EP1572394B1 - Verschlusschraube aus metallischen werkstoff, verfahren zu deren herstellung, rohling dafür sowie werkzeug dazu - Google Patents

Verschlusschraube aus metallischen werkstoff, verfahren zu deren herstellung, rohling dafür sowie werkzeug dazu Download PDF

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EP1572394B1
EP1572394B1 EP03813103A EP03813103A EP1572394B1 EP 1572394 B1 EP1572394 B1 EP 1572394B1 EP 03813103 A EP03813103 A EP 03813103A EP 03813103 A EP03813103 A EP 03813103A EP 1572394 B1 EP1572394 B1 EP 1572394B1
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EP
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screw plug
pipe
pipe butt
blank
external thread
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Hartmut Flaig
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M11/00—Component parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M9/00
    • F01M11/04—Filling or draining lubricant of or from machines or engines
    • F01M11/0408—Sump drainage devices, e.g. valves, plugs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/12—Forming profiles on internal or external surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/44—Making machine elements bolts, studs, or the like
    • B21K1/46—Making machine elements bolts, studs, or the like with heads
    • B21K1/463—Making machine elements bolts, studs, or the like with heads with recessed heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K21/00—Making hollow articles not covered by a single preceding sub-group
    • B21K21/08—Shaping hollow articles with different cross-section in longitudinal direction, e.g. nozzles, spark-plugs

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a screw plug made of metallic material for a fluid line - in particular for an oil line or an oil vessel - with a cylindrical shaft containing an external thread on a ridge plate, in which centrally provided a blind hole polygonal cross-section as a receiving member for a tool is.
  • the GB-A-1 274 754 shows a metallic screw plug.
  • Screw plugs of this type are mainly used in motor vehicles and must therefore be produced in large quantities. It has proven to be favorable so far that their production must be carried out in at least three stages of production. To improve this improvement is the object of the invention.
  • the shaft is designed as a tube stump provided with the external thread, and a blind hole coaxial with the usual blind hole of the ridge plate emerges from the end face of the shaft of the locking screw.
  • the ridge plate achscite - at a longitudinal angle of preferably 30 ° - inclined and widening firstward phase section as a transition to the pipe stump the rohr maybertige foot contour of this phase section at the same time - constructive - inner approach line for over this contour radially protruding external thread should be. Otherwise, a diameter of the foot contour of the phase section of 19.5 mm is preferred.
  • the depth of the wall surface should be about 8 mm, in particular 7.8 mm.
  • the diameter of the blind hole measures approximately 14 mm and the external diameter of the external thread measures approximately 21 mm; the dimensions should in particular cover the values of 13.8 mm or 20.97 mm.
  • the shaping of the closure screw which can be produced by the method according to the invention also comprises at least one, and preferably one on both sides, a phase edge inclined away from this tube edge toward the ridge plate, the outer phase edge merging into the external thread should.
  • this screw plug in which a blank is produced with an integrally formed on a ridge plate subsequent cylindrical stump, the inner diameter and outer diameter are formed shorter than the intended, this corresponding diameter of the screw plug; the tube stump of the blank is widened by simultaneously creating pressure on the inner wall surface of its blind hole.
  • a plunger is driven as a mandrel tool in the blind hole of Röhlingrohrstumpfes and radially widened by this wall of the pipe stump.
  • the blank used for the process for producing the closure screw in this connects to the ridge plate a cylindrical pipe stub of an outer diameter and a diameter of the blind hole, the dimensions of which are shorter than the outer diameter and the hole diameter of the actual screw plug;
  • the diameter of the blind hole should measure about 12 mm and the outer diameter of the pipe stump about 19 mm, preferably 19.2 mm.
  • the dimensional difference to the final product is compensated by the expansion process.
  • the outer diameter of the pipe stub on the blank shorter than the foot diameter of the phase section on the screw plug; the latter - as well as the phase section of the blank - should enclose an angle with the blank longitudinal axis, which preferably measures about 30 °.
  • the pipe edge of the pipe stump on both sides is assigned in each case one of the pipe edge inclined away phase edge, wherein the outer phase edge merges into the cylindrical pipe outer surface.
  • a plunger is set as a mandrel tool at one end in a housing and the free end of a relatively movably arranged support or holding head associated with a receptacle for a blank; the axis of which runs in the central axis of the tool or the plunger. It is also beneficial that at the that the support or holding head far end of the sleeve-like housing, a stationary base plate is provided which forms an abutment for her seated plunger.
  • the free end of the plunger partially surrounded by a plunger tube is intended to engage in a central bore of the support or holding head, a printhead of the plunger then projecting axially beyond the mouth edge of the plunger tube.
  • this stamp tube at the other end - preferably with a disc base - a stationary stationary sleeve of the tool is seated, which forms a support surface for the stationary sleeve passing through plunger.
  • a central pressure base can be formed on that base plate, which forms a common abutment for the plunger and the stand sleeve.
