DE3028585C2 - Verfahren zur Herstellung eines Dieselmotorverbrennungskammereinsatzes - Google Patents

Description

a) das zylindrische Materialstück (1) wird zwischen dem Stempel (14) und dem Gegenstempel (15) dieser ίο Preßform (13) durch Kalt- oder Warmpressen zur Herstellung einer zentrischen Vertiefung (3) in dem

scheibenförmigen Körper (2) verformt;

b) der Bodenflansch (5) wird angestaucht;

c) in die Außenseite des Bodens des verpreßten Materialstückes (1) wird an einer Stelle, die der Einspritzöffnung des Kraftstoffgemisches entspricht, eine schräge Vertiefung (9) geformt;

d) aus der schrägen Vertiefung wird die Durchgangsbohrung (30) gebildet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Innenseite (7) des Bodens des verpreßten Materials (1) eine Vertiefung (11) ausgebildet wird, die mit der äußeren schrägen Vertiefung (9) fluchtend ausgerichtet ist

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsbohrung (30) durch Stanzen, Schneiden, Funkenerosion oder auf elektrolytische Weise hergestellt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Stanzen oder Schneiden hergestellte Durchgangsbohrung (30) auf elektrolytische Weise fertig bearbeitet wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Von dem Einsatz, der in den Zylinderkopf eines Dieselmotors eingebaut werden soll, wird sowohl eine hohe Hitzebeständigkeit verlangt, weil er heißen Verbrennungsgasen ausgesetzt ist, also auch eine große Genauigkeit bezüglich seiner Abmessungen. Der Einsatz wurde deshalb bisher entweder im Präzisionsformgußverfahren oder durch zerspanende Fertigung hergestellt.

Dieses Verfahren ist jedoch für die Herstellung des Einsatzes der eingangs genannten Art nicht geeignet, da es aus komplizierten Schritten besteht, so daß längere Gießzeiten und hohe Produktionskosten erforderlich sind.

Andererseits muß der Einsatz, der eine ausreichende Hitzebeständigkeit aufweisen soll, aus hitzebeständigem Stahl gefertigt werden, dessen Zerspanbarkeit im allgemeinen weniger gut ist. Darüber hinaus ist der Zerspanungsvorgang bei der Bearbeitung des Rundstabes mit so großen Nachteilen behaftet, daß die Kosten für das Material und den Bearbeitungsschritt nicht tragbar sind. Insbesondere in den Fällen, in denen der Einsatz mit einer Einspritzöffnung einer speziellen schrägen Bohrung durch den Zerspanvorgang versehen werden soll, hat sich die Herstellung der Einspritzöffnimg als ziemlich schwierig erwiesen. So ist die maschinelle Bearbeitung nicht zur Herstellung unrunder Bohrungen geeignet.

Insbesondere aber eignet sich die maschinelle Bearbeitung nicht zur Herstellung schräger Spezialbohrungen, die in bezug auf die Oberfläche eines Werkstücks geneigt verlaufen. Solche Spezialbohrungen könnten nur auf Fräsmaschinen hergestellt werden, deren Tisch einen dreidimensionalen Vorschub aufweist. Wenn das zu fräsende Material hitzebeständig oder außerordentlich hart ist, dann ist die Lebensdauer des Schneid- oder Fräswerkzeugs nur kurz, und der Bearbeitungsvorgang nimmt eine lange Zeit in Anspruch, wodurch sich die Produktionskosten erhöhen. Die maschinelle Bearbeitung ist daher für die Massenproduktion von Einsätzen der genannten Art nicht geeignet.

Bei der Bearbeitung eines Materials, das sich nicht leicht zerspanen läßt, wird andererseits das Schneidwerkzeug während der Bearbeitung in erheblichem Maße verschlissen, so daß seine Wartung und Erneuerung einen beträchtlichen Anstieg der Produktionskosten mit sich bringt. Was die Frage der Maßhaltigkeit anbelangt, so muß darüber hinaus die Lage der Schneidwerkzeugspindel laufend korrigiert werden, da sich der Durchmesser des Schneidwerkzeugs in dem Maße verringert, wie der Bearbeitungsvorgang fortschreitet. Obgleich der Einbau einer Korrekturvorrichtung zu diesem Zweck nicht umöglich ist, würden dadurch die Produktionskosten sowie die Herstellungskosten für die Werkzeugmaschine in einem Maße erhöht werden, das den maschinellen Bearbeitungsprozeß ungeeignet macht.

