DE3705426A1 - Verfahren zum herstellen einer einstueckigen ventilhuelse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer insbesondere einstückigen Ventilhülse, wie sie in einem Leistungssteuerungsgerät o. dgl. verwendet wird.

Es ist bekannt, daß eine Ventilhülse mit einer Vielzahl von Nuten (Ölnuten) in ihrer inneren Oberfläche gebildet wird, so daß sie als Auswahlventil oder Richtungssteuerungsventil zum Leistungs­ steuern im Zusammenwirken mit einem Stegabschnitt einer Eingangswelle wirken kann.

Bei herkömmlichen zweistückigen oder dreistückigen Ventilhülsen wird nach dem Bilden derartiger Nuten ein Ring in ein Ende oder beide Enden eines Ventilhülsenkörpers im Preßsitz befestigt, um dadurch beide Enden der Nuten in der inneren Oberfläche der Ventilhülse mit Hilfe des Rings oder Ringe zu schließen (japanische Patentanmeldung 60-3 893).

Neben derartigen zweistückigen oder dreistückigen Ventilhülsen ist eine einstückige Ventilhülse, die nur aus einem Ventilhülsen­ körper besteht, bekannt geworden, beispielsweise in den japanischen Offenlegungsschriften 54-1 32 935 und 60-73 175.

Die japanische Offenlegungsschrift 55-1 19 564 offenbart eine einstückige Ventilhülse, in der Nuten in einer Ventilhülse durch Räumen oder durch Hindurchführen eines ähnlichen Schneidwerkzeu­ ges durch die Hülse vorgeformt werden, worauf anschließend durch Extrusion ein ringförmiger Wulst oder Wulste geformt werden, um ein Ende oder beide Enden jeder Nut zu schließen.

Jedoch besitzen diese bekannten Ventilhülsen üblicherweise durch Schneid- bzw. Spanvorgänge gebildete Nuten. Im Fall der durch Schneidvorgänge gebildeten Nuten dauert es mehrere Minuten zur Bildung einer Nut. Daher dauert es sehr lange, eine Ventilhülse fertigzustellen.

Insbesondere sind bei der einstückigen Ventilhülse nach der japanischen Offenlegungsschrift 54-1 32 935 die Herstellungskosten sehr hoch, da eine komplizierte Vorrichtung zum Schneiden einer inneren Oberfläche eines Werkstücks verwendet werden muß.

Entsprechend den herkömmlichen Methoden zum Herstellen von Ventilhülsen hängt die Abmessungsgenauigkeit der Ventilhülsen stark von der Präzision der Schneidvorrichtungen, der Schneid­ leistung der Schneidwerkzeuge, der Präzision der Spannvorrich­ tungen, den Schleifcharakteristika der inneren Oberfläche der Ventilrohlinge usw. ab. Daher werden häufig ungenaue Ventilhülsen erzeugt.

Nach einer weiteren in der japanischen Offenlegungsschrift 55-1 19 564 offenbarten Herstellungmethode müssen mehrere Nuten mit geschlossenen Enden sowohl durch Schneiden als auch durch Extrudieren hergestellt werden, so daß die Produktionskosten hoch sind. Darüberhinaus ist es außerordentlich schwierig, einen Schneidvorgang in einen Extrusionsvorgang zu ändern.

