DE112015003522T5

DE112015003522T5 - Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens, Verfahren zur Herstellung eines Kolbens, Kolben und Scheibenbremse

Info

Publication number: DE112015003522T5
Application number: DE112015003522.2T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Okita; Yoshinari Iwai
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2015-04-09
Publication date: 2017-04-27
Also published as: CN106660105B; US20170175836A1; JP6238496B2; US10247269B2; JPWO2016017213A1; WO2016017213A1; CN106660105A

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens, die eine erste Umformvorrichtung (42), die eingerichtet ist, in einem Kolben (11) eine ringförmige Nut (61) zu bilden, und eine zweite Umformvorrichtung (52), die eingerichtet ist, einen Rand (15) einer Öffnung (14) des Kolbens (11) hin zu einer anderen Stirnseite in einer Axialrichtung des Kolbens einzudrücken und einen dicken, von einer Innenumfangsfläche (12b) des Kolbens zu einer axialen Mittenseite des Kolbens (11) extrudierten Abschnitt (65) zu bilden, wobei ein ausgesparter Abschnitt (53) an einem Teil der zweite Umformvorrichtung (52) gebildet ist, der angeordnet ist, um an dem Rand (15) anzuliegen, so dass eine Innenumfangsseite des Rands (15) hin zu der anderen Stirnseite in einer Axialrichtung des Kolbens (11) plastisch verformt wird.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens, ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens, einen Kolben und eine Scheibenbremse. Beansprucht wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-156158 , eingereicht an 31. Juli 2014, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird.
[Technischer Hintergrund]
Eine Herstellungsvorrichtung zum Drücken einer Stirnfläche einer Öffnungsseite aus einem zylindrischen Material von einer Seite in einer Axialrichtung des Materials, wenn die Öffnungsseite des zylindrischen Materials von einer Außenumfangsseite davon gepresst wird, um eine Nut in dem Material zu bilden (siehe z.B. Patentliteratur 1), ist aus dem Stand der Technik bekannt.
[Zitatliste]
[Patentliteratur]
[Patentliteratur 1]

Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. 2007-90372

[Darstellung der Erfindung]
[Technisches Problem]
Bei der obenstehenden Herstellungs-Vorrichtung kann es hinsichtlich einer Form einer Oberfläche des Werkstoffs bei Kontakt mit dem Belag (English „pad“: Deutsch auch „Klotz“, „Bremsklotz“) der Stirnseite des Kolbens zu einer Variation kommen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens, ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens, einen Kolben und eine Scheibenbremse bereit, die in der Lage sind, eine Variation in einer Form eines Materials, das in Kontakt mit einem Belag an einer Stirnfläche eines Kolbens gelangt, zu unterbinden.
[Lösung des Problems]
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens eine erste Umformvorrichtung, die eingerichtet ist, einen Abschnitt eines Kolbens von einer Außenumfangseite des Kolbens einzudrücken, um eine ringförmige Nut zu bilden, wobei der Abschnitt des Kolbens von einem Rand einer an einer Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens bereitgestellten Öffnung getrennt ist; und eine zweite Umformvorrichtung, die eingerichtet ist, den Rand der Öffnung des Kolbens hin zu der anderen Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens einzudrücken und einen dicken, von einer Innenumfangsfläche des Kolbens zu einer axialen Mittenseite des Kolbens extrudierten Abschnitt zu bilden, wobei die Innenumfangsfläche wird zwischen dem Rand und der Nut gebildet wird, wobei ein ausgesparter Abschnitt an einem Teil der zweiten Umformvorrichtung gebildet wird, der angeordnet ist, um derart an dem Rand anzuliegen, dass eine Innenumfangsseite des Rands hin zu der anderen Stirnseite in Axialrichtung plastisch verformt wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens einen Nutbildungsschritt des Eindrückens eines Abschnitts eines Kolbens von einer Außenumfangsseite des Kolbens und Bilden einer ringförmigen Nut, wobei der Teil des Kolbens von einem Rand einer an einer Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens bereitgestellten Öffnung getrennt ist, und Bilden eines dicken Abschnitts, der von einer Innenumfangsfläche des Kolbens hin zu einer axialen Mittenseite des Kolbens extrudiert wird, wobei die Innenumfangsfläche zwischen dem Rand und der Nut gebildet wird, wobei ein Schritt des Bilden des dicken Abschnitts das plastische Verformen einer Innenumfangsseite des Rands hin zu der andere Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens umfasst.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung handelt es sich, bei einem Kolben, bei einem Teil in Mittenachsrichtung eines Rands einer Öffnung einer Stirnseite in Axialrichtung um einen dicken Abschnitt, der in Mittenachsrichtung vorsteht, und der dicke Abschnitt ist hin zum Bodenabschnitt gefaltet. Ein Querschnitt des gefalteten Bereichs ist eine gebogene Linie.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Scheibenbremse den Kolben; einen Zylinder, in dem der Kolben bewegbar angeordnet ist; und einen Bremsbelag, der angeordnet ist, um von dem Rand der Öffnung des Kolbens eingedrückt zu werden und in Kontakt mit einer Scheibe zu gelangen.
[Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung]
Gemäß dem obenstehend erwähnten Verfahren zur Herstellung eines Kolbens ist es möglich, eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens, ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens, einen Kolben und eine Scheibenbremse bereitzustellen, die in der Lage sind, eine Variation in der Form einer Oberfläche eines Materials zu unterbinden, das an einer Stirnseite eines Kolbens in Kontakt mit einem Belag gelangt.
[Kurzbeschreibung der Zeichnungen]
1 ist eine Vorderansicht, die einen Teilquerschnitt einer Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens und einen Kolben einer ersten Ausführungsform vor der maschinellen Bearbeitung desselben zeigt.