  • the carrying or holding head of the tool is seated on a sliding sleeve, which is associated coaxially with the pressure ram and the stationary sleeve.
  • the diameter of the pressure base should then correspond approximately to the seated diameter of the sliding sleeve.
  • the latter has, moreover, on a base portion assigned to the pressure base, a head portion which is radially widened relative to the latter and is intended to be held in a retaining manner by the holding head by a guide chuck and to be arranged so that it can move axially relative to the housing.
  • a force store is arranged according to the invention between these tool parts, in particular a profile element of elastic material.
  • This profile element is preferably placed annularly around the pressure base of the base plate and can be made of strands of material of different cross-sectional shape.
  • the blank sitting in the supporting or holding head blank can be pressed in its axial movement on the print head of the plunger, wherein the diameter of the plunger is greater than the diameter of the blind hole in the blank, i. when inserting the plunger, the blank expands.
  • a screw plug 10 for a not shown for reasons of clarity oil line or oil tank of a motor vehicle has on a plate-like ridge plate 12 axial height b of 4.5 mm and the diameter d of about 27 mm to the longitudinal axis A of the screw plug 10 axially integrally formed pipe stump 14th the outer diameter f of 20.97 mm; the axial height a of the screw plug 10 measures 19 mm, from which a height c of the tube stump 14 of 14.5 mm is calculated.
  • Such an inclined phase edge 17 also surrounds the tube edge 16 from the outside and merges into an external thread 22 of that external diameter f of 20.97 mm and the height h of 12 mm.
  • At the upper edge of the external thread 22 includes a molded, to the ridge plate 12 in a cross-sectional angle w of 30 ° (s. Fig. 3 ) conically expanding phase portion 24 axial height i of 2.5 mm. Its randissertiger foot diameter g measures 19.5 mm.
  • the external thread 22 attaches to the rohr maybertige foot contour 25 of the phase portion 24 and protrudes radially beyond this.
  • a central blind hole 28 hexagonal cross-section of the diameter z of about 4.8 mm (SW 10) and the wall depth y of 7 mm. Its hole deepest 30 is also centrally inclined from the wall surface 29 to the screw longitudinal axis A, also forming a flat conical surface. In this first blind hole 28 is used to rotate the screw plug 10 a - not reproduced in the drawing - tool.
  • the screw plug 10 is a in Fig. 3 illustrated blank 34 made of metal (for example, from 19 MnB 4 ) made of - the ridge blind hole 28 containing - ridge plate 12 and an integrally formed thereon cylindrical tube stub 36; while the ridge plate 12 in its and its blind hole 30 dimension (b, d, y, z) corresponds to that of the finished screw 10, the tube stub 36 of the blank 34 is different to the tube stub 14 designed.
  • the pipe outer surface 38 is here at the end of the ridge plate 12 far end - also the final dimensions g, w having - inclined phase portion 24 at; the diameter f 1 of its cylindrical contour is 19.2 mm, that is to 1.77 mm shorter than the outer diameter f of the finished screw plug 10.
  • the diameter e 1 of the existing in the blank 34, to the inner phase edge 15 a of the pipe edge 16 a subsequent blind hole 18 a measures 12 mm, that is 1.8 mm shorter than the diameter e of the finished screw plug 10.
  • the outer phase edge is denoted here by 17 a .
  • a tool 40 for a preferred way of producing the screw plug 10 is the 4 to 6 refer to.
  • Coaxial with its central axis M is a cylindrical tool housing 42 of the exemplary outer diameter q of 120 mm, a base plate 44 with centrally formed pressure base 46 of a diameter q 1 of 60 mm and a height n 1 of 21.5 mm and associated with a radial stepped bore 45.
  • This axial bore 47, 47 t receives a plunger 50 as a mandrel tool, the above the standing sleeve 48 a plunger tube 54 of length n of almost 60 mm from a pipe section 55 with this integrally formed Tellerfuß 57 of diameter t 3 of about 40 mm surrounds; the outer pipe diameter t 2 measures 21 mm, the inner diameter t of the pipe interior 58 about 14 mm. The latter continues downwards through those axial bores 47 of the stationary sleeve 48.
  • a sliding sleeve 60 of a height of about twice the length n 2 mentioned above is attached to the outside; the lower edge 62 sits in Fig. 5 the centric pressure base 46 of the base plate 44.
  • the cylindrical outer surface of the lower half and the foot portion 64 t of the sliding sleeve 60 continues the outer surface of the pressure base 46 and defines a cylindrical cavity 63.
  • n 2 of the stationary sleeve 48 approximately corresponding distance to that lower edge 62 starts a wider head portion 64th the sliding sleeve 60, which carries on its ridge end 66 a holding head 68 - upwardly tapered cross-section - with a central bore 70; this takes up the upper end of the tube section 55 of the plunger tube 54, whose outer diameter t 2 determines the diameter of the bore 70.
  • the height n 3 of the holding head 68 is slightly shorter than the length n 2 of the stationary sleeve 48.