Das gattungsgemäße Verfahren (japanische Offenlegungsschrift Nr. 50-1 38 207) versucht hier zwar daduch Abhilfe zu schaffen, daß das zu bearbeitende Materialstück geteilt und die getrennten Teile nach dem Einschneiden der schrägen Durchgangsbohrung wieder zusammengebaut werden, ist jedoch gerade deshalb nachteilig, weil die Aufteilung des Materialstücks in einen oberen und einen unteren Teil so erfolgen muß, daß die beiden Teile Hannah crefräct uecrhuupiRt unH fprtior hparhpitpt wprHpn lfftnnen Zusätzlich 7.11 diesen vielfachen Rearbei-

tungsschritten ergeben sich bei diesem Verfahren ernsthafte Probleme im Hinblick auf den Materialverbrauch und die Produktionskosten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, das Verfahren der genannten Art so zu verbessern, daß der Dieselmotor-Verbrennungskammereinsatz als Ganzes in mehreren Verfahrensschritten auf eine sehr viel wirtschaftlichere Weise hergestellt werden kann, so daß der Materialverlust auf ein Mindestmaß beschränkt wird und die Produktionskosten, vor allem durch eine erhebliche Senkung der Werkzeugkosten, sich beträchtlich verringern, ohne daß dadurch die Bearbeitungszeit wesentlich zunimmt.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst. Die Kombination dieser Verfahrensschritte sieht demnach vor, daß ein zylindrischer Materialrohling durch Kalt- oder Warmverpressen von den Stempeln einer Preßform eine zentrische Vertiefung oder Aussparung and damit einen Boden erhält, in dem mit einem zweiten Verformungsgang im Bereich der späteren Einspritzöffnung für das Kraftstoffgemisch eine schräge Aussparung hergestellt wird, und zwar gleichzeitig oder nach dem Verpressen des Materials, woraufhin dann diese schräge Vertiefung zu einer Durchgangsbohrung erweitert wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 c'ne geschnittene Seitenansicht des herzustellenden Dieselverbrennungskammereinsatzes in den einzelnen aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen I bis VI,

F i g. 2 bis 5 Schnittansichten der aufeinanderfolgenden Zuordnungen der Stempel einer Preßform und des zylindrischen Materialstücks für den Einsatz während der Herstellung,

F i g. 6 und 7 auseinandergezogene Darstellungen des Bohrverfahrens gemäß der Erfindung,

F i g. 8 eine Schnittansicht des hergestellten Einsatzes, F i g. 9 eine Draufsicht der Aussparung des als Zwischenprodukt hergestellten Einsatzes,

F i g. 10 bis 12 Schnittansichten zur Verdeutlichung des Bohrverfahrens bei elektrolytischer Bearbeitung,

F i g. 13 I eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Bearbeitungselektrode,

F i g. 13 II eine Draufsicht einer Bearbeitungselektrode,

F i g. 14 eine perspektivische Ansicht eines für die elektrolytische Bearbeitung verwendeten Flüssigkeitsrohres,

F i g. 15 Stirnansichten von schrägen Durchgangsbohrungen,

F i g. 16 Schnittansichten anderer Ausführugnsformen des Einsatzes,

F i g. 17 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit von Verformungswiderstand und der Stauchung in %, F i g. 18 eine Schnittansicht des Einsatzes,

F i g. 19 eine Schnittansicht längs der Linie I-I in F i g. 18, aus der die schräge Durchgangsbohrung ersichtlich ist und

F i g. 20 eine Schnittansicht der schrägen Durchgangsbohrung längs der Linie H-II in F i g. 18.

Die F i g. 1 V und VI sind Schnittansichten eines Dieselmotor-Verbrennungskammereinsatzes A, der aus einem zylindrischen Materialstück hergestellt werden soll. Der Einsatz A ist ein mit einer zentralen Aussparung versehener scheibenförmiger Körper, der bei 5 einen Bodenflansch aufweist und der mit einer speziellen schrägen Durchgangsbohrung 10 unter einem Neigungswinkel von 15 bis 75° versehen ist, wobei sich diese Bohrung von der Außenseite 6 zur Innenseite 7 durch den Boden hindurch erstreckt.

Die Fig. 1 bis Vl und die Fig.2 und 3 zeigen die Schritte, die bei der Herstellung des Einsatzes A befolgt werden.

F i g. 1 I zeigt ein in etwa zylindrisches, aus hitzebeständigem Stahl bestehendes Materialstück 1, das in an sich beliebiger Weise hergestellt werden kann, so beispielsweise durch Abstechen oder Fräsen eines Rundstabs, und das das Ausgangsmaterial für das hier zu beschreibende Verfahren bildet.