2 ist eine Vorderansicht, die einen Teilquerschnitt der Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens und den Kolben der ersten Ausführungsform nach der maschinellen Bearbeitung desselben zeigt.
3 ist eine teilvergrößerte Ansicht eines Abschnitts X aus 2.
4 ist eine teilvergrößerte Ansicht eines Abschnitts Y aus 2.
5 ist eine Querschnittsansicht einer Scheibenbremse in die der von der Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens hergestellte Kolben der ersten Ausführungsform integriert ist.
6 ist eine Vorderansicht, die einen Teilquerschnitt einer Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens und einen Kolben einer zweiten Ausführungsform nach der maschinellen Bearbeitung desselben zeigt.
7 ist eine Vorderansicht, die einen Teilquerschnitt einer Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens und einen Kolben einer dritten Ausführungsform nach der maschinellen Bearbeitung desselben zeigt.
8 ist eine Vorderansicht eines Teilquerschnitts einer Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens und einen Kolben einer vierten Ausführungsform nach der maschinellen Bearbeitung desselben.
9 ist eine Vorderansicht, die einen Teilquerschnitt einer Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens und einen Kolben einer fünften Ausführungsform nach der maschinellen Bearbeitung desselben zeigt.
[Beschreibung von Ausführungsformen]
[Erste Ausführungsform]
Untenstehend wird eine erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, bearbeitet eine Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Kolbens der ersten Ausführungsform einen Kolben 11 maschinell in einem Werkstoffzustand mit einer zylindrischen Bodenfläche.
Bezugnehmend auf 1 wird zunächst der Kolben 11 in einem Werkstoffzustand vor der maschinellen Bearbeitung durch die Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Kolbens beschrieben. Der Kolben 11 besitzt in einem Werkstoffzustand einen röhrenförmigen Abschnitt 12 mit einer zylindrischen Form, und einen Bodenabschnitt 13 mit einer Scheibenform. Mittelachsen des röhrenförmigen Abschnitts 12 und des Bodenabschnitts 13 fallen zusammen, und diese Mittelachse ist eine Achse des Kolben 11.
Der Bodenabschnitt 13 schließt eine Stirnseite des röhrenförmigen Abschnitts 12 in einer Erstreckungsrichtung einer Mittelachse des Kolbens 11 (nachfolgend als Axialrichtung des Kolbens bezeichnet) ab. Ferner ist eine Seite des röhrenförmigen Abschnitts 12 gegenüberliegend dem Bogenabschnitt 13 in Axialrichtung des Kolbens eine Öffnung 14, die offen ist ohne blockiert zu werden. Ein Rand 15 eines Endteils der Öffnung 14 gegenüberliegend dem Bodenabschnitt 13 in Axialrichtung des Kolbens ist ein am weitesten entfernt liegender Endabschnitt des Kolbens 11 gegenüberliegend dem Bodenabschnitt 13 in Axialrichtung des Kolbens. Entsprechend besitzt der Kolben 11 im Werkstoffzustand eine mit einer Bodenfläche versehene, zylindrische Form.
Bei dem röhrenförmigen Abschnitt 12 ist ein Bereich einer Außenumfangsfläche 12a, ausgenommen der beiden Endteile in Axialrichtung des Kolbens eine zylindrische Außenumfangsfläche 12a1, die von einer zylindrischen Oberfläche konstanten Durchmessers um die Achse des Kolbens 11 gebildet ist. Zudem ist bei dem röhrenförmigen Abschnitt 12 ein Bereich einer Innenumfangsfläche 12b, ausgenommen der beiden Endteile in Axialrichtung des Kolbens eine zylindrische Innenumfangsfläche 12b1, gebildet durch eine zylindrische Oberfläche konstanten Durchmessers um die Mittelachse des Kolbens 11. Im Werkstoffzustand besitzt der Kolben 11 die zylindrische Außenumfangsfläche 12a1 mit einem maximalen Durchmesser. Ferner besitzt die Öffnung 14 des Kolbens 11 im Werkstoffzustand die zylindrische Innenumfangsfläche 12b1 mit minimalem Durchmesser.
In einer äußeren Bodenfläche 13a des gegenüberliegend der Öffnung 14 in Axialrichtung bereitgestellten Bodenabschnitts 13 besitzt ein mittlerer Bereich in Radialrichtung des Kolbens 11 eine flache äußere Bodenfläche 13a1, die eben ist und sich senkrecht zur Mittelachse des Kolbens 11 befindet. Ferner ist in einer inneren Bodenfläche 13b des Bodenabschnitts 13, die an der Seite der Öffnung 14 in Axialrichtung gebildet ist, ein mittlerer Bereich in Radialrichtung des Kolbens 11 eine flache innere Bodenfläche 13b1, die eben ist und sich senkrecht zur Mittelachse des Kolbens 11 befindet.
Der Kolben 11 ist im Werkstoffzustand ein Schmiedeartikel, beispielsweise gebildet aus einem Stahlwerkstoff oder einem Aluminiumlegierungswerkstoff, und wird nach dem Schmieden in die obenstehende erwähnte Form gebracht, um eine Länge in Axialrichtung des Kolbens anzupassen, unter Berücksichtigung einiger Fehler (Abweichungen) und Schneiden der Seite der Öffnung 14.
Die Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Kolbens ist eine plastisch-drehende Bearbeitungsmaschine (eine Drehmaschine), die eingerichtet ist, den Kolben 11 plastisch als ein Werkstück zu verformen, währenddessen der Kolben 11 rotiert wird, und besitzt eine Drehvorrichtung 21, eine Nutbildungsvorrichtung 22 und eine Randbildungsvorrichtung 23.