  • a space filling, also sleeve-like guide chuck 80 This encloses the sliding sleeve 60 and the holding head 64 conclusive and can be moved together with these inner parts together as a unit in the tool housing 42 become.
  • a thread 81 for a threaded sleeve 84 which extends in that cavity 63.
  • the ridge portion of the bore 70 is adapted in cross-section to the structural design of the screw plug 10, ie the diameter of the bore 70 corresponds with a small clearance - the outer diameter f of the tube stump 14 of the screw plug 10 and expands approximately in the axial height b of the ridge plate 12 corresponding distance from the end face 76 of the holding head 68 of a conical ring plane 72 of the bore wall 71 - corresponding to the inclined phase portions 24 of the screw plug 10 - up to a step 74, according to which Fig. 4 the ridge plate 12 of the blank 34 is placed.
  • the circumference of the pipe stub 36 extends in a ring distance to the bore wall 71 of the central bore 70th
  • this insertion process is the phase edge 15 a of the blank 34 - at a distance from the mouth edge 56 of the tube section 55 - on the corresponding inwardly inclined ridge or phase edge 51 of the endisertigen section or print head 52 of the plunger 50, which the mouth edge 56 of the punch tube 54th surmounted accordingly.
  • the diameter of this Firstrandes 51 corresponds to the diameter e of the blind hole 18 of the screw plug 10, that is greater than the corresponding diameter e 1 on the blank 34th
  • the guide chuck 80 is lowered within the housing 42 in the direction x to the base plate 44 against a indicated at 78 profile ring approximately circular cross section of elastic material, ie the distance s between them is reduced, the punch or printhead 52 of the stationary plunger 50 into the blind hole 18 a of the blank 34 penetrates and the tube stub 36 expands until the outer surface 38 of the bore wall 71 of the bore 70 is present.
  • the dimension k of here 7 mm of the pressure path is in Fig. 5 recognizable.
  • Those arranged between the base plate 44 and guide plate 80 profile ring 78 may be otherwise configured cross-section otherwise than in Fig. 5 outlined; optionally it is designed as a hollow profile.
  • the not quite finished screw plug 10 r is removed from the holding head 68 and its expanded pipe stub 36 equipped with the external thread 22; then the screw plug 10 is ready for use.

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Abstract

Bei einer Verschlussschraube (10) Flüssigkeitsleitung insbesondere für eine Ölleitung oder ein Ölgefäss mit einem ein Aussengewinde (22) enthaltenden zylindrisohen Schaft (36) an einer Firstplatte (12), in welcher zentrisch ein Sackloch (28) mehreckigen Querschnitts als Aufnahmeorgan für ein Werkzeug vorgesehen ist, wird der Schaft (36) als mit dem Aussengewinde (22) versehener Rohrstumpf (14) ausgebildet. Von der Stirnfläche (16) des Schaftes geht ein zu jenem Sackloch (28) der Firstplatte (12) koaxiales Sackloch (18) aus. Zum Herstellen dieser Verschlussschraube (10) wird ein Rohling mit dem an die Firstplatte (12) angeformt anschliessenden zylindrischen Rohrstumpf (36) erzeugt, dessen Innendurchmesser und Aussen-durchmesser kürzer geformt werden als die letztendlich vorgesehenen entsprechenden Durchmesser (e, f) der Verschlusschraube (10); dann wird der Rohrstumpf (36) des Rohlings unter Erzeugung von Druck auf die innere Wandfläche von dessen Sackloch aufgeweitet. Bei dem für das Verfahren eingesetzten Werkzeug ist in einem Gehäuse ein Druckstempel als Dornwerkzeug einends festgelegt und dessen freiem Ende ein relativ dazu bewegbar angeordneter Trag- oder Haltekopf mit einer Aufnahme für einen Rohling zugeordnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verschlussschraube aus metallischem Werkstoff für eine Flüssigkeitsleitung -- insbesondere für eine Ölleitung oder ein Ölgefäß -- mit einem ein Außengewinde enthaltenden zylindrischen Schaft an einer Firstplatte, in welcher zentrisch ein Sackloch mehreckigen Querschnitts als Aufnahmeorgan für ein Werkzeug vorgesehen ist.
  • Aus der EP-A-0 461 344 ist eine mit Sackloch versehene Kunststoffverschlussschraube bekannt.
  • Die GB-A-1 274 754 zeigt eine metallische Verschlussschraube.
  • Aus der JP 57 151246 U ist eine Verschlussschraube bekannt, die auf einer einer Antriebsöffnung gegenüberliegenden Seite ein Sackloch aufweist. Die Herstellung einer derartigen Schraube ist vergleichsweise aufwändig.
  • Verschlussschrauben dieser Art werden vor allem bei Kraftfahrzeugen eingesetzt und müssen deshalb in großen Stückzahlen erzeugt werden. Dabei hat es sich bislang als günstig erwiesen, dass ihre Herstellung in zumindest drei Fertigungsstufen erfolgen muss. Dies verbessernd zu ändern, ist Aufgabe der Erfindung.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.