Die japanische Offenlegungsschrift 60-73 175 offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer einstückigen Hülse unter Verwendung eines zylindrischen Hülsenrohlings mit einem dicken Umfangsabschnitt an jedem Ende, der dicker ist als der dazwischen liegende mittlere Abschnitt, wobei die dicken Abschnitte radial nach innen durch ein plastisches Verformungsverfahren deformiert werden, bevor die inneren und äußeren Oberflächen des zylindri­ schen Hülsenrohlings fertig bearbeitet, insbesondere spanabhebend bearbeitet werden. Jedoch ist es bei einer derartigen Herstel­ lungsmethode nicht leicht, zunächst einen zylindrischen Hülsenrohling herzustellen, der unterschiedliche Dicken an den Enden und in seinem mittleren Bereich aufweist. Die Menge des von der inneren Oberfläche des Hülsenrohlings zu entfernenden überschüssigen Materials ist groß, so daß die Herstellungskosten hoch werden. Darüberhinaus ist es außerordentlich schwierig, die Produktivität und Genauigkeit zu verbessern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer insbesondere einstückigen Ventilhülse zu schaffen, mit dessen Hilfe sich die Produktionskosten und die Herstellungszeit verringern und die Produktivität und Genauigkeit verbessern läßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer insbesondere einstückigen Ventilhülse vor, bei dem ein Werkstück plastisch verformt wird, um in diesem ein Sackloch und eine Vielzahl von Nuten in der Oberfläche des Sacklochs zu bilden, die sich in Längsrichtung des Lochs erstrecken und ein geschlossenes Ende an dem Boden des Lochs und ein offenes Ende an der Mündung des Lochs aufweisen. Ein Abschnitt des Werkstücks an dem Boden des Lochs wird plastisch verformt, um ein durchgehendes Loch an dem Werkstück zu bilden. Ein innerer Abschnitt des Werkstückes im Bereich der Mündung des Lochs wird plastisch verformend bearbeitet, um das offene Ende der Nuten zu schließen.

Typischerweise wird ein Werkstück zunächst mit einem Sackloch und einer Vielzahl von in Längsrichtung des Lochs verlaufenden Nuten in einer inneren Oberfläche des Lochs geformt. Es wird von der Erfindung bevorzugt, daß die Nuten durch eine Vorderziehmethode oder eine Rückziehmethode gebildet werden. Anschließend wird ein Abschnitt des Werkstücks an dem Boden des Lochs durch eine plastisch verformende Bearbeitung entfernt, und insbesondere durch einen Stanzvorgang, um dadurch ein durchgehendes Loch in dem Werkstück zu bilden, während vorzugsweise die inneren Enden der Nuten geschlossen bleiben. Weiterhin wird ein innerer Abschnitt des Werkstückes benachbart der Mündung des Lochs bzw. der Bohrung plastisch verformend bearbeitet, insbesondere durch Extrudieren verformt. Als Ergebnis werden die Enden der Nuten benachbart der Mündung des Lochs geschlossen. Anschließend wird die innere Oberfläche des Werkstücks vorzugsweise spanabhebend bearbeitet, so daß ein genaues zylindrisches durchgehendes Loch gebildet wird. Weiterhin wird gegebenenfalls die äußere Oberfläche des Werkstücks bearbeitet, insbesondere spanabhebend, je nach der gewünschten Form, beispielsweise werden Nuten oder dergleichen zusätzlich in der äußeren Oberfläche gebildet.

Die genannten Verfahrensschritte können in kaltem oder warmen Zustand durchgeführt werden.