Das in etwa zylindrische, hitzebeständige Materialstück 1 von F i g. 1 I wird in eine Form 13 gesetzt (F i g. 2), die aus einer extrem harten Legierung besteht und wird dann senkrecht zwischen dem oberen Stempel 14 und unteren Gegenstempel 15, die ebenfalls aus einer extrem harten Legierung bestehen, angeordnet. Das so angeordnete Materialstück 1 wird daraufhin mit Hilfe des Stempels 14 durch einen Kalt- oder Warmpreßprozeß zu einem Körper 2 verpreßt, der eine zentrische Vertiefung 3 in Form eines Kegelstumpfes aufweist. Der Stempel 14 wird dann angehoben, so daß der Körper 2 aus der Preßform 13 mit Hilfe des Gegenstempels 15 ausgestoßen werden kann. Danach wird der auf diese Weise hergestellte scheibenförmige Körper 2, wie in Fig.3 gezeigt, umgedreht und zwischen dem oberen Stempel 17 und unteren Gegenstempel 18 senkrecht angeordnet. Beide genannten Stempel bestehen ebenfalls aus einer extrem harten Legierung. Der so angeordnete Körper 2 wird dann mit Hilfe des Stempels 17 durch Kalt- oder Warmpressen zu einem Körper 4 verpreßt, der an dem Außenrand seines Bodens mit einem Bodenflansch 5 versehen ist. Danach wird der Stempel 17 angehoben, so daß der Körper 4 durch den Gegenstempel 18 aus der Preßform 16 ausgestoßen werden kann. Des weiteren wird die Formmaschine, die mit einer Preßform 19 und einem Gegenstempel 22 ausgerüstet ist, welche dieselbe Formgebung wie die Preßform 16 und der Gegenstempel 18 von F i g. 3 aufweisen, mit dem Körper 4 beschickt, wie in Fig.4 dargestellt. Danach wird der Körper 4 durch Kalt- oder Warmpressen zu einem Einsatzzwischenprodukt 8 verpreßt, das an seinem Boden mit einer schrägen Vertiefung 9 versehen wird, und zwar mit Hilfe eines Stempels 20 der auf seiner Druckseite mit einem Vorsprung 21 versehen ist, der im Längsschnitt in etwa dreieckförmig ausgebildet ist und eine ovale Form hat, so daß er an seiner Stirnseite in die schräge Durchgangsbohrung 10 paßt. Danach wird der Stempel 20 angehoben, so daß das Einsatzzwischenprodukt 8 mit Hilfe des Gegenstempels 22 aus der Preßform 19 ausgestoßen werden kann.

In der nächsten Fertigungsstufe wird das Einsatzzwischenprodukt 8 der in F i g. 1 IV gezeigten Form gebohrt, um die schräge Durchgangsbohrung 10 herzustellen, die unter einem Winkel λ in bezug auf den Boden, wie in den F i g. 1 V und VI gezeigt, entsprechend dem gewünschten Einsatz A geneigt ist. Dieser Bohrschritt wird, wie in F i g. 6 dargestellt, dadurch ausgeführt, daß das Einsatzzwischenprodukt 8 mit einem Werkstückhalter 29 so festgehalten wird, daß seine schräge Vertiefung 9 mit ihrem Boden 9' waagrecht liegt, worauf dann die Durchgangsbohrung 10 von der Oberseite 6 zur Unterseite 7 durch das Einsatzzwischenprodukt 8 hindurch mit Hilfe eines Schneidwerkzeugs 28 hergestellt wird.

Die Herstellung der genannten Durchgangsbohrung kann durch zerspanende Bearbeitung, Funkenerosion, auf elektrolytische Weise und durch Stanzen erfolgen. Diese Verfahren zur Herstellung der schrägen Durchgangsbohrung 10 können einzeln oder in Kombination zur Anwendung gelangen.

Obgleich bei der hier beschriebenen Ausführungsform das Einsatzzwischenprodukt 8 von F i g. 1 IV nach dem Verpressen des Körpers 4 von Fig. 1 III wiederum durch Pressen hergestellt wird, läßt sich das Einsatzzwi- ·■>.■

schenprodukt 8 auch direkt aus dem in F i g. 1 II gezeigten Körper 2 durch Pressen herstellen. , j

Darüber hinaus ist das Verfahren nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, bei der die i γ

schräge Vertiefung 9 in der Außenseite 6 des Bodens hergestellt wird, sondern es könnte auch dahingehend ;§,

abgeändert werden, daß eine weitere schräge Vertiefung 11 in der Innenseite 7 des Bodens hergestellt wird, um

dadurch den Teil a, der auszuschneiden ist, auf '/5 der gesamten Dicke zu reduzieren und danach den Bohrvor- h_

gang zu vereinfachen, wie dies in F i g. 5 dargestellt ist. Das auf diese Weise hergestellte Einsatzzwischenprodukt %