Die Drehvorrichtung 21 besitzt ein Greifteil 31 und ein Klemmteil 32. Das Greifteil 31 greift die zylindrische Außenumfangsfläche 12a1 des röhrenförmigen Abschnitts 12 des Kolbens 11 im Werkstoffzustand von außen in Radialrichtung des Kolbens 11 (nachfolgend als Radialrichtung des Kolbens bezeichnet). Das Klemmteil 32 umschließt sandwichartig den Bodenabschnitt 13 des Kolbens 11 im Werkstoffzustand von beiden Seiten in Axialrichtung des Kolbens. Die Drehvorrichtung 21 dreht das Greifteil 31 und das Klemmteil 32 um eine mittlere Drehachse O1 mithilfe einer Antriebskraft eines Motors (nicht dargestellt). Die Drehvorrichtung 21 ist in einer Stellung angeordnet, in der sich die Rotation der Mittelachse O1 vertikal erstreckt.
Das Greifteil 31 kann in seinem Durchmesser um die mittlere Drehachse O1 vergrößert und verkleinert werden. Das Greifteil 31 greift den Kolben 11 durch Verringern des Durchmessers und löst den Eingriff des Kolbens 11 durch Vergrößern des Durchmessers. Das Greifteil 31 drückt gleichmäßig eine Vielzahl von Stellen (zum Beispiel 3 Stellen) in einer Umfangsrichtung an der Außenumfangsfläche der zylindrischen Oberfläche 12a1 des Kolbens 11 (nachfolgend als Umfangsrichtung des Kolbens bezeichnet) in einer Richtung einer Mittenachse des Kolbens 11 (nachfolgend als eine Mittenachsrichtung des Kolbens bezeichnet), wenn der Kolben 11 gegriffen wird. Demnach veranlasst das Greifteil 31 die Mittenachse des Kolbens 11 dazu, mit der Drehachse O1 beim Greifen des Kolbens 11 zusammenzufallen, um einstückig mit dem Kolben 11 gedreht zu werden. Es kann zum Beispiel ein Spannfutter als Greifteil 31 verwendet werden.
Das Klemmteil 32 besitzt eine äußere Stopfenstange 33 und eine innere Stopfenstange 34. Die innere Stopfenstange 33 liegt an der flachen, äußeren Bodenfläche 13a1 des Bodenabschnitts 13 des Kolbens 11 außerhalb des Kolbens 11 an. Die innere Stopfenstange 34 ist oberhalb der äußeren Stopfenstange 33 angeordnet, dringt von der Öffnung 14 in den Kolben vor und liegt an der flachen, inneren Bodenfläche 13b1 des Bodenabschnitts 13 des Kolbens 11 an. Die äußere Stopfenstange 33 und die innere Stopfenstange 34 sind deckungsgleich mit der mittleren Drehachse O1 an den Mittelachsen derselben. Die äußere Stopfenstange 33 der Unterseite veranlasst Positionen in der Erstreckungsrichtung des Greifteils 31 und der mittleren Drehachse O1, sich miteinander zu überschneiden. Die innere Stopfenstange 34 kann von der äußeren Stopfenstange 33 in Längsrichtung der mitterlen Drehachse O1 angenähert und von dieser getrennt sein.
Der Kolben 11 ist an der Drehvorrichtung 21 in der Weise angeordnet, dass die äußere, flache Bodenfläche 13a1 an der äußeren Stopfenstange 33 anliegt in einem Zustand, bei dem das Greifteil 31 in seinem Durchmesser vergrößert ist und die innere Stopfenstange 34 von der äußeren Stopfenstange 33 getrennt ist. Dann veranlasst die Drehvorrichtung 21 aus diesem Zustand heraus die innere Stopfenstange 34, sich der äußeren Stopfenstange 33 anzunähern, um an der flachen, inneren Bodenfläche 13b1 anzuliegen und verringert einen Durchmesser des Greifteils 31. Entsprechend umschließen die innere Stopfenstange 34 und die äußere Stopfenstange 33 des Klemmteils 32 zwischen sich den Bodenabschnitt 13 und das Greifteil 31 greift den röhrenförmigen Abschnitt 12. Auf diese Weise lagert die Drehvorrichtung 21 den Kolben 11 drehbar. Wird der Kolben 11 auf diese Weise von der Drehvorrichtung 21 gelagert, besitzt der Kolben 11 einen Abschnitt der Seite der Öffnung 14 des röhrenförmigen Abschnitts 12, der von dem Greifteil 31 nach oben hin hervorsteht.
Die Drehvorrichtung 21 dreht das Greifteil 31 und das Klemmteil 32 um die mittlere Drehachse O1 mithilfe einer Antriebskraft eines Motors (nicht gezeigt) in einem Zustand, in dem der Kolben 11 gelagert wird. Somit wird der Kolben 11 ebenfalls in einem Zustand gedreht, in dem eine Position in einer Erstreckungsrichtung des mittleren Drehachse O1 um die Drehung der mittleren Drehachse O1 konstant ist. Im Ergebnis wird der Kolben 11 in der Umfangsrichtung des Kolbens gedreht, während die Position in der Axialrichtung des Kolbens um die mittlere Achse konstant ist. Das bedeutet, dass die Drehvorrichtung 21 den Kolben 11 in Kolbenumfangsrichtung dreht.
Die Nutbildungsvorrichtung 22 besitzt einen Kopf 41 und eine Nutbildungswalze 42 (eine erste Bildungsvorrichtung). Der Kopf 41 wird linear und horizontal bewegt, um sich der mittleren Drehachse O1 der Drehvorrichtung 21 linear anzunähern oder von dieser zu trennen, also mithilfe einer Antriebskraft des Motors (nicht dargestellt) in Radialrichtung des Kolbens 11 zu bewegen. Die Nutbildungswalze 42 ist unter dem Kopf 41 angeordnet, und wird von dem Kopf 41 gelagert, um sich parallel zu der mittleren Drehachse 01 um eine mittlere Drehachse O2 zu drehen. Die Nutbildungswalze 42 nähert sich der mittleren Drehachse O1 in einem Zustand an, bei dem eine Position in der Erstreckungsrichtung der mittleren Drehachse O2 konstant ist.