Da ein Sackloch und eine Vielzahl von in Längsrichtung verlaufen­ der Nuten in dem Loch in einem Werkstück durch ein plastisches Verformungsverfahren gebildet werden, und ein Abschnitt des Werkstücks an dem Boden des Lochs durch plastische Verformung entfernt wird, wobei die inneren Enden der Nuten geschlossen bleiben, und ein innerer Abschnitt des Werkstückes benachbart der Mündung des Lochs weiterhin plastisch verformt wird, um dadurch die anderen Enden der Nuten zu schließen, können an beiden Enden geschlossenen Nuten in der inneren Oberfläche eines Werkstückes rein durch ein plastisches Verformungsverfahren gebildet werden. Daher ist es möglich, eine einstückige Ventilhülse mit einer Vielzahl von Nuten darin zu erzeugen, indem feste Materialen verwendet werden, die mit niedrigem Preis gekauft werden können. Keine spanabhebenden Verfahrensschritte sind erforderlich, mit Ausnahme des abschließenden Verfahrensschrittes der Bearbeitung der inneren und äußeren Oberflächen der Werkstücke. Dadurch läßt sich die Produktivität verbessern und die Produktionskosten können beachtlich gesenkt werden. Darüberhinaus ist die Genauigkeit in der Abmessung der Nuten außerordentlich groß mit einer stabilisierten hohen Qualität. Weiterhin läßt sich Material sparen. Unter Verwendung der bevorzugten Methode können die Nuten an einem Ende geschlossen gebildet werden nur durch plastische Verformung eines Werkstückes, während die anderen Enden der Nuten anschließend durch plastische Verformung des Werkstückes geschlossen werden können. Auf diese Weise muß nur eine geringe Menge an Überschußmaterial des Werkstückes, das sich radial nach innen an dem anderen Ende der Nuten erstreckt, und andere gewünschte Abschnitte während des abschließenden spanabhebenden Verfahrensschrittes entfernt werden. Dies bedeutet, daß nur ein geringes Maß an Überschußmaterial bei der abschließenden Bearbeitung entfernt werden muß. Darüberhinaus wird das Spanabheben dieses Materials leicht, so daß die Kosten der Herstellung einer einstückigen Ventilhülse weiterhin verringert werden können.

Wenn beide Enden der Nuten durch einen plastischen Verformungs­ vorgang wie beschrieben geschlossen werden, wird die äußere Form des Werkstückes nicht verändert. Aus diesem Grund kann das Werkstück mit hoher Präzision am Ende der Bearbeitung bearbeitet werden. Daher lassen sich einstückige Ventilhülsen mit außeror­ dentlich genauen Abmessungen herstellen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Werkstückes, das in einem erfindungsge­ mäßen Herstellungsverfahren verwendet wird;

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Werkstück, das durch plastische Verformung mit einem Sackloch und einer Vielzahl von Nuten gebildet ist;

Fig. 3 eine Endansicht des teilweise geformten Werkstücks der Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt durch ein Werkstück, bei dem ein Abschnitt an dem Boden des Lochs zur Bildung eines durchgehenden Lochs gestanzt ist;

Fig. 5 einen Schnitt durch ein Werkstück, bei dem ein innerer Abschnitt des Werkstücks benachbart der Mündung des ursprünglichen Sacklochs zur Verformung gepresst ist; und

Fig. 6 einen Schnitt durch eine fertig bearbeitete einstückige Ventilhülse nach spanabhebender Bearbeitung der inneren und äußeren Oberflächen des Werkstücks.

Eine einstückige Ventilhülse wird in kaltem oder heißem Zustand wie folgt hergestellt:

Fig. 1 zeigt ein Werkstück 1, das den gleichen Durchmesser über seine gesamte Länge ohne eine Öffnung aufweist. Vorzugsweise wird das Werkstück 1 dadurch hergestellt, daß eine lange zylindrische Stange auf eine vorbestimmte Länge abgeschnitten wird. Das Werkstück 1 wird zuerst mit einem Sackloch 3 und einer Vielzahl von Nuten 2, die als Ölnuten wirken, durch plastische Verfor­ mungsbearbeitung des Werkstückes 1 geformt, siehe Fig. 2 und 3. Das Loch 3 und die Nuten 2 werden vorzugsweise durch ein Rückwärtsziehverfahren gebildet, obwohl sie auch durch ein herkömmliches Vorwärtsziehverfahren gebildet werden können. Die Nuten 2 werden in der Längsrichtung des Lochs 3 orientiert, d. h. der Längsrichtung des Werkstückes 1, und werden mit gleichmäßigem gegenseitigem Winkelabstand in dem Loch verteilt. Anschließend wird ein Abschnitt 4 (siehe Fig. 2) des Werkstückes 1 an dem Boden des Lochs 3 plastisch verformt, vorzugsweise durch Stanzen, um dadurch mit dem Loch 3 ein durchgehendes Loch 5 zu formen, siehe Fig. 4. Wie sich aus Fig. 5 ergibt, ist der Innendurchmes­ ser S des gestanzten Abschnittes des Lochs 5 im wesentlichen gleich dem Durchmesser d des Lochs 3 zwischen den Nuten 2, 2 und kann etwas kleiner sein. Dementsprechend bleiben die in Fig. 5 rechten geschlossen geformten Enden der Nuten 2 geschlossen.