12 wird mit Hilfe des Schneidwerkzeugs 28 in ähnlicher Weise, wie in F i g. 6 gezeigt, durchbohrt, um dadurch %

den Einsatz A zu schaffen. i

Andererseits läßt sich das Bohrverfahren auch dahingehend abändern, daß, wie in F i g. 7 gezeigt, das Einsatz- '■

Zwischenprodukt 12 in dem Werkstückhalter 29 fixiert wird und dann in seinem Teil oder Bereich a mit mehreren .'

schrägen Durchgangsbohrunger. 30, beispielsweise wie in F i g. 9 dargestellt, mit drei solchen Bohrungen, versehen wird, die später auf elektrolytische Weise weiterbearbeiet werden, so daß die gewünschte Durchgangsboh-

rung 30 entsteht Durch diese abgeänderte Verfahrensweise, bei der das Schneidwerkzeug 28 dazu dient, schräge ■

Durchgangsbohrungen 30 herzustellen, läßt sich die Herstellung der Durchgangsbohrung 10 weiter vereinfa- '"!

chen. Darüber hinaus wird bei Anwendung des elektrolytischen Verfahrens in Verbindung mit den Durchgangs- :i

bohrungen 30 der Durchgang einer elektrolytischen Elektrode durch diese Bohrungen im Vergleich zu dem u

üblichen elektrolytischen Verfahren verbessert. Eine weitere Verbesserung ist darin zu sehen, daß die schrägen (f

Durchgangsbohrungen 30 wie eine Führung wirken, die die Maßgenauigkeit der Durchgangsbohrung, weiche ';|

die in F i g. 10 dargestellte Spezialform aufweist, sowie den Fertigbearbeitungsvorgang verbessert, der maschi- '^;

nell durch Verwendung eines Bohrers od. dgl. schwer zu bewältigen ist, wobei gleichzeitig eine Verkürzung der 'U

Fertigbearbeitungszeit möglich gemacht wird. Somit ist die Möglichkeit gegeben, einen Einsatz hoher Maßge- gf

nauigkeit herzustellen. S

Im einzelnen wird das Einsatzzwischenprodukt 12 der F i g. 7 oder 9 zunächst an einem Halterungsteil 40 angebracht, das in F i g. 10 dargestellt ist, und zwar unter einem Winkel α, der durch die Durchgängsbohrung 10 verlangt wird. Wie aus F i g. 13 hervorgeht, wird dann eine Bearbeitungselektrode 42 bereitgestellt, die an ihrem V

vorderen Ende einen Winkel bildet, der im wesentlichen gleich dem Neigungswinkel λ der Durchgangsbohrung J

10 ist, wie aus Fig. 13 hervorgeht, und deren vorderes Ende mit einem Steg 43 versehen ist, während ihre '^;

Seitenfläche mit einem Isoliermaterial 44 aus Keramik bedeckt ist. Der obere Teil der Bearbeitungselekrode 42

wird dann in die Vertiefung 55 eines leitenden Elektrodenhalters 54 eingesetzt, so daß der Boden 9' der > |

Vertiefung 9 des Einsatzzwischenproduktes 12 im wesentlichen parallel zu dem vorderen Ende der Bearbei- '^f

tungselektrode 42 verläuft. Da in diesem Fall eine Schraube 53 in der ringförmigen Vertiefung 46 der Bearbeitungselektrode 42 befestigt ist, läßt sich diese Elektrode bei den senkrechten Bewegungen des Elektrodenhalters

54 mit auf- und abbewegen. Diese senkrechten Bewegungen des Elektrodenhalters 54 können beispielsweise mit ; ;

Hilfe einer Zahnstange 57 und eines Ritzelrades 58 vorgenommen weden. Rund um die Bearbeitungselekrode 42 ist darüber hinaus ein eine elektrolytische Arbeitsflüssigkeit aufnehmendes Führungsrohr 48 angeordnet, wie in Fig. 14 gezeigt, das aus einem Isoliermaterial besteht, um jede Grat- und Streifenbildung zu verhindern (F i g. 14) und an dessen vorderem Ende eine Dichtung 59 angeordnet ist. Das elektrolytische Arbeitsflüssigkeitsführungsrohr 48 ist an seinem oberen Teil verschiebbar an dem Elektrodenhalter 54 angebracht und mit einer Keilnut 61 versehen, die sich auch in der äußeren Umfangsfläche des Elektrodenhalters 54 befindet und zur A ufnahme eines Keils 60 dient Das Führungsrohr 48 weist an seinem oberen Teil eine Verjüngung 50 auf, die ein Gewicht 52 aufnimmt, während sich an seinem unteren Teil eine Stirnfläche 49 befindet die denselben Neigungs- ·