Die Nutbildungswalze 42 besitzt eine verjüngte Außenumfangsfläche 42a, eine gestufte Oberfläche 42b, eine zylindrische Außenumfangsfläche 42c, eine gestufte Oberfläche 42d, eine verjüngte Außenumfangsfläche 42e, eine zylindrische Außenumfangsfläche 42f und eine Stirnfläche 42g in dieser Reihenfolge von der Seite des Kopfs 41 in Verlängerungsrichtung der mittleren Drehachse O2.
Die verjüngte Außenumfangsfläche 42a ist eine verjüngte Oberfläche, die um die Drehachse O2 gebildet ist und einen sich nach unten vergrößernden Umfang besitzt.
Die gestufte Oberfläche 42b erstreckt sich von dem unteren Randabschnitt der verjüngten Außenumfangsfläche 42 in Radialrichtung nach außen. Die gestufte Oberfläche 42b besitzt eine Ringform um die mittlere Drehachse O2 und eine flache Oberfläche, die in derselben Ebene bereitgestellt ist wie die der Oberfläche senkrecht zur mittleren Drehachse O2.
Die zylindrische Außenumfangsfläche 42c ist eine zylindrische Oberfläche, die sich von dem äußeren Umfangsrandabschnitt der gestuften Oberfläche 42b nach unten erstreckt und um die mittlere Drehachse O2 herum gebildet ist.
Die gestufte Oberfläche 42d erstreckt sich von dem unteren Randabschnitt der zylindrischen Außenumfangsfläche 42c in Radialrichtung nach innen. Die gestufte Oberfläche 42d ist eine flache Oberfläche, die eine ringförmige Form um die mittlere Drehachse O2 besitzt und in derselben Ebene bereitgestellt ist wie die zur mittleren Drehachse O2 senkrechte Oberfläche. Die gestufte Oberfläche 42d besitzt zwischen Innen- und Außendurchmessern einen größeren Abstand als den der gestuften Oberfläche 42b, und eine Breite, die in Radialrichtung zunimmt.
Die verjüngte Außenumfangsfläche 42e ist eine verjüngte Oberfläche, die sich von dem Innenumfangsrandabschnitt der gestuften Oberfläche 42d nach unten erstreckt und um die mittlere Drehachse O2 herum gebildet ist. Die verjüngte Außenumfangsfläche 42e besitzt einen Durchmesser, der nach unten hin zunimmt.
Die zylindrische Außenumfangsfläche 42f ist eine zylindrische Oberfläche, die sich von dem unteren Randabschnitt der verjüngten Außenumfangsfläche 42f nach unten erstreckt und um die mittlere Drehachse O2 herum gebildet ist. Die zylindrische Außenumfangsfläche 42f besitzt einen Durchmesser, der kleiner ist als der der zylindrischen Außenumfangsfläche 42c.
Die Stirnfläche 42g erstreckt sich von dem unteren Randabschnitt der zylindrischen Außenumfangsfläche 42f in Radialrichtung nach innen. Die Stirnfläche 42g ist eine flache Oberfläche, die um die mittlere Drehachse O2 eine Kreisform besitzt und in der gleichen Ebene bereitgestellt ist wie die Oberfläche senkrecht zur mittleren Drehachse O2.
Die Nutbildungswalze 42 ist oberhalb des Greifteils 31 der Drehvorrichtung 21 bereitgestellt und überlappt mit dem röhrenförmigen Abschnitt 12, der sich von dem Greifteil 31 des von der Drehvorrichtung 21 gelagerten Kolbens 11 an Positionen in der Erstreckungsrichtung der mittleren Drehachsen O1 und O2 nach oben erstreckt. Genauer überlappen in der Nutbildungswalze 42 der röhrenförmige Abschnitt 12 an Positionen in der Erstreckungsrichtung der mittleren Drehachsen O1 und O2 ein Abschnitt der Seite der gestuften Oberfläche 42b der verjüngten Außenumfangsfläche 42a, der gestuften Oberfläche 42b, der zylindrischen Außenumfangsfläche 42c, der gestuften Oberfläche 42d, der verjüngten Außenumfangsfläche 42e, der zylindrischen Außenumfangsfläche 42f und der Stirnfläche 42g.
Die Randbildungsvorrichtung 23 besitzt einen Kopf 51 und eine Randbildungswalze 52 (eine zweite Umformvorrichtung). Der Kopf 51 bewegt, bzw. hebt sich mithilfe einer Antriebskraft des Motors (nicht gezeigt) vertikal in einer Richtung entlang der mittleren Drehachse O1 der Drehvorrichtung 21, bewegt sich also in Axialrichtung des Kolbens 11. Die Randbildungswalze 52 ist an der Seite der mittleren Drehachse O1 des Kopfs 51 bereitgestellt und wird von dem Kopf 51 gelagert, um senkrecht zur mittleren Drehachse O1 um eine mittlere Drehachse O3 gedreht zu werden. Die Randbildungswalze 52 ist vorgesehen, um sich der Drehvorrichtung 21 durch Anheben der Randbildungswalze 52 in einem Zustand, in dem eine Position in einer Erstreckungsrichtung der mittleren Drehachse O3 konstant ist, anzunähern und sich von dieser zu trennen.