  • Bei einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Verschlussschraube ist der Schaft als mit dem Außengewinde versehener Rohrstumpf ausgebildet und von der Stirnfläche des Schaftes der Verschlussschraube geht ein zum üblichen Sackloch der Firstplatte koaxiales Sackloch aus. Von besonderer Bedeutung ist, dass bei einem von der Firstplatte achswärts -- in einem längsschnittlichen Winkel von bevorzugt 30° -- geneigten sowie sich firstwärts erweiternden Phasenabschnitt als Übergang zum Rohrstumpf die rohrwärtige Fußkontur dieses Phasenabschnittes gleichzeitig -- konstruktiv -- innere Ansatzlinie für das über diese Kontur radial hinausragende Außengewinde sein soll. Im übrigen wird ein Durchmesser der Fußkontur des Phasenabschnitts von 19,5 mm bevorzugt.
  • Als günstig hat es sich erwiesen, das Lochtiefste des Sackloches des Rohrstumpfes einen von dessen Wandfläche zur Schraubenlängsachse geneigten Querschnitt aufweisen zu lassen; vorteilhafterweise soll die Tiefe der Wandfläche etwa 8 mm betragen, insbesondere 7,8 mm.
  • Nach einem weiteren Merkmal der mit dem erfindungemäßen Verfahren herstellbaren Verschlussschraube misst der Durchmesser des Sackloches etwa 14 mm und der Außendurchmesser des Außengewindes etwa 21 mm; die Maße sollen insbesondere die Werte von 13,8 mm bzw. 20,97 mm erfassen.
  • Die Formgebung der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Verschlussschraube umfasst auch, dass dem freien Rohrrand des Rohrstumpfes zumindest ein -- und bevorzugt beidseits jeweils ein -- von diesem Rohrrand weg zur Firstplatte hin geneigter Phasenrand zugeordnet ist, wobei der außen liegende Phasenrand in das Außengewinde übergehen soll.
  • Im Rahmen der Erfindung liegt ein Verfahren zum Herstellen dieser Verschlussschraube, bei dem ein Rohling mit einem an eine Firstplatte angeformt anschließenden zylindrischen Rohrstumpf erzeugt wird, dessen Innendurchmesser und Außendurchmesser kürzer geformt werden als die vorgesehenen, diesen entsprechenden Durchmesser der Verschlussschraube; der Rohrstumpf des Rohlings wird unter gleichzeitigem Erzeugen von Druck auf die innere Wandfläche von dessen Sackloch aufgeweitet. Nach einem anderen Merkmal der Erfindung wird in das Sackloch des Röhlingrohrstumpfes ein Druckstempel als Dornwerkzeug eingetrieben und durch dieses die Wandung des Rohrstumpfes radial aufgeweitet.
  • Dabei hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Außenfläche des Rohrstumpfes über die Fußkontur des an die Firstplatte anschließenden -- querschnittlich achswärts geneigten -- Phasenabschnitts des Rohlings radial hinausgedrückt wird; das Außengewinde soll in die Rohraußenfläche des aufgeweiteten Rohrstumpfes eingeformt werden, vorteilhafterweise in den achswärts von jener Fußkontur des Phasenabschnitts bestimmten Bereich des Rohrstumpfes. Diese Einformung erfolgt vorteilhafterweise nach der Fertigung der oben beschriebenen Gestalt der Verschlussschraube durch einen gesonderten Gewinderollvorgang.
  • Jedoch liegt im Rahmen der Erfindung auch ein Verfahren, in dessen Verlauf die Außenfläche des Rohrstumpfes bei dessen Aufweitung gegen eine sie umgebende Formfläche mit Gewindenegativ gepresst wird.
  • Von besonderer Bedeutung ist der für das Verfahren genutzte Rohling zum Herstellen der Verschlussschraube; bei diesem schließt an die Firstplatte ein zylindrischer Rohrstumpf eines Außendurchmessers sowie eines Durchmessers des Sackloches an, deren Maße kürzer sind als die des Außendurchmessers und des Lochdurchmessers der eigentlichen Verschlussschraube; der Durchmesser des Sackloches soll etwa 12 mm sowie der Außendurchmesser des Rohrstumpfes etwa 19 mm messen, bevorzugt 19,2 mm. Die Maßdifferenz zum Endprodukt wird durch den Aufweitungsvorgang kompensiert.
  • Auch hat es sich als günstig erwiesen, den Außendurchmesser des Rohrstumpfes am Rohling kürzer zu wählen als den Fußdurchmesser des Phasenabschnittes an der Verschlussschraube; letzterer -- sowie der Phasenabschnitt des Rohlings -- soll mit der Rohlingslängsachse einen Winkel einschließen, der bevorzugt etwa 30° misst.
  • Nach einem anderen Merkmal ist auch dem Rohrrand des Rohrstumpfes beidseits jeweils ein vom Rohrrand weg geneigter Phasenrand zugeordnet, wobei der äußere Phasenrand in die zylindrische Rohraußenfläche übergeht.
