulischen. Strömungsmittels zu oder von einem Kraftzylinder. Die Nuten in der Ventilhülse sind als Blindnuten ausgebildet, d.h. als Ausnehmungen., die in einem

ARABELLASTRASSE 4 · D-SOOO MÜNCHEN 81 · TELEFON COBOJ 0110 87 · TELEX ΟΟ-2ΟΟ1Ο CPATHEJ · TELEKOPIERER O1i

Zwischenabschnitt der Hülse ausgebildet sind, um die Nuten zu bilden, wobei die beiden Endabschnitte der Hülse von den Nuten frei sein müssen.

Ein Verfahren zum Ausbilden einer solchen Blindnut in der Innenfläche der zylindrischen Ventilhülse ist in der US-PS 3 591 139 beschrieben. Das dort offenbarte Verfahren umfaßt ein wiederholtes Antreiben eines Hobels oder eines Fräsers bestimmter Größe vor und zurück durch das zylindrische Teil entlang einem gekrümmt verlaufenden Weg, um eine einzelne Nut auszubilden. Es erfolgt dann in aufeinanderfolgender Weise ein synchrones Drehen des Teiles, um eine Vielzahl von Nuten auszubilden. Nachteiligerweise erfordert dieser Vorgang eine Ausrüstung komplexer Konstruktion und eine erheblich lange Arbeitszeit.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Ventilhülse zu schaffen, mit dem auf einfache Weise die beschriebenen Blindnuten in der Innenfläche der Ventilhülse hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen ersten Verfahrensschritt des Aufweitens eines Endes eines zylindrischen Teiles, einen zweiten Verfahrensschritt zum Ausbilden einer Vielzahl von Axialnuten in der Innenfläche des zylindrischen Teiles, wobei das entgegengesetzte Ende unbearbeitet belassen wird, und einen dritten Verfahrensschritt des Zurückbringens des erweiterten. Abschnittes auf seinen ursprünglichen Durchmesser, welcher dieser erweiterte Abschnitt vor dem Erweiterungsschritt einnahm.

3413U7Z

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die Blindnuten in der Innenfläche der Ventilhülse durch ein einmaliges, geradliniges Bewegen eines Schneidwerkzeuges entlang der Innenfläche der Hülse hergestellt werden, und zwar alle Nuten gleichzeitig, wenn dies gewünscht wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
10

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt
15

Fig. 1. bis 7 eine Ausführungsform der Erfindung und

insbesondere

Fig. 1 einen Längsschnitt eines zylindrischen Teiles,

Fig. 2 und 3 Längsschnitte mit der Darstel

lung eines ersten bzw. zweiten Schrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 4 und 5 eine Vorderansicht bzw. eine Bodenansicht eines zweiten Stempels, Fig. 6 und 7 Längsschnitte mit der Dar

stellung eines dritten Verfahrensschrittes,

Fig. 8 einen Längsschnitt einer anderen Form eines

zylindrischen Teiles, Fig. 9 (a),

(b) und (c) Längsschnitte mit der Darstellung einer

anderen Ausführungsform, die eine andere Form des Teiles verwendet,

Fig. 10 eine Teilbodenansicht mit der Darstellung einer anderen Form eines beim zweiten Verfahrensschritt verwendeten Stempels und

Fig. 11 (a), '

(b) und (c) ein Beispiel mit der Darstellung eines

Verformungsschrittes des zylindrischen Teiles,

Entsprechend den Zeichnungen wird ein zylindrisches Teil 1 mit einem Boden la entsprechend der Darstellung in Fig. durch einen schmiede- oder spanabhebenden Vorgang gebildet. Das Teil 1 wird dann entsprechend Fig. 2 einem ersten Preßvorgang unterworfen, bei dem der Öffnungsbereich 1b expandiert wird. Eine zum Durchführen dieses Verfahrenste Schrittes verwendete Preßmatrize 2 ist mit einer sich erweiternden, oberen Umfangsflache 2a an dessen Innenseite versehen, während ein damit zusammenwirkender Stempel 3 eine kegelstumpfförmige Gestalt mit einer geneigten Fläche 3a hat, welche an die sich erweiternde Fläche 2a _2n der Preßmatrize 2 angepaßt ist und mit dieser zusammenwirkt. Das Teil 1 befindet sich innerhalb der Preßmatrize 2, wobei der Stempel 3 dagegengetrieben oder gepreßt wird, um dadurch den Öffnungsbereich 1b des Teiles 1. zu expandieren, d.h. aufzuweiten.

