DE3413072C2

DE3413072C2 - Verfahren zum Herstellen von axialen Blindnuten in einer Ventilhülse

Info

Publication number: DE3413072C2
Application number: DE3413072A
Authority: DE
Inventors: Hiromi Namegawa Saitama Kajikawa; Masao Higashimatsuyama Saitama Sugita
Original assignee: Jidosha Kiki Co., Ltd., Tokio/Tokyo
Priority date: 1983-04-06
Filing date: 1984-04-06
Publication date: 1987-01-15
Also published as: US4535519A; ES8507021A1; JPS59185539A; KR840008430A; ES531308A0; ES8604435A1; KR880000630B1; DE3413072A1; DE3448092C2; AU548593B2; AU2645184A; ES541572A0; JPH0256979B2

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Ventilhülse, welche mit einem Ventilrotor kombiniert wird, um ein hydraulisches Drehventil herzustellen. Gemäß einem ersten Verfahrensschritt erfolgt das Expandieren eines Endes eines zylindrischen Teiles (1). Bei einem zweiten Verfahrensschritt erfolgt das Ausbilden einer Vielzahl von Axialnuten (5) in der Innenfläche des zylindrischen Teiles, während das entgegengesetzte Ende unbearbeitet belassen wird. Bei einem dritten Verfahrensschritt wird der expandierte Abschnitt (1b) in die Ursprungsform zurückgebracht, d. h. auf den Durchmesser, den dieser Bereich vor dem Aufweiten hatte.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von axialen Blindnuten in einer Ventilhülse, entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Ein hydraulisches Drehventil kann in einer kraftunterstützten Lenkvorrichtung verwendet werden, der beispielsweise einen Ventilrotor 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 eines hydraulischen Strömungsmittels zu oder von einem Kraftzylinder. Die Nuten in der Ventilhülse sind als Blindnuten ausgebildet, d. h. als Ausnehmungen, die in einem 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 35 91 139 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 des Rohlings, einen zweiten Verfahrensschritt zum Ausbilden einer Vielzahl von Axialnuten in der Innenfläche des Rohlings, 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.
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.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt
Fig. 1 bis 7 eine Ausführungsform der Erfindung und insbesondere Fig. 1 einen Längsschnitt eines zylindrischen Teiles, Fig. 2 und 3 Längsschnitte mit der Darstellung eines ersten bzw. zweiten Schrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 4 und 5 eine Vorderansicht bzw. eine Bodenansicht eines zweiten Stempels, 6 und 7 Längsschnitte mit der Darstellung 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 1 a entsprechend der Darstellung in Fig. 1 durch einen schmiede- oder spanabhebenden Vorgang gebildet. Das Teil 1 wird dann entsprechend Fig. 2 einem ersten Preßvorgang unterworfen, bei dem der Öffnungsbereich 1 b expandiert wird. Eine zum Durchführen dieses Verfahrensschrittes verwendete Preßmatrize 2 ist mit einer sich erweiternden, oberen Umfangsfläche 2 a an dessen Innenseite versehen, während ein damit zusammenwirkender Stempel 3 eine kegelstumpfförmige Gestalt mit einer geneigten Fläche 3 a hat, welche an die sich erweiternde Fläche 2 a 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 1 b 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 1 b 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 gleichen Abständen voneinander beabstandet sind. Es ist festzustellen, daß die Rippen 6 an ihren Spitzen 6 a am meisten nach außen vorstehen, während der obere Abschnitt 6 b 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 Feinbearbeitungsschritt. Da der Öffnungsbereich 1 b des Teiles 1 radial nach außen aufgeweitet wird, erfolgt kein Auftreffen der Spitze 6 a der Rippe des Stempels 4 an der Innenfläche 1 c des Öffnungsbereiches neben der Innenkante der Öffnung, so daß die Rippe sich in einem geringen Abstand an dem Öffnungsbereich 1 d vorbeibewegt, um einen Bereich 1 b zu erreichen, wo die erste Berührung auftritt. Der Stempel 4 wird nachfolgend zum Boden 1 a getrieben, um so die Nuten 5 auszubilden, welche bis in die unmittelbare Nähe des Bodens 1 a 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 (α) der konisch erweiterten Flächen 2 a und 3 a der Preßmatrize 2 bzw. des Stempels 3 durch einen Winkel bestimmt wird, die notwendig ist, damit die Innenfläche 1 c 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 1 b, welcher durch den ersten Verfahrensschritt expandiert worden ist, auf den ursprünglichen Durchmesser. Bei diesem Verfahrensschritt wird ein dritter Stempel 7 verwendet, welcher einen Abschnitt 7 a 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 1 e bis zur Kante des Öffnungsbereiches 1 b des Teiles 1 (siehe Fig. 6). Beim dritten Verfahrensschritt wird eine Stütze 8, welche den Boden 1 a 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 7 b desselben gegen den Boden 1 a des Teiles 1 nach unten gestoßen wird. Konsequenterweise wird der erweiterte Abschnitt des Teiles 1 in einen zylindrischen Abschnitt 2 b der Preßmatrize 2 gebracht, welche sich unterhalb der konischen Fläche 2 a 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 1 b 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 2 b der Matrize auszustoßen, wonach eine C-Beilagscheibe 9 zwischen der Bodenfläche 2 c der Matrize 2 und der Oberseite 1 f 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 von Blindnuten in der Innenfläche des zylindrischen Teiles durch Wiederholen eines einfachen geradlinigen Bewegungsvorganges, obwohl die Ausbildung solcher Nuten bisher erhebliche Schwierigkeiten bereitete.
Die entsprechend dem erfindungsgemäßen 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 Umfangsfläche 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 1 g, 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 1 h anliegen, um das Teil 1 durch die Preßmatrize 2 zu drücken, wie dies in Fig. 9c dargestellt ist. Es wird als bevorzugt angesehen, wenn die Nuten in einem hydraulischen Drehventil zur Sicherstellung einer gewünschten Ansprechbarkeit abgeschrägt 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. 1 dargestellte, zylindrische Teil 1 ausgebildet wird. Eine Höhe (h) der Stange 1 wird entsprechend einer Höhe (Δ h) des Abschnittes bestimmt, welcher bei dem Preßvorgang nach oben getrieben wird. 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

1. Verfahren zum Herstellen von axialen Blindnuten in der Innenfläche einer Ventilhülse eines hydraulischen Drehventils, beispielsweise einer kraftunterstützten Lenkvorrichtung, bei dem von einem hohlzylindrischen Rohling ausgegangen wird, gekennzeichnet durch einen ersten Verfahrensschritt des Aufweitens eines Endes des Rohlings, einen zweiten Verfahrensschritt zum Ausbilden einer Vielzahl von Axialnuten in der Innenfläche des Rohlings, wobei das entgegengesetzte Ende unbearbeitet belassen wird, und einen dritten Verfahrensschritt des Zurückbringens des erweiterten Abschnittes auf seinen ursprünglichen Durchmesser, welchen dieser erweiterte Abschnitt vor dem Erweiterungsschritt einnahm.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verfahrensschritt durch einen Preßvorgang erfolgt, welcher eine Preßmatrize verwendet, deren obere, innere Umfangsfläche 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 Preßmatritze 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 7, 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 eine Öffnung einer Preßmatrize gedrückt wird, die einen Innendurchmesser hat, der im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des zylindrischen Teiles vor dem Erweiterungsschritt ist.

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 gekennzeichnet, 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.