  • Von Bedeutung ist auch ein Werkzeug, mit dem die Umformung des Rohlings auf einfache Weise erfolgen kann; erfindungsgemäß ist in einem Gehäuse ein Druckstempel als Dornwerkzeug einends festgelegt und dessen freiem Ende ein relativ dazu bewegbar angeordneter Trag- oder Haltekopf mit einer Aufnahme für einen Rohling zugeordnet; dessen Achse verläuft in der Mittelachse des Werkzeugs bzw. des Druckstempels. Günstig ist zudem, dass an dem jenem dem Trag- oder Haltekopf fernen Ende des hülsenartigen Gehäuses eine stationäre Sockelplatte vorgesehen ist, die ein Widerlager für den ihr aufsitzenden Druckstempel bildet. Das freie Ende des teilweise von einem ein Stempelrohr umfangenen Druckstempels soll erfindungsgemäß in eine zentrische Bohrung des Trag- oder Haltekopfes eingreifen, wobei dann ein Druckkopf des Druckstempels den Mündungsrand des Stempelrohres axial überragt. Dazu hat es sich als günstig erwiesen, wenn dieses Stempelrohr andernends -- bevorzugt mit einem Tellerfuß -- einer stationären Standhülse des Werkzeugs aufsitzt, die eine Auflagefläche für den die Standhülse durchsetzenden Druckstempel bildet. Um den Druckvorgang zu verbessern, kann an jene Sockelplatte ein zentrischer Drucksockel angeformt sein, der ein gemeinsames Widerlager für den Druckstempel sowie die Standhülse bildet.
  • Bevorzugt ist es, dass der Trag- oder Haltekopf des Werkzeugs einer Gleithülse aufsitzt, die koaxial dem Druckstempel sowie der Standhülse zugeordnet ist. Der Durchmesser des Drucksockels soll dem aufsitzenden Durchmesser der Gleithülse dann etwa entsprechen.
  • Letztere weist im übrigen an einem dem Drucksockel zugeordneten Fußabschnitt einen gegenüber diesem radial erweiterten Kopfabschnitt auf und soll mit dem Haltekopf von einem Führungsfutter haltend umfangen sowie mit diesem relativ zu dem Gehäuse axial bewegbar angeordnet werden.
  • Zur Unterstützung der Bewegung von Sockelplatte sowie dem Führungsfutter ist erfindungsgemäß zwischen diesen Werkzeugteilen ein Kraftspeicher angeordnet, insbesondere ein Profilelement aus elastischem Werkstoff. Dieses Profilelement ist bevorzugt ringförmig um den Drucksockel der Sockelplatte gelegt und kann aus Materialsträngen unterschiedlicher Querschnittsform hergestellt werden.
  • Schließlich hat es sich als günstig erwiesen, dass der im Trag- oder Haltekopf sitzende Rohling bei dessen axialer Bewegung auf den Druckkopf des Druckstempels aufgepresst zu werden vermag, wobei der Durchmesser des Druckstempels größer ist als der Durchmesser des Sackloches im Rohling, d.h. beim Einschub des Druckstempels weitet sich der Rohling auf.
  • Insgesamt ergibt sich ein bestechend einfaches Verfahren zum Herstellen der eingangs erwähnten Verschlussschrauben.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
    • Fig. 1:
    eine skizzenhafte Schrägsicht auf einen erfindungsgemäßen Rohling für eine Ver- schlussschraube;
    Fig. 2:
    einen Diametralschnitt durch die Ver- schlussschraube;
    Fig. 3:
    eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung des Rohlings zur Herstellung der Ver- schlussschraube;
    Fig. 4:
    den Längsschnitt durch ein Werkzeug zum Herstellen der Verschlussschraube mit oberhalb eines Pressstempels eingesetztem Rohling vor Beginn des Formvorganges;
    Fig. 5:
    die der Fig. 4 entsprechende Darstellung des Werkzeuges am Ende des Formvorganges mit entstandener Verschlussschraube;
    Fig. 6:
    den Längsschnitt durch den Presstempel mit zugeordnetem Rohling.
  • Eine Verschlussschraube 10 für eine aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht wiedergegebene Ölleitung oder ein Ölgefäß eines Kraftfahrzeuges weist an einer tellerartigen Firstplatte 12 axialer Höhe b von 4,5 mm sowie des Durchmessers d von etwa 27 mm einen zur Längsachse A der Verschlussschraube 10 axial angeformten Rohrstumpf 14 des Außendurchmessers f von 20,97 mm auf; die axiale Höhe a der Verschlussschraube 10 misst 19 mm, woraus sich eine Höhe c des Rohrstumpfes 14 von 14,5 mm errechnet.