Die Randbildungswalze 52 besitzt nacheinander von der Seite des Kopfs 51 in Erstreckungsrichtung der mittleren Drehachse O3 eine zylindrische Außenumfangsfläche 52a, eine verjüngte Außenumfangsfläche 52b, eine gestufte Oberfläche 52c, eine verjüngte Außenumfangsfläche 52d, eine zylindrische Außenumfangsfläche 52e, eine kugelförmige Außenumfangsfläche 52f, eine verjüngte Außenumfangsfläche 52g und eine Stirnfläche 52h.
Die zylindrische Außenumfangsfläche 52a ist eine zylindrische Oberfläche, die um die mittlere Drehachse O3 herum gebildet ist.
Die verjüngte Außenumfangsfläche 52b ist eine verjüngte Oberfläche, die sich von einem Randabschnitt der Seite der mittleren Drehachse O1 der zylindrischen Außenumfangsfläche 52a hin zu der mittleren Drehachse O1 erstreckt und um die mittlere Drehachse O3 herum gebildet ist. Die verjüngte Außenumfangsfläche 52b besitzt einen Innendurchmesser, der in Richtung der mittleren Drehachse O1 zunimmt.
Die gestufte Oberfläche 52c erstreckt sich von dem Randabschnitt der Seite der mittleren Drehachse O1 der verjüngten Außenumfangsfläche 52b in Radialrichtung nach innen. Die gestufte Oberfläche 52c ist eine flache Oberfläche, die um die mittlere Drehachse O3 eine Kreisform bildet und in der gleichen Ebene bereitgestellt ist wie die Oberfläche senkrecht zur mittleren Drehachse O3.
Die verjüngte Außenumfangsfläche 52d ist eine verjüngte Oberfläche, die sich von dem inneren Randumfangsabschnitt der gestuften Oberfläche 52c hin zu der mittleren Drehachse O1 erstreckt und um die mittlere Drehachse O3 herum gebildet ist. Die verjüngte Außenumfangsfläche 52d besitzt einen Durchmesser, der hin zur mittleren Drehachse O1 zunimmt.
Die zylindrische Außenumfangsfläche 52e ist eine zylindrische Oberfläche, die sich von der Seite des Randabschnitts der mittleren Drehachse O1 der verjüngten Außenumfangsfläche 52d hin zur mittleren Drehachse O1 erstreckt und um die mittlere Drehachse O3 herum gebildet ist. Die zylindrische Außenumfangsfläche 52e besitzt einen Durchmesser, der kleiner ist als der der gestuften Oberfläche 52c.
Die kugelförmige Außenumfangsfläche 52f erstreckt sich von dem Randabschnitt der Seite der mittleren Drehachse O1 der zylindrischen Außenumfangsfläche 52e hin zu der mittleren Drehachse O1 und ist ein Teil einer Oberfläche einer Kugel, deren Mittelpunkt an der mittleren Drehachse O3 liegt oder ein Sphäroid, dessen Rotationszentrum an der mittleren Drehachse O3 liegt. Die kugelförmige Außenumfangsfläche 52f besitzt um die mittlere Drehachse O3 einen Durchmesser, der hin zur mittleren Drehachse O1 zunimmt. Die kugelförmige Außenumfangsfläche 52f, die von dem Teil der Kugel oder dem Sphäroid gebildet wird, ist eine gekrümmte Oberfläche, die in einer Schnittansicht in der axialen Drehrichtung einen gekrümmten Querschnitt, anders gesagt, eine vorgegebene Krümmung besitzt.
Die verjüngte Außenumfangsfläche 52g ist eine verjüngte Oberfläche, die sich von dem Randabschnitt der Seite der mittleren Drehachse O1 der kugelförmigen Außenumfangsfläche 52f hin zur mittleren Drehachse O1 erstreckt und um die mittlere Drehachse O3 herum gebildet ist. Die verjüngte Außenumfangsfläche 52g besitzt einen Durchmesser, der hin zur mittleren Drehachse O1 zunimmt.
Die Stirnfläche 52h erstreckt sich von dem Randabschnitt der Seite der mittleren Drehachse O1 der verjüngten Außenumfangsfläche 52g in Radialrichtung nach innen. Die Stirnfläche 52h ist eine flache Fläche, die um die mittlere Drehachse O3 herum eine Kreisform besitzt und sich senkrecht zur mittleren Drehachse O3 befindet.
Beim Bilden der gestuften Oberfläche 52c, der verjüngten Außenumfangsfläche 52d, der zylindrischen Außenumfangsfläche 52e und der kugelförmigen Außenumfangsfläche 52f wird an der Randbildungswalze 52 ein ausgesparter Abschnitt 53 in einwärtiger Radialrichtung gebildet. Der ausgesparter Abschnitt 53 besitzt ferner um die mittlere Drehachse O3 herum eine Kreisform. Der ausgesparter Abschnitt 53 ist derart gekrümmt, dass die kugelförmige Außenumfangsfläche 52f, die einen Teil dieser bildet, eine vorgegebene Krümmung besitzt.
Die Randbildungswalze 52 ist oberhalb des Greifteils 31 der Drehvorrichtung 21 bereitgestellt und der röhrenförmige Abschnitt 12, beinhaltend die Öffnung 14 des Kolbens 11 und die Randbildungswalze 52, überlappen einander an einer Position in der Erstreckungsrichtung der mittleren Drehachse O3 in dem Zustand, in dem der Werkstoff von der Drehvorrichtung 21 gelagert wird. Genauer überlappen die verjüngte Außenumfangsfläche 52d und die zylindrische Außenumfangsfläche 52e der Randbildungswalze 52 den röhrenförmigen Abschnitt 12 einschließlich der Öffnung 14 des Kolbens 11 im Werkstoffzustand an Positionen in der Erstreckungsrichtung der mittleren Drehachse O3.