winkel aufweist wie das vordere Ende der Bearbeitungselektrode 42. Das Führungsrohr 48 ist so angeordnet, daß es der Außenseite 12' des Einsatzzwischenproduktes 12 gegenüberliegt, um dadurch den Zwischenraum zwischen beiden Teilen abzudichten. Die Bearbeitungselektrode 42 ist in dem elektrolytischen Bearbeitungsflüssigkeitsführungsrohr 48 senkrecht beweglich.

Auf der anderen Seite ist das elektrolytische Bearbeitungsflüssigkeitsrohr 48 in seiner erweiterten Innenwand mit einer Längsnut 62 zur Schaffung eines Kanals für die elekrolytische Bearbeitungsflüssigkeit versehen. Die Bearbeitungselektrode 42 ist ersichtlich ebenfalls mit einem Kanal für die elektrolytische Bearbeitungsflüssigkeit also den Elektrolyten, versehen.

Wie aus F i g. 10 ersichtlich, wird, nachdem die Arbeitselektrode 42 und das Elektrolytflüssigkeitsführungsrohr 48 in der Vertiefung 9 des Einsatzzwischenprodukts 12 angeordnet worden sind, die Elektrolytflüssigkeit durch eine Flüssigkeitszufuhrleitung 56 von außen zur Arbeitselektrode 42 gefördert, und die gewünschte spezielle Schrägbohrung 10 wird in den Teil a des Bodens 9' mit einer Vorschubgeschwindigkeit von etwa 1,5 bis 4,5 mm/Min, hergestellt während die Elektrolytflüssigkeit durch eine Flüssigkeitszufuhröffnung 47 aus der Austragsöffnung 45 ausgespritzt wird, in diesem Fall wird die Elektrolytflüssigkeit die aus dem vorderen Ende der Bearbeitungselektrode 42 ausgespritzt wird, solange aus dem oberen Teil des ElektrolytflüssigkeUführungsrohres 48 durch den verengten Spalt 51 zwischen dem Führungsrohr 48 und der Bearbeitungsele'Urode 42 ausgetragen, wie durch die Pfeile in F i g. 11 dargestellt bis das vordere Ende der Bearbeitungselektrode 42 aus dem Teil a herausragt Infolgedessen wird der Austritt der Elektrolytflüssigkeit durch das Führungsrohr 48 gedrosselt wodurch ihr Druck ansteigt bis ihre Strömung unter der Wirkung des sogenannten »Gegendruckes« so verändert wird, daß die Streifenbildung, die sonst aufgrund der unregelmäßigen Strömungsgeschwindigkeit der Elektrolytflüssigkeit erfolgen könnte, verhindert wird. Gleichzeitig wird dank des Elektrolytflüssigkeitführungsrohres 48 der Elektrolytflüssigkeit kein anderer Teil als die Durchgangsbohrung 10 ausgesetzt so daß die Gratbildung, die sonst rund um das offene Ende der speziellen Schrägbohrung stattfinden würde, vermieden werden kann.

Wenn andererseits, wie in F i g. 12 gezeigt das vordere Ende der Arbeitselektrode 42 aus dem zu bohrenden

Teil a herausragt, wird die Zufuhr der Elektrolytflüssigkeit unterbrochen, und die Arbeitselektrode 42 sowie das Eleklrolytflüssigkeitführungsrohr 48 werden entfernt, so daß der Einsatz A als Endprodukt aus einer Halterungsvorrichtung 40 herausgenommen werden kann.

Der Grund dafür, warum als Isoliermaterial 44 auf der Außenseite der Arbeitselektrode 42 der in Fig. 10 gezeigten elektrolytischen Bearbeitungsvorrichtungen Keramik verwendet wird, wird im folgenden erläutert. Für den Fall, daß ein Band aus Vinyl, Polyester oder Epoxydharz Verwendung finden würde, d. h. das herkömmliche Isoliermateial aufgeklebt oder aufgeschmolzen würde, könnte es während der Lichtbogenbildung zerstört werden, wodurch die Lebensdauer der Arbeitselektrode verkürzt würde. Um diese nachteilige Folge zu vermeiden, wurde nach einem Materia! geforscht, das während der Lichtbogenbildung nicht zerstört wird, wobei die Versuchsergebnisse nachgewiesen haben, das Keramikmaterialien, beispielsweise Porzellanemaille einschließ- ίο lieh Cloisonneemaille, auf die Oberfläche der Bearbeitungselekroden aufgetragen werden kann und zu den gewünschten zufriedenstellenden Ergebnissen führt. Auf diese Weise ist es also möglich, sowohl eine präzise Bemessung also auch eine Verlängerung der Lebensdauer der Elektrode zu erreichen, und zwar über eine Zeitspanne, die langer ist als die für eintausend Produktionsvorgänge benötigte.