  • In den Rohrstumpf 14 ist ein -- von seiner als Rohrrand 16 ausgebildeten Stirnfläche ausgehendes -- Sackloch 18 des Durchmessers e von 13,8 mm und der Wandtiefe c von 7,8 mm vorgesehen, dessen Tiefstes 20 von der Wandfläche 19 des Sackloches 18 zur Schraubenlängsachse A hin -- querschnittlich gesehen -- zentrisch geneigt ist, also eine flachkonische Fläche bildet. Jenen Rohrrand 16 begleitet zum Sackloch 18 hin ein geneigter Phasenrand 15.
  • Ein solcher geneigter Phasenrand 17 umgibt den Rohrrand 16 auch von außen her und geht über in ein Außengewinde 22 jenes Außendurchmessers f von 20,97 mm sowie der Höhe h von 12 mm. An den oberen Rand des Außengewindes 22 schließt ein eingeformter, sich zur Firstplatte 12 in einem Querschnittswinkel w von 30° (s. Fig. 3) konisch erweiternder Phasenabschnitt 24 axialer Höhe i von 2,5 mm an. Dessen randwärtiger Fußdurchmesser g misst 19,5 mm. Das Außengewinde 22 setzt an die rohrwärtige Fußkontur 25 des Phasenabschnitts 24 an und ragt radial über diese hinaus.
  • Von der Oberfläche 13 der Firstplatte 12 geht ein zentrisches Sackloch 28 sechseckigen Querschnitts des Durchmessers z von etwa 4,8 mm (SW 10) sowie der Wandtiefe y von 7 mm aus. Auch dessen Lochtiefstes 30 ist querschnittlich von der Wandfläche 29 zur Schraubenlängsachse A zentrisch geneigt, ebenfalls unter Bildung einer flachkonischen Fläche. In dieses Firstsackloch 28 wird zum Drehen der Verschlussschraube 10 ein -- in der Zeichnung nicht wiedergegebenes-- Werkzeug eingesetzt.
  • Zum Herstellen der Verschlussschraube 10 wird ein in Fig. 3 dargestellter Rohling 34 aus Metall (beispielsweise aus 19 MnB4) hergestellt aus der -- das Firstsackloch 28 enthaltenden -- Firstplatte 12 sowie einen an sie angeformten zylindrischen Rohrstumpf 36; während die Firstplatte 12 in ihrer und ihres Sackloches 30 Bemaßung (b, d, y, z) jener der fertigen Verschlussschraube 10 entspricht, ist zu deren Rohrstumpf 14 der Rohrstumpf 36 des Rohlings 34 unterschiedlich gestaltet. Die Rohraußenfläche 38 setzt hier an dem der Firstplatte 12 fernen Ende des -- ebenfalls die Endmaße g, w aufweisenden -- geneigten Phasenabschnitts 24 an; der Durchmesser f1 ihrer Zylinderkontur beträgt 19,2 mm, ist also um 1,77 mm kürzer als der Außendurchmesser f an der fertigen Verschlussschraube 10. Der Durchmesser e1 des im Rohling 34 vorhandenen, an den inneren Phasenrand 15a des Rohrrandes 16a anschließenden Sackloches 18a misst 12 mm, ist also 1,8 mm kürzer als der Durchmesser e an der fertigen Verschlussschraube 10. Der äußeren Phasenrand ist hier mit 17a bezeichnet.
  • Zur Fertigung der Verschlussschraube 10 aus dem Rohling 34 wird dessen Rohrstumpf 36 etwa durch Eintreiben eines Dornes in das Sackloch 18a und Druckerzeugung auf des letzteren Wandfläche 19a maßgenau zum Rohrstumpf 14 aufgeweitet, wobei problemlos das Außengewinde 22 geformt zu werden vermag.
  • Ein Werkzeug 40 für eine bevorzugte Art der Herstellung der Verschlussschraube 10 ist den Fig. 4 bis 6 zu entnehmen. Koaxial zu dessen Mittelachse M ist einem zylindrischen Werkzeuggehäuse 42 des beispielsweisen Außendurchmessers q von 120 mm eine Sockelplatte 44 mit zentrisch angeformtem Drucksockel 46 eines Durchmessers q1 von 60 mm und einer Höhe n1 von 21,5 mm sowie mit einer radialen Stufenbohrung 45 zugeordnet.
  • Auf dem Drucksockel 46 sitzt eine Standhülse 48 der Länge n2 von etwa 47 mm mit einer Axialbohrung 47, die einen querschnittlich erweiterten Endabschnitt 47t des Durchmessers t1 von 16 mm anbietet. Diese Axialbohrung 47, 47t nimmt einen Druckstempel 50 als Dornwerkzeug auf, den oberhalb der Standhülse 48 ein Stempelrohr 54 der Länge n von nahezu 60 mm aus einem Rohrabschnitt 55 mit diesem einends angeformtem Tellerfuß 57 des Durchmessers t3 von etwa 40 mm umfängt; der äußere Rohrdurchmesser t2 misst 21 mm, der Innendurchmesser t des Rohrinnenraumes 58 etwa 14 mm. Letzterer setzt sich nach unten hin durch jene Axialbohrung 47 der Standhülse 48 fort. Neben der Axialbohrung 47, 47t und zu ihr in radialem Abstand verläuft in der Standhülse 48 noch eine achsparallele Bohrung 49 engeren Durchmessers, die mit einer entsprechenden Bohrung 49a in der Sockelplatte 44 fluchtet.