Die Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Kolbens dreht das Greifteil 31 und das Klemmteil 32 der Drehvorrichtung 21 um die mittlere Drehachse O1, wenn der Kolben 11 im Werkstoffzustand maschinell hin zu einem Zustand bearbeitet wird, bei dem der Kolben 11 wie obenstehend beschrieben an der Drehvorrichtung 21 angebracht ist. Dann wird der Kolben 11 um die mittlere Drehachse O1, also der mittleren Achse des Kolbens 11 in Umfangsrichtung des Kolbens gedreht. Dies ist ein Schritt des Drehens beim Herstellungsverfahren des Kolbens des Drehens des Kolbens 11 in dem Zylinderwerkstoffzustand in Umfangsrichtung des Kolbens.
Der Kopf 51 der Randbildungsvorrichtung 23 nähert sich dem von der Drehvorrichtung 21 angetriebenen und gedrehten Kolben 11 durch eine Antriebskraft des Motors (nicht gezeigt) an, währenddessen der Kopf 41 der Nutbildungsvorrichtung 22 sich dem Kolben 11 mithilfe der Drehkraft des Motors (nicht gezeigt) annähert.
Nähert sich der Kopf 41 dem Kolben 11 an, bringt die Nutbildungswalze 42 hauptsächlich die zylindrische Außenumfangsfläche 42c in Kontakt mit einem Teil des Kolbens 11, der von dem Rand 15 der Öffnung 14 einer Stirnseite in Axialrichtung getrennt ist und presst den Abschnitt von der Seite der äußeren zylindrischen Oberfläche 12a1 des Kolbens 11. Dann bildet die Nutbildungswalze 42 durch plastische Verformung des röhrenförmigen Abschnitts 12 an der Außenumfangsseite des Kolbens 11 mithilfe eines Abschnitts der Seite der gestuften Oberfläche 42b der verjüngten Außenumfangsfläche 42a, der gestuften Oberfläche 42b, der zylindrischen Außenumfangsfläche 42c, der gestuften Oberfläche 42d und der verjüngten Außenumfangsfläche 42e eine in 2 gezeigte, ringförmige Nut 61 und wird währenddessen um den sich drehenden Kolben 11 gedreht. Dies ist ein Nutbildungsschritt des Kolbenherstellungsverfahrens des Pressens eines Abschnitts des von dem Rand 15 der Öffnung 14 getrennten Kolbens 11 an einer Seite in Axialrichtung von der Seite der Außenumfangsfläche 12a des Kolbens 11, um die ringförmige Nut 61 zu bilden.
Dabei wird gemäß der Bildung der Nut 61 an einer Rückseite der Nut 61 in dem röhrenförmigen Abschnitts 12 ein ringförmiger Krümmungsabschnitt 62 gebildet, der gekrümmt ist, um einen Durchmesser zu besitzen, der kleiner ist als derjenige der zylindrischen Innenumfangsfläche 12b1. Die Nut 61 weist um die mittlere Drehachse O1, also die Mittelachse des Kolbens 11, eine Ringform auf. Der Krümmungsabschnitt 62 besitzt ferner eine Ringform, die um die mittlere Drehachse O1, also die Mittelachse des Kolbens 11, gebildet ist. Ferner befördert der Kopf 41 die Nutbildungswalze 42 hin zur mittleren Drehachse O1, also der Mittenachse des Kolbens 11, bis die zylindrische Außenumfangsfläche 42f der Nutbildungswalze 42 in Kontakt mit der zylindrischen Außenumfangsfläche 12a1 des Kolbens 11 gelangt.
Der Kopf 51 der Randbildungsvorrichtung 23 nähert sich dem Kolben 11 an, währenddessen der Kopf 51 der Nutbildungsvorrichtung 22 sich wie obenstehend beschrieben dem Kolben 11 annähert. Wie in 1 gezeigt ist, veranlasst die von dem Kolben 11 getrennte Randbildungswalze 52 die verjüngte Außenumfangsfläche 52d und die zylindrische Außenumfangsfläche 52e, die den ausgesparten Abschnitt 53 bilden, am Rand 15 der Öffnung 14 an einer Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens 11 anzuliegen. Dann wird der Rand 15 hauptsächlich durch die verjüngte Außenumfangsfläche 52d und die zylindrische Außenumfangsfläche 52e gegen die andere Stirnseite in Axialrichtung entgegen dem Rand 15 des Kolbens 11 gepresst. Dann verformt die Randbildungswalze 52 plastisch die Öffnung 14 des Kolbens 11 in der Art, dass die Position des Rands 15 sich dem Bodenabschnitt 13 in Axialrichtung des Kolbens annähert, wie in 2 gezeigt ist.
Dabei wird eine Verformung der Öffnung 14 des Kolbens 11 hin zu einer gegenüberliegenden Seite der mittleren Drehachse O1 von der an der entgegengesetzten Seite der mittleren Drehachse O1 des ausgesparten Abschnitts 53 gebildeten, gestuften Oberfläche 52c begrenzt. Entsprechend erstreckt sich ein Teil einer Innenumfangsseite des Rands 15 hauptsächlich in Radialrichtung einwärts und zu diesem Zeitpunkt wird die Öffnung 14 plastisch entlang der kugelförmigen Außenumfangsfläche 52f hin zu der anderen Stirnseite in Axialrichtung (der Seite des Bodenabschnitts 13 in Axialrichtung des Kolbens) verformt. Im Ergebnis wird hauptsächlich die Innenumfangsseite des Rands 15 ein dicker Abschnitt 65, der von der Innenumfangsfläche 12b zwischen dem Rand 15 und der Nut 61 hin zur mittleren Rotationsachse O1, die als ein Achsmittelpunkt des Kolbens 11 dient, mehr als die zylindrische Innenumfangsfläche 12b1, verformt und ragt hin zur mittleren Drehachse O1 hervor. Dies ist ein Schritt des Bildens eines verdickten Abschnitts des Verfahrens zur Herstellung eines Kolbens des Pressens des Rands 15 der Öffnung 14 des Kolbens 11 gegen die andere Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens 11 mithilfe des ausgesparten Abschnitts 53 und Bilden des dicken Abschnitts 65, der hin zur Seite des Achsmittelpunkts des Kolbens 11 von der Innenumfangsfläche 12b zwischen dem Rand 15 und der Nut 61 extrudiert wird. Der Schritt des Bildens des verdickten Abschnitts umfasst das plastische Verformen der Innenumfangsseite des Rands 15 hin zu der anderen Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens 11.