Andererseits kann das isolierte Elektrolytflüssigkeitführungsrohr 48, das rund um die Arbeitselektrode 42 angeordnet ist, aus einem Kunstharz bestehen, beispielsweise Vinylchlorid oder Epoxydharz, aber auch aus Glas oder Porzellan, und seine vordere Enddichtung 59 kann aus irgendeinem Dichtungspackungsmaterial, beispielsweise elastischem Gummi oder Kunstharz, bestehen. Darüber hinaus umgibt das Elektrolytflüssigkeitführungsrohr 48 den Spalt 51 rund um die Arbeitselektrode 42, so daß die Elektrolytflüssigkeit davon abgehalten werden kann, mit einem anderen Teil als demjenigen in Berührung zu treten, der der speziellen Schrägbohrung entspricht. Infolgedessen kann die Grat- und Streifenbildung mit Sicherheit vermieden werden, und die Maßgenauigkeit und der Grad der Fertigbearbeitung lassen sich auf einem ausgezeichneten Niveau halten. Wenn die Bearbeitungselektrode 42 ohne Elektrolytflüssigkeitführungsrohr 48 dem Teil a des Einsatzzwischenproduktes 12 unter dem vorgegebenen Winkel gegenüberliegen würde, würde die Elektrolytflüssigkeit, die aus dem vorderen Ende der Arbeitselekrode 42 ausgestoßen wird, um die Arbeitselektrode 42 und nicht um den eingestellten Teil a strömen. Insbesondere in Nachbarschaft des oberen Endes des Teils a, wo die Arbeitselektrode 42 und der Teil a sich gegenüberliegen, käme die Elektrolytflüssigkeit in starkem Maße mit dem Teil a und der Arbeitselektrode 42 in Berührung, wobei eine Wirbelströmung erzeugt würde, so daß ein anderer als der erwartete Teil abgelöst würde, um dadurch den sogenannten »Grat« zu erzeugen. Andererseits neigt die elektrolytische Arbeitsflüssigkeit, die aus dem vorderen Ende der Arbeitselektrode austritt, zur Turbulenzbildung, so daß sie in der Wandung der gewünschten Durchgangsbohrung 10 die Schlieren oder Streifen erzeugen könnte.

Als wirksame Gegenmaßnahme gegen die Schlieren- oder Streifenbildung hat sich das Vermischen von Gasen erwiesen.

Bei dem hier beschriebenen Verfahren der elektrolytischen Bearbeitung besteht das Verfahren aus drei Schritten, nämlich dem ersten Schritt des Näherheranrückens des negativen Pols an das Werkstück, dem zweiten Schritt des Anlegens einer elektrischen Spannung an den negativen Pol des Werkstücks, wobei sich zwischen dem negativen Pol und dem Werkstück die elektrolytische Bearbeitungsflüssigkeit befindet, und dem dritten Schritt der Konzentrierung der Wirkung der elektrochemischen Lösung auf denjenigen Teil, der dem negativen Pol näher liegt.

Die elektrolytische Flüssigkeit ist ein allgemein verwendeter Elektrolyt.

Bei diesem Beispiel besteht die Elektrolytflüssigkeit aus 50 g/l Natriumsulfit und 300 g/l Natriumnitrat. Die Flüssigkeit ist wärmebehandelt und weist bei einem niedrigen Korrosionswiderstand und der geforderten Maßgenauigkeit eine geringe Verschmutzung auf. Obgleich bei der vorliegenden Ausführungsform die Endform der Durchgangsbohrung 10, wie in F i g. 1 VI gezeigt, gestaltet ist, wobei beide Enden einer länglichen, rechtwinkligen Konfiguration zu einer halbkreisförmigen Konfiguration geformt worden sind, sind Änderungen denkbar, beispielsweise derart, daß eine Seite einer viereckigen Konfiguration eine gebogene Form erhält, während die beiden verbleibenden äußeren Ecken dieser Seite abgerundet werden, wie dies in F i g. 15 I dargestellt ist, oder daß drei Seiten einer in etwa viereckigen Konfiguration gebogen werden, wie dies in F i g. 15 II zu sehen ist, oder daß drei Seiten einer in etwa rechteckigen Konfiguration gebogen werden, wie dies in F i g. 15 III zu sehen ist