  • An der Standhülse 46 des Durchmessers q2 ist außen eine Gleithülse 60 einer Höhe von etwa doppeltem Maß der erwähnten Länge n2 angebracht; deren Unterkante 62 sitzt in Fig. 5 dem zentrischen Drucksockel 46 der Sockelplatte 44 auf. Die zylindrische Außenfläche der unteren Hälfte bzw. des Fußabschnitts 64t der Gleithülse 60 setzt die Außenfläche des Drucksockels 46 fort und begrenzt einen zylindrischen Hohlraum 63. In einem der Länge n2 der Standhülse 48 etwa entsprechenden Abstand zu jener Unterkante 62 beginnt ein breiterer Kopfabschnitt 64 der Gleithülse 60, die auf ihrer Firststirn 66 einen Haltekopf 68 -- aufwärts sich verjüngenden Querschnitts -- mit zentrischer Bohrung 70 trägt; diese nimmt das obere Ende des Rohrabschnitts 55 des Stempelrohres 54 auf, dessen Außendurchmesser t2 den Durchmesser der Bohrung 70 bestimmt. Die Höhe n3 des Haltekopfes 68 ist geringfügig kürzer als die Länge n2 der Standhülse 48.
  • Zwischen dem äußeren Werkzeuggehäuse 42 einerseits sowie der Gleithülse 60 und dem Haltekopf 68 anderseits verläuft ein den Zwischenraum füllendes, ebenfalls hülsenähnliches Führungsfutter 80. Dieses umfängt die Gleithülse 60 sowie den Haltekopf 64 schlüssig und kann mit diesen inneren Teilen zusammen als Einheit im Werkzeuggehäuse 42 axial verschoben werden. Im Bereich jenes Hohlraumes 63 ist sie mit einem Gewinde 81 für eine Schraubhülse 84 ausgestattet, die in jenem Hohlraum 63 verläuft.
  • Mit 43 ist ein zur Mittelachse M hin gerichteter Führungsrand des Gehäuses 42 bezeichnet, mit 41 ein radiales Führungsorgan, das in eine achsparallele Führungsausnehmung 82 des Führungsfutters 80 eingreift.
  • Der Firstabschnitt der Bohrung 70 ist querschnittlich an die Konstruktionsgestalt der Verschlussschraube 10 angepasst, d.h. der Durchmesser der Bohrung 70 entsprichtmit geringem Spiel -- dem Außendurchmesser f des Rohrstumpfes 14 der Verschlussschraube 10 und erweitert sich etwa in einem der axialen Höhe b der Firstplatte 12 entsprechenden Abstand von der Stirnfläche 76 des Haltekopfes 68 von einer konischen Ringebene 72 der Bohrungswand 71 -- entsprechend den geneigten Phasenabschnitten 24 der Verschlussschraube 10 -- bis zu einer Stufe 74, auf welche gemäß Fig. 4 die Firstplatte 12 des Rohlings 34 aufgelegt wird. Der Umfang von dessen Rohrstumpf 36 verläuft in einem Ringabstand zu der Bohrungswand 71 der zentrischen Bohrung 70.
  • Während dieses Einsetzvorganges steht der Phasenrand 15a des Rohlings 34 -- in Abstand zum Mündungsrand 56 des Rohrabschnitts 55 -- auf dem entsprechend einwärts geneigten First- oder Phasenrand 51 des endwärtigen Abschnittes oder Druckkopfes 52 jenes Druckstempels 50, welcher den Mündungsrand 56 des Stempelrohres 54 entsprechend überragt. Der Durchmesser dieses Firstrandes 51 entspricht dem Durchmesser e des Sackloches 18 der Verschlussschraube 10, ist also größer als der entsprechende Durchmesser e1 am Rohling 34.
  • Für den Druck- oder Formvorgang wird das Führungsfutter 80 innerhalb des Gehäuses 42 in Formrichtung x zur Sockelplatte 44 hin gegen einen bei 78 angedeuteten Profilring etwa kreisförmigen Querschnittes aus elastischem Werkstoff abgesenkt, d.h. der Abstand s zwischen ihnen wird vermindert, wobei der Stempel- oder Druckkopf 52 des stehenden Druckstempels 50 in das Sackloch 18a des Rohlings 34 eindringt und den Rohrstumpf 36 aufweitet, bis dessen Außenfläche 38 der Bohrungswand 71 der Bohrung 70 anliegt. Das Maß k von hier 7 mm des Druckweges ist in Fig. 5 erkennbar. Jener zwischen Sockelplatte 44 und Führungsplatte 80 angeordnete Profilring 78 kann im übrigen querschnittlich auch anders gestaltet sein, als dies in Fig. 5 skizziert ist; gegebenenfalls ist er als Hohlprofil ausgebildet.