Der ausgesparter Abschnitt 53 wird an dem Teil der Randbildungswalze 52 gebildet, der am Rand 15 des Kolbens 11 in der Weise anliegt, dass die Innenumfangsseite des Rands 15 hin zu der anderen Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens 11 plastisch verformt wird.
Dabei kommt bei der Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Kolbens bei der maschinellen Bearbeitung des Kolbens 11 die innere Stopfenstange 34 nicht in Kontakt mit der Öffnung 14 einschließlich dem Rand 15 des Kolbens 11 und die innere Stopfenstange 34 drückt den Rand 15 des Kolbens 11 nicht von der Innenseite. Das bedeutet, dass die Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Kolbens 10 keine Einrichtung beinhaltet, um den Rand 15 des Kolbens 11 von der Innenseite her zu drücken, mit Ausnahme des ausgesparten Abschnitts 53. Anders ausgedrückt beinhaltet die Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Kolbens keine Einrichtung, um einen Abschnitt mit minimalem Durchmesser zu bilden, währenddessen sie in Kontakt mit dem dicken Abschnitt 65 kommt.
Wie in 3 gezeigt ist, besitzt die Nut 61 des von der Vorrichtung 10 zur Bildung eines Kolbens gebildeten Kolbens 11 eine verjüngte Oberfläche 61a, eine Nutwandungsoberfläche 61b, eine Nutseitenbodenfläche 61c, eine Nutwandungsoberfläche 61d und eine verjüngte Oberfläche 61e in dieser Reihenfolge von einer Seite nahe dem Rand 15.
Die verjüngte Oberfläche 61a ist ein Teil, der von der verjüngten Außenumfangsfläche 42a der Nutbildungswalze 42 gebildet wurde und besitzt eine Form, in die die verjüngte Außenumfangsfläche 42a übergeht. Dies bedeutet, dass die verjüngte Oberfläche 61a eine verjüngte Oberfläche ist, die um die in 2 gezeigte, mittlere Drehachse O1, also die Mittenachse des Kolbens 11, gebildet ist. Wie in 3 gezeigt erstreckt sich die verjüngte Oberfläche 61a von der zylindrischen Außenumfangsfläche 12a1 des Kolbens 11 und besitzt einen Durchmesser, der hin zu einer gegenüberliegenden Seite des Rands 15 in Axialrichtung des Kolbens zunimmt.
Die Nutwandungsoberfläche 61b ist ein Teil, der von der gestuften Oberfläche 42b der Nutbildungswalze 42 gebildet wird und besitzt eine Form, in welche die gestufte Oberfläche 42b übergeht. Das bedeutet, dass sich die Nutwandungsoberfläche 61b von dem Innenumfangsrandabschnitt gegenüber dem Rand 15 in Axialrichtung des Kolbens des verjüngten Oberfläche 61a in Radialrichtung des Kolbens nach innen erstreckt. Die Nutwandungsoberfläche 61b ist eine flache Oberfläche mit einer Ringform, um die die wie in 2 gezeigte mittlere Drehachse O1, also die Zentralachse des Kolbens 11 gebildet ist und die in derselben Ebene angeordnet ist wie die Oberfläche senkrecht zur mittleren Drehachse O1.
Wie in 3 gezeigt ist die Nutseitenbodenfläche 61c ein Teil, der von der zylindrischen Außenumfangsfläche 42c der Nutbildungswalze 42 gebildet ist und besitzt eine Form, in welche die zylindrische Außenumfangsfläche 42c übergeht. Das bedeutet, dass sich die Nutseitenbodenfläche 61c von dem Innenumfangsrandabschnitt der Nutwandungsoberfläche 61b in eine Richtung entgegen des Rands 15 in der Axialrichtung des Kolbens erstreckt. Die Nutseitenbodenfläche 61c ist eine zylindrische Oberfläche, die um die in 2 gezeigte mittlere Drehachse O1, also die Mittenachse des Kolbens 11, gebildet ist.
Wie in 3 gezeigt, ist die Nutwandungsoberfläche 61d ein Teil, der von der gestuften Oberfläche 42d der Nutbildungswalze 42 gebildet wird und besitzt eine Form, in welche die gestufte Oberfläche 42d übergeht. Das bedeutet, dass sich die Nutwandungsoberfläche 61d von dem Randabschnitt der Nutseitenbodenfläche 61c gegenüberliegend des Rands 15 in Axialrichtung des Kolbens in Radialrichtung des Kolbens nach außen erstreckt. Die Nutwandungsoberfläche 61d ist eine flache ringförmige Oberfläche, die um die in 2 gezeigte, mittlere Drehachse O1, also die Mittenachse des Kolbens 11, gebildet und an derselben Ebene bereitgestellt ist wie die Oberfläche senkrecht zur mittleren Drehachse O1.
Wie in 3 gezeigt, ist die verjüngte Oberfläche 61e ein Teil, der von der zylindrischen Außenumfangsfläche 42e der Nutbildungswalze 42 gebildet ist und besitzt eine Form, in welche die zylindrische Außenumfangsfläche 42e übergeht. Das bedeutet, dass die verjüngte Oberfläche 61e eine verjüngte Oberfläche ist, die um die in 2 gezeigte mittlere Drehachse O1, also die Mittenachse des Kolbens 11, gebildet ist. Wie in 3 gezeigt, erstreckt sich die verjüngte Oberfläche 61e von dem äußeren Umfangsrandabschnitt der Nutwandungsoberfläche 61d zu der zylindrischen Außenumfangsfläche 12a1 des Kolbens 11 und besitzt einen Durchmesser, der hin zu einer Seite des Rands 15 in Axialrichtung des Kolbens zunimmt.
Wie in 4 gezeigt ist, besitzt der Rand 15 der Öffnung 14 des Kolbens 11 nach der maschinellen Bearbeitung durch die Vorrichtung 10 zur Bildung eines Kolbens nacheinander von einer Seite nahe der zylindrischen Außenumfangsfläche 12a1 eine verjüngte Oberfläche 15a und eine Stirnseite 15.
Die verjüngte Oberfläche 15a ist ein Teil, der von der verjüngten zylindrischen Außenumfangsfläche 52c des ausgesparten Abschnitts 53 der Randbildungswalze 52 gebildet ist und besitzt eine Form, in welche die zylindrische Außenumfangsfläche 52c übergeht. Das bedeutet, dass die verjüngte Oberfläche 15a eine verjüngte Oberfläche ist, die um die in 2 gezeigte mittlere Drehachse O1, also die Mittenachse des Kolbens 11, gebildet ist. Wie in 4 gezeigt erstreckt sich die verjüngte Oberfläche 15a von dem Randabschnitt der Seite des Rands 15 in Axialrichtung des Kolbens der zylindrischen Außenumfangsfläche 12a und einen Durchmesser besitzt, der hin zu einer Enderstreckungsseite zunimmt.
Die Stirnseite 15b ist ein Teil, der von der verjüngten zylindrischen Außenumfangsfläche 52e des ausgesparten Abschnitts 53 der Randbildungswalze 52 gebildet ist und besitzt eine Form, in welche die zylindrische Außenumfangsfläche 52e übergeht. Das bedeutet, dass die Stirnseite 15b eine flache, ringförmige Oberfläche ist, die um die in 2 gezeigte mittlere Drehachse O1, also die Mittenachse des Kolbens 11, gebildet ist und in derselben Ebene bereitgesellt ist wie die Oberfläche senkrecht zur mittleren Drehachse O1. Bei dem Kolben 11 ist die Stirnseite 15b an der am stärksten entgegengesetzten Seite des in 2 in Axialrichtung des Kolbens gezeigten Bodenabschnitts 13 bereitgestellt.
Wie in 4 gezeigt besitzt der dicke Abschnitt 65 nach der Bildung durch die Vorrichtung 10 zur Bildung eines Kolbens eine gekrümmte Oberfläche 65a, eine gekrümmte Oberfläche 65b, eine verjüngte Oberfläche 65c, eine radiale Oberfläche 65d und eine gekrümmte Oberfläche 65e in dieser Reihenfolge von der Seite der Endoberfläche 15b. Die gekrümmte Oberfläche 65a ist ferner ein Teil des Rands 15 der Öffnung 14.
Die gekrümmte Oberfläche 65a ist ein Teil, der von der kugelförmigen Außenumfangsfläche 52f des ausgesparten Abschnitts 53 der Randbildungswalze 52 gebildet ist. Die gekrümmte Oberfläche 65a besitzt eine Ringform, die um die in 2 gezeigte Mittenachse O1, also die Mittenachse des Kolbens 11, gebildet ist. Wie in 4 gezeigt ist, besitzt die gekrümmte Oberfläche 65a eine Form, in die die kugelförmige Außenumfangsfläche 52f des ausgesparten Abschnitts 53 der Randbildungswalze 52 übergeht. Das bedeutet, dass die gekrümmte Oberfläche 65a sich von dem Innenumfangsrandabschnitt der in 2 gezeigten Seite der mittleren Drehachse O1 der Stirnseite 15b in Axialrichtung des Kolbens erstreckt und geneigt ist, um näher an dem Bodenabschnitt 13 bereitgestellt zu sein, wenn sie sich zu einer Seite der axialen Mitte eines Kolbens fortsetzt. Entsprechend besitzt der dicke Abschnitt 65 eine Form, die hin zu dem Bodenabschnitt 13 gefaltet ist. Ein Querschnitt des gefalteten Bereichs besitzt eine gekrümmte Form und besitzt eine gekrümmte Oberfläche mit einer vorgegebenen Krümmung. Die gekrümmte Oberfläche 65a besitzt einen bogenförmigen Querschnitt beinhaltend die mittlere Drehachse O1, also die Mittenachse des Kolbens 11. Der Bogen besitzt einen Mittelpunkt, der näher an der Mittelachse des Kolbens 11 angeordnet ist als eine mittige Position zwischen den beiden Endteilen davon und entgegengesetzt des Bodenabschnitts 13 in Axialrichtung des Kolbens. Mit anderen Worten besitzt der Bogen eine Form mit einer Aussparung hin zum Inneren des Kolbens 11.
Die in 4 gezeigte, gekrümmte Oberfläche 65b erstreckt sich von dem Innenumfangsrandabschnitt der gekrümmten Oberfläche 65a und besitzt eine Bogenform mit einem Querschnitt an einer Ebene, der die in 2 gezeigte mittlere Drehachse O1, also die Mittenachse des Kolbens 11, beinhaltet. Der Bogen besitzt einen Mittelpunkt an einer dem Kolben 11 entgegengesetzten Seite. Die gekrümmte Oberfläche 65b besitzt eine Kreisform, die um die in 2 gezeigte mittlere Drehachse O1, also die Mittenachse des Kolbens 11 gebildet ist.