Wie aus Fig. 5 zu entnehmen ist, wird ein innerer Abschnitt des Werkstückes 1 weiterhin plastisch verformt durch das offene Ende 6 des Lochs 3, vorzugsweise durch Pressverformen des Materials des Werkstückes 1. Der innere Durchmesser T der Innenwand 8 des offenen Endes 6 wird größer gemacht als der Durchmesser D des Lochs 3. Auf diese Weise werden die anderen Enden der Nuten 2 geschlossen.

Schließlich werden, siehe Fig. 6, die inneren und äußeren Oberflächen des Werkstücks 1 bearbeitet, insbesondere spanabhe­ bend bearbeitet, wenn dies gewünscht ist, um dadurch eine fertig bearbeitete einstückige Ventilhülse zu erzeugen. Beispielsweise werden Nuten 7 zusätzlich in der äußeren Oberfläche des Werkstücks 1 gebildet. Ebenfalls werden die Innenwände 8, 9 und das überschüssige Material 10 des Werkstücks 1, siehe Fig. 5, auf zylindrische Form bearbeitet, insbesondere spanabhebend. Das überschüssige Material 10 wird ebenfalls entfernt.

Claims (16)

1. Verfahren zum Herstellen einer einstückigen Ventilhülse, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: ein Werkstück (1) wird plastisch verformend bearbeitet, um in ihm ein Sackloch (3) und eine Vielzahl von Nuten (2) in der Oberfläche des Lochs (3) zu formen, die sich in Längsrichtung des Lochs (3) erstrecken und ein geschlossenes Ende an dem Boden des Lochs (3) und ein offenes Ende an der Mündung des Loches (3) aufweisen;
ein Abschnitt (4) des Werkstücks (1) an dem Boden des Lochs (3) wird plastisch verformend bearbeitet, um ein durchgehen­ des Loch in dem Werkstück (1) zu bilden; und
ein innerer Abschnitt des Werkstückes (1) benachbart der Mündung des Lochs (3) wird plastisch verformt bearbeitet, um dadurch die offenen Enden der Nuten (2) zu schließen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten durch ein Rückwärtsziehverfahren hergestellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (2) durch ein Vorwärtsziehverfahren geformt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (1) nach Durchführen der plastischen Verformungsschritte spanabhebend bearbeitet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das durchgehende Loch (5) durch Stanzen des Abschnittes (4) des Werkstückes (1) im Bereich des Bodens des Sacklochs (3) gebildet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (1) kalt geformt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (1) heiß geformt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Abschnitt des Werkstückes (1) durch seine Druckverformung plastisch verformt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (2) durch Druckumformen her­ gestellt werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (2) durch Zugumformen hergestellt werden.

11. Ventilhülse, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein insbeson­ dere plastisch verformtes Werkstück mit einem Sackloch und einer Vielzahl von in der Oberfläche des Sacklochs gebilde­ ter sich in Längsrichtung erstreckenden Nuten aufweist, die im Bereich des Bodens des Sacklochs geschlossen sind, daß im Bereich des Bodens des Sacklochs ein durchgehendes Loch an­ geordnet ist, und daß die Nuten im Bereich der Mündung des Sacklochs geschlossene Enden aufweisen.

12. Ventilhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch ein Rückwärtsziehen hergestellt ist.

13. Ventilhülse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch ein Vorwärtsziehverfahren hergestellt ist.

14. Ventilhülse nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie nach der plastischen Verformung span­ abhebend bearbeitet ist.

15. Ventilhülse nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie durch Druckumformen hergestellt ist.

16. Ventilhülse nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie durch ein Zugumformen hergestellt ist.