  • Nach dem Ausformvorgang wird die noch nicht ganz fertige Verschlussschraube 10r aus dem Haltekopf 68 herausgenommen und ihr aufgeweiteter Rohrstumpf 36 mit dem Außengewinde 22 ausgestattet; dann ist die Verschlussschraube 10 einsatzbereit.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Verschlussschraube für eine Flüssigkeitsleitung, insbesondere für eine Ölleitung oder ein Ölgefäß, mit einem ein Außengewinde (22) enthaltenden zylindrischen Schaft (36) an einer Firstplatte (12), in welcher zentrisch ein Sackloch (28) mehreckigen Querschnitts als Aufnahmeorgan für ein Werkzeug vorgesehen ist, wobei der Schaft (36) als mit dem Außengewinde (22) versehener Rohrstumpf (14) ausgebildet ist sowie von der Stirnfläche (16) des Schaftes ein zum Sackloch (28) der Firstplatte (12) koaxiales Sackloch (18) ausgeht, wobei die Verschlussschraube aus metallischem Werkstoff besteht und einen von der Firstplatte (12) achswärts geneigten Phasenabschnitt (24) als Übergang zum Schaft (36) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohling (34) mit einem an eine Firstplatte (12) angeformt anschließenden zylindrischen Rohrstumpf (36) erzeugt wird, dessen Innendurchmesser (e1) und Außendurchmesser (f1) kürzer geformt werden als die vorgesehenen entsprechenden Durchmesser (e, f) der Verschlussschraube (10), und dass der Rohrstumpf (36) des Rohlings unter Erzeugung von Druck auf die innere Wandfläche (19a) von dessen Sackloch (18a) aufgeweitet wird, und dass die Außenfläche des Rohrstumpfes (36) bei dessen Aufweitung gegen eine sie umgebende Formfläche mit Gewindenegativ gepresst wird, oder dass das Außengewinde (22) durch einen gesonderten Gewinderollvorgang eingeformt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in das Sackloch (18a) des Rohrstumpfes (36) des Rohlings (34) ein dessen Innendurchmesser (e1) querschnittlich übersteigender Abschnitt (52) eines Druckstempels (50) als Dornwerkzeug eingeführt und der Rohrstumpf durch diesen/dieses radial aufgeweitet wird, und/oder, dass die Außenfläche (38) des Rohrstumpfes (36) über die Fußkontur (25) eines an die Firstplatte (12) anschließenden, querschnittlich achswärts geneigten Phasenabschnitts (24) radial hinausgedrückt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Rohraußenfläche (38) des aufgeweiteten Rohrstumpfes (36) ein Außengewinde (22) eingeformt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (22) in den achsenwärts von der Fußkontur (25) des Phasenabschnitts (24) bestimmten Bereich des Rohrstumpfes (36) eingeformt wird, und/oder, dass das Außengewinde (22) in die Außenfläche (38) des Rohrstumpfes (36) auf dem Wege des Gewinderollens eingeformt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (38) des Rohrstumpfes (36) gegen ein diesen umfangendes Formwerkzeug gepresst wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussschraube derart ausgebildet wird, dass die rohrwärtige Fußkontur (25) des Phasenabschnitts (24) eine innere Ansatzlinie für das über diese Kontur radial hinausragende Außengewinde (22) ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussschraube derart ausgebildet wird, dass der sich firstwärts erweiternde Phasenabschnitt (24) der Verschlussschraube (10) mit der Schraubenlängsachse (A) längsschnittlich einen Winkel (w) einschließt, der bevorzugt etwa 30° misst.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussschraube mit einem Durchmesser (g) der Fußkontur (25) des Phasenabschnitts (24) von 19,5 mm hergestellt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussschraube derart ausgebildet wird, dass das Lochtiefste (20) des Sackloches (18) des Rohrstumpfes (14) einen von dessen Wandfläche (19) zur Schraubenlängsachse (A) geneigten Querschnitt aufweist, wobei gegebenenfalls eine Tiefe (c) der Wandfläche (19) von etwa 8 mm, insbesondere von 7,8 mm vorgesehen ist.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussschraube mit einem Durchmesser (e) des Sackloches (18) von etwa 14 mm und einem Außendurchmesser (f) des Außengewindes (22) von etwa 21 mm, insbesondere von 13,8 mm bzw. 20,97 mm hergestellt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussschraube derart ausgebildet wird, dass dem Rohrrand (16) zumindest ein von diesem weg firstwärts geneigter Phasenrand (15 bzw. 17) zugeordnet ist, wobei gegebenenfalls dem Rohrrand (16) beidseits jeweils ein vom Rohrrand weg firstwärts geneigter Phasenrand (15, 17) zugeordnet ist, der bevorzugt in das Außengewinde (22) übergeht.
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