Auf der anderen Seite braucht die Form des Einsatzes nicht auf die in den F i g. 1 IV und VI dargestellten Formen beschränkt zu sein, sondern kann auch einem abgeänderten Einsatz B gleichen, der durch Beseitigung des Bodenflansches 5 des Einatzes A entsteht, wie in F i g. 16 I gezeigt, oder sie kann die Form eines Einsatzes C haben, der in seiner Mitte mit einem Vorsprung 29 versehen ist, wie in F i g. 16 II dargestellt, oder die Form eines Einsatzes D, die durch Beseitigen der Vertiefung 3 aud dem Einsatz B geschaffen wird, wie in Fig. 16 III dargestellt

Der bei den oben bezeichneten verschiedenen Ausführungsformen verwendete Stahl ist eine weniger als 0,06%, vorzugsweise 0,04% Kohlenstoff enthaltende, hitzebeständige Legierung auf Eisenbasis. Besonders geeignet ist ein vakuumerschmolzenes Material oder ein durch Elektroschmelzung hergestelltes Material, da ω diese Materialien eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit aufweisen. Auch kann eine hitzebeständige Legierung auf Nickel- oder Kobaltbasis Verwendung finden; sie ist jedoch in der Praxis in der Regel zu teuer. Wenn der Kohlenstoffgehalt 0,06% übersteigt, verschlechtert sich die Bearbeitbarkeit erheblich, so daß der hitzebeständige Stahl für das hier in Frage kommende Produkt nicht praktikabel ist, wie aus der graphischen Darstellung von F i g. 17 entnommen werden kann, die die Beziehung zwischen dem Verformungswiderstand und dem Prozentsatz der Stauchung wiedergibt

Da jedoch der mit der Einspritzöffnung zu versehende Teil vorher mit schrägen Vertiefungen 9 oder 11 versehen wird, kann der tatsächlich auszuschneidende Teil verkleinert werden, und das Schneidwerkzeug kann

in einer senkrechten Lage zu der schrägen Vertiefung 9 in ähnlicher Weise wie bei dem üblichen Bohrvorgang angeordnet werden, wodurch sich die Bearbeitungsprobleme reduzieren lassen und die Verwendung eines Materials möglich wird, das bisher für diesen Zweck für ungeeignet gehalten worden ist. Aus F i g. 17 ist zu entnehmen, daß die Bearbeitbarkeit bei geringerem Kohlenstoffgehalt besser wird.

Einige Beispiele

Der ferritische hitzebeständige Stahl (HRB 89,5), der 0,045% C, 23% Cr, 0,4% Mn, 0,5% Si, 0,03% P, 0,03% S und Rest Fe enthält, wurde zum Schmieden des Einsatzzwischenprodukts 12 der in Fig. 12 gezeigten Art ίο verwendet.

Danach wurde, wie in Fig. 7 dargestellt, das Einsatzzwischenprodukt 12 mit Hilfe des Werkzeughalters 29 festgelegt, so daß seine schräge Vertiefung 9 mit ihrem Boden 9' waagrecht liegt. Daraufhin wurde die Durchgangsbohrung 10 in der Weise hergestellt, daß sich unter einem Neigungswinkel von 42° ± 30 Min. eine ovale Form ergab, deren größere Halbachsen Be 12,8±0,15 mm und kleinen Halbachsen c und </5,75±0,15 mm lang waren. In diesem Fall ist Fi g. 18 eine Schnittansicht des Einsatzes A, während Fig. 19 die Konfiguration der Durchgangsbohrung 10 im Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 18 zeigt und Fig.20 die Konfiguration der Durchgangsbohrung 10 im Schnitt längs der Linie II-II in F i g. 18 darstellt.

Im wesentlichen gleiche Ergebnisse wurden für den Fall erhalten, daß der hitzebeständige Stahl der oben bezeichneten Art durch Stähle der folgenden Zusammensetzung ersetzt wurde.