Entsprechend Fig. 3 erfolgt dann unter Verwendung eines zweiten'Stempels 4 ein zweiter Preßvorgang. Dieser zweite Stempel 4 bildet eine Vielzahl von Axialnuten 5 in die Innenfläche des zylindrischen Teiles 1, dessen öffnungsbereich Ib bereits aufgeweitet worden ist. Entsprechend der Darstellung in Fig. 4 und 5 ist der zweite Stempel 4 mit einer Vielzahl von Rippen 6 versehen, deren. Anzahl der Anzahl der in der Ventilhülse ausgebildeten. Axialnuten entspricht und die über den Umfang im wesentlichen, in

Te gleichen Abständen, voneinander beabstandet sind. Es ist

festzustellen, daß die Rippen 6 an ihren Spitzen 6a am meisten nach außen vorstehen, während der obere Abschnitt 6b nach innen abgeschrägt verläuft, um so für den Preßvorgang einen Freiwinkelbereich zu bilden. Eine Vielzahl von Nuten 5 werden somit gleichzeitig ausgebildet, wenn beim Preßvorgang der zweite Stempel 4 verwendet wird. Der Preßvorgang kann in einem Schritt mit der Ausbildung der kompletten Nuten 5 durchgeführt werden, oder aber in einem ersten Rohbearbeitungs- und dann in einem Fein-

1.0 bearbeitungsschritt. Da der Öffnungsbereich 1b des Teiles 1 radial nach außen aufgeweitet wird, erfolgt kein Auftreffen der Spitze 6a der Rippe des Stempels 4 an der Innenfläche Ic des Öffnungsbereiches neben der Innenkante der öffnung, so daß die Rippe sich in einem geringen Abstand an dem Öffnungsbereich 1d vorbeibewegt/ . m einen Bereich Ib zu erreichen, wo die erste Berührung auftritt. Der Stempel 4 wird nachfolgend zum Boden 1a getrieben, um so die Nuten 5 auszubilden, welche bis in die unmittelbare Nähe des Bodens 1a verlaufen, wobei das Material des Teils 1 daneben belassen wird. Es ist somit ersichtlich, daß die Materialmenge des Teiles 1, die durch den ersten Preßvorgang unter den Neigungswinkel (*0 der konisch erweiterten Flächen 2a und 3a der Preßmatrize 2 bzw. des Stempels 3 durch einen Winkel bestimmt wird, die notwendig ist, damit die Innenfläche 1c des Teiles 1 neben dessen Ende unbearbeitet verbleibt. Es sollte festgestellt werden, daß andere Faktoren, wie das Zurückfedern, zu berücksichtigen sind.

Ein dritter Verfahrensschritt erfolgt dann hinsichtlich der Wiederherstellung des öffnungsbereiches 1b, welcher durch den ersten. Verfahrensschritt expandiert worden ist, auf dea ursprünglichen Durchmesser. Bei diesem Verfahrensschritt wird ein dritter Stempel 7 verwendet, welcher einen Abschnitt 7a aufweist, welcher einen Durchmesser (D)

aufweist, der im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Teiles 1 ist, bevor dieses expandiert worden ist und eine Länge hat, die größer ist als der Abstand von der inneren Bodenfläche 1e bis zur Kante des Öffnungsbereiches 1b des Teiles 1 (siehe Fig. 6). Beim dritten Verfahrensschritt wird eine Stütze 8, welche den Boden 1a des Teiles 1 während des ersten und zweiten Verfahrensschrittes unterstützt hat, entfernt, so daß der dritte Stempel 7 das Teil 1 als Ergebnis des Anstoßens an die vordere Endfläche 7b desselben gegen den Boden la des Teiles 1 nach unten gestoßen wird. Konsequenterweise wird der erweiterte Abschnitt des Teiles 1 in einen zylindrischen Abschnitt 2b der Preßmatrize 2 gebracht, welche sich unterhalb der konischen Fläche 2a befindet, wobei der Öffnungsbereich des Teiles seine ursprüngliche Gestalt einnimmt. Da der Außendurchmesser (D) des Stempels 7 im wesentlichen gleich dem ursprünglichen Innendurchmesser des Teiles 1 ist, dient der Stempel 7 als Führung für den Öffnungsbereich 1b des Teiles 1, so daß letzteres genau zum Ursprungsdurchmesser zurückgebracht werden kann. Nachfolgend setzt der Stempel 7 den Antrieb des Teiles nach unten fort, um dieses aus dem zylindrischen Abschnitt 2b der Matrize auszustoßen, wonach eine C-Beilagscheibe zwischen der Bodenfläche 2c der Matrize 2 und der Oberseite If des Teiles 1 (siehe Fig. 7) eingesetzt wird.

Der Stempel 7 wird dann von der Innenseite des Teiles 1 abgezogen.

Das beschriebene Verfahren zum Aufweiten eines Endes des zylindrischen Teiles, das Ausbilden der Nuten 5 durch einen Preßvorgang und dann das Zurückbringen des erweiterten Abschnittes in den Ursprungsdurchmesser gestattet die Ausbildung ν,οη Blindnuten in der Innenfläche des zylindrischen Teiles durch Wiederholen eines einfachen geradlinigen Bewegungsyorganges, obwohl die Ausbildung solcher Nuten

bisher erhebliche Schwierigkeiten bereitete.

Die entsprechend dem erfindungsgeniäßen Verfahren hergestellte Ventilhülse hat im wesentlichen dieselbe Gestalt wie die herkömmlichen Ventilhülsen, während ohne eine besondere Darstellung die gleiche Anzahl von Axialnuten im wesentlichen gleich beabstandet in der inneren Umfangsflache der Hülse ausgebildet sind, wobei bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sechs Nuten vorhanden sind. Es können aber auch vier oder acht Nuten vorgesehen werden. Die Ventilhülse bildet zusammen mit einem Ventilrotor, welcher drehbar in die Ventilhülse eingesetzt wird, ein hydraulisches Drehventil, wobei der Ventilrotor eine Vielzahl von darin ausgebildeten Axialnuten hat, die die gegenüberliegenden Umfangsseiten jeder in der Hülse ausgebildeten Nut überlappen. Wenn die in der Ventilhülse ausgebildeten Nuten nicht in gleichem Abstand angeordnet sind, ist es ebenso möglich, ein hydraulisches Drehventil dadurch herzustellen, daß die Hülse mit einem Ventilrotor kombiniert wird, in der Nuten auf eine Weise ausgebildet sind, die denen der Hülse entsprechen.

Das zylindrische Teil 1 hat bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel einen Boden. Die Anwesenheit eines geschlossenen Bodens ist jedoch nicht unbedingt notwendig. Fig. 8 zeigt beispielsweise ein zylindrisches Teil mit einem nach innen gerichteten Flansch 1g, an welchem der dritte Stempel 7 zur Anlage kommt. Wenn das Teil 1 ein vollständiger Hohlzylinder gemäß Fig. 9a ist, so kann der Stempel 7 an. den während des zweiten Verfahrensschrittes (siehe Fig. 9b) ausgebildeten Spänen 1h anliegen, um das Teil 1 durch die Preßmatrize 2 zu drücken, wie dies in Fig. 9c dargestellt ist. Es wird als bevorzugt angesehen, wenn. d.le Nuten, in. einem hydraulischen Drehventil zur Sicherstellung einer gewünschten Ansprechbarkeit abge-

schrägt sind. Dieses Abschrägen kann jedoch zusammen mit der Ausbildung der Nuten erfolgen, wenn ein zweiter Stempel 4 benützt wird, dessen Rippen 6 die in Fig. 10 dargestellte Form haben. Bei diesem Beispiel kann der abgeschrägte Abschnitt in Form eines oder mehrerer Abstufungen oder in einer durchgehend gekrümmten Form vorgesehen sein. Der abgeschrägte Abschnitt kann weiterhin durch andere Bearbeitungsvorgänge vorgenommen werden. Es wurde bereits beschrieben, daß der dritte Stempel 7 einen Außendurchmesser hat, welcher im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Teiles 1 ist. Wenn ein Stempel mit einem reduzierten Durchmesser verwendet wird, kann, dieser nicht als Führungsfläche dienen, wenn der aufgeweitete Abschnitt in seine ursprüngliche Form zurückgebracht wird. Es ist somit nicht möglich, den erweiterten Abschnitt auf seinen ursprünglichen Durchmesser zurückzubringen. Bei diesem Beispiel ist es klar, daß die C-Beilagscheibe 9 beim Zurückziehen des Stempels 7 nicht verwendet werden muß.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 11 (a), (b) und (c) ist ein Beispiel dargestellt, gemäß dem das zylindrische Teil 1 durch einen Schmiedevorgang hergestellt ist, beispielsweise durch Kalt-, Heiß- oder Warmschmieden. Eine in Fig. 11 (a) dargestellte Stange 11 wird in eine Preßmatrize 12 der in Fig. 11 (b) dargestellten Art eingelegt und nachfolgend ein Stempel 13 mit einem bestimmten Außendurchmesser dagegengetrieben oder gepreßt (siehe Fig. 11 (c)), wodurch das in Fig. T dargestellte, zylindrische Teil X ausgebildet wird. Eine Höhe (h) der Stange 1 wird entsprechend einer Höhe (Ah) des Abschnittes bestimmt, welcher bei dem Preß vor gang nach oben getrieben. wir,d. Es ist jedoch festzustellen, daß das vorerwähnte Verfahren zum Herstellen des zylindrischen Teiles 1 nicht wesentlich ist. Es können, auch andere Verfahren verwendet werden, wie beispielsweise das mechanische Bearbeiten.

Claims

6k I JU IL.

HOFFMANN · E4TLE'&

PATENT- UND RECHTSANWÄLTE

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. W. EITLE ■ DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN · DR. RER. NAT. H.-A. BRAUNS · DIPL.-ING. K. GDRO

DIPL.-ING. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE

39 999 p/st

Jidosha Kiki Co._r Ltd.
Tokyo / Japan

Verfahren zum Herstellen einer Ventilhülse

Patentansprüche

Verfahren zum Herstellen einer Ventilhülse, gekennzeichnet durch einen ersten Verfahrensschritt des Aufweitens eines Endes eines zylindrischen Teiles, einen zweiten Verfahrensschritt zum Ausbilden einer Vielzahl von Axialnuten in der Innenfläche des zylindrischen Teiles, wobei das entgegengesetzte Ende unbearbeitet belassen wird, und einen dritten Verfahrensschritt des Zurückbringens des erweiterten Abschnittes auf seinen ursprünglichen Durchmesser, welcher dieser erweiterte Abschnitt vor dem Erwelterungsschritt einnahm.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verfahrensschritt durch einen Preßvorgang erfolgt, welcher eine Preßmatri.ze verwendet, deren obere, innere Umfangsflache

ARABELLASTRASSE 4 · D-8OOO MÖNCHEN 81 · TELEFON COSQ^ 911087 ■ TELEX Ο5-2Ο61Ο CPATHE} · TELEKOPIERER 818J

konisch erweitert ist, und zwar mit zunehmendem Durchmesser zur Oberseite hin, und einen Stempel mit einer konisch verjüngten Fläche, bei der der Durchmesser nach unten hin zunimmt und die mit der konischen Fläche der Preßmatrize zusammenwirkt und hierzu an diese angepaßt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Verfahrensschritt durch einen Preßvorgang durchgeführt wird, welcher einen Stempel mit einer Rippe verwendet, welche im wesentlichen dieselbe Breite hat wie die auszubildende Axialnut, wobei der Stempel durch den erweiterten Abschnitt in das Teil getrieben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß während des Preßvorganges eine Beeinflussung der Rippen des Stempels mit der Innenfläche des zylindrischen Teiles am erweiterten Abschnitt vermieden wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Axialnuten gleichzeitig ausgebildet werden, indem, ein Stempel mit Rippen verwendet wird, deren Anzahl gleich der Anzahl der Axialnuten ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1. bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verfahrensschritt als einzelner Preßvorgang durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Verfahrensschritt eine Vielzahl von Vorgängen umfaßt, nämlich einen Rohpreßvorgang und einen FeinpreßVorgang.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1, dadurch gekennzeichnet , daß beide Seitenwände jeder Nut gleichzeitig mit dem Ausbilden der Axialnuten abgeschrägt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß gemäß dem dritten Verfahrensschritt der erweiterte Abschnitt des zylindrischen Teiles in einer Öffnung einer Preßmatrize

1.5 gedrückt wird, welcher einen Innendurchmesser hat, der im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des zylindrischen Teiles ist, welchen dieses vor dem Erweiterungsschritt hatte.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das zylindrische Teil in die Öffnung der Preßmatrize gedrückt wird, indem das vordere Ende des Stempels mit einem nach innen ragenden Vorsprung des zylindrischen Teiles in Berührung gelangt, welches an dem Ende des zylindrischen Teiles ausgebildet ist, das dem erweiterten Abschnitt entgegengesetzt liegt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η — zeichnet, daß der Stempel, welcher zum Pressen des zylindrischen Teiles in die Öffnung verwendet wird, einen Außendurchmesser hat, welcher im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des zylindrischen Teiles ist, den. dieses vor dem Erweiterungsschritt einnimmt. 35
12. Verfahren zum Herstellen eines zylindrischen Teiles, dadurch gekennzeichnet , daß ein vollwandiger Rohmaterialblock in eine Schmiedematrize eingegeben ist, deren Innendurchmesser gleich dem Außendurchmesser des Rohlings ist, und deren Höhe um einen Längenabschnitt höher ist als die Höhe des Rohlings, gemäß dem in der Matrize Material verdrängt wird, wenn ein Schmiedestempel in den Rohling hineingedrückt wird, so daß das Material des Rohlings entlang dem Stempel und der Innenwand der Matrize fließt.