Austenitischer rostfreier Stahl SUS 310 mit weniger als 0,06% C, 19,00 bis 22,00% Ni, 24,00 bis 26,00% Cr;

Austenitischer Stahl SUS 309 mit weniger als 0,06% C, 12,00 bis 15,00% Ni und 22,00 bis 24,00% Cr;

Austenitischer rostfreier Stahl SUSXM 7 mit weniger als 0,06% C, 8,50 bis 10,50% Ni und 17,00 bis 19,00% Cr;
Ferritischer rostfreier Stahl SUS 405 mit weniger als 0,06% C und 11,50 bis 14,50% Cr;

Ferritischer rostfreier Stahl SUS 430 mit weniger als 0,06% C und 16,00 bis 18,00% Cr;

Niedrig gekohlter Legierungsstahl mit einem Legierungsgehalt ähnlich dem von SUH 31 mit weniger als 0,06% C, 13,00 bis 15,00% Ni und 14,00 bis 16,00% Cr;

Niedrig gekohlter Legierungsstahl mit einem Legierungsgehalt ähnlich dem von SUH 33B mit weniger als 0,06% C, 19,00 bis 22,00% Ni und 24,00 bis 26,00% Cr;

Niedrig gekohlter Legierungsstahl mit einem Gehalt ähnlich dem von SUH 446 mit weniger als 0,06% C und 23,00 bis 27,00% Cr;

Niedrig gekohlter Legierungsstahl mit einem Legierungsgehalt ähnlich dem von SUH 3 mit weniger als 0,06% C, 10,00 bis 12,00% Cr und 0,70 bis 1,00% Mo.

Die Ergebnisse, die durch einen Vergleich des Einsatzes A nach dem vorliegenden Beispiel erhalten wurden, und des Einsatzes A, hergestellt durch Stirnfräsen auf einer Fräsmaschine, sind in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt.

Nummer 1: Superharter Stirnfräser, vier Blätter, 2000 upm;
Nummer 2: Superharter Stirnfräser, zwei Blätter, 2000 upm;
Nummer 3: Superimrter Stirnbohrer, vier Blätter, 2000 upm;
Nummer 4: Superharter Stirnbohrer, zwei Blätter, 2000 upm.
55

Die obige Bezugsmaschine wurde für den Fall getestet, bei dem der Körper 4 von Fig. 1 III mit der Einspritzöffnung versehen wurde, wobei ein Schneidabstand von 21 mm vorgesehen war. Der Abstand des Teils a des Einsatzzwischenprodukts 12 betrug bei dem vorliegenden Beispiel 4,2 mm und damit etwa V₅ des obengenannten Schneidabstands. Infolgedessen mußte die maschinelle Bearbeitung bei der Bezugsmaschine von dem überharten Bohrstirnfräser Gebrauch machen, während die maschinelle Bearbeitung beim vorliegenden Beispiel die Herstellung der Bohrung ohne jede Schwierigkeit mit Hilfe des überharten Stirnfräsers der üblichen Form gestattete.

Da, wie im obigen beschrieben, das Verfahren die Herstellung der schrägen Durchgangsbohrung in der einen oder in beiden Seiten des der Einspritzöffnung entsprechenden Teils durch einen Preßvorgang vorsieht, bevor der Bohrvorgang stattfindet wird das Bohrwerkzeug, beispielsweise der Bohrer, in einer senkrechten Lage zum Boden der schrägen Vertiefung wie bei den üblichen Bohrverfahren angeordnet, so daß die gewünschte Durchgangsbohrung leicht mit hoher Genauigkeit hergestellt werden kann. Da darüber hinaus die zu bohrende Länge kurz ist und das Werkzeug glatt eingesetzt werden kann, wie dies im obigen beschrieben wurde, läßt sich der

Tabelle 1	Arbeitsvorgang	Arbeitszeit	Werkzeug	Vorrichtungs	Massenprodukt-
			verbrauch	kosten	eignung
	Maschine (Nr. 1)	30 see	gering	gering	groß
	Maschine (Nr. 1)	45 see	gering	gering	groß
Beispiele	Abbrennen	95 min	groß	groß	gering
	(Lichtbogen)
	Maschine (Nr. 3)	3 min	groß	groß	gering
Bezug	Maschine (Nr. 4)	4 min	groß	groß	gering

if	30 28 585	5
	Bohrvorgang ohne Schwierigkeit durch Verwendung des Stirnfräsers der üblichen Form durchführen, so daß der Einsatz als Masüenprodukt mit geringen Kosten hergestellt werden kann.
	Hierzu 9 Blatt Zeichnungen	10
f		15
€
		20
		25
i.'V		30
I '.■■'		35
I. .		40
Γ Cr'		45
Γ		50
I		55

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Dieselmotorverbrennungskammereinsatzes, der einen mit einer zentralen Aussparung versehenen, scheibenförmigen Körper mit einem Bodenflansch bildet und mit einer schrägen Durchgangsbohrung unter einem Neigungswinkel von 15—75° versehen ist, die sich von der Außenseite des Bodens des scheibenförmigen Körpers zu seiner Innenseite erstreckt, wobei von einem zylindrischen Materialstück ausgegangen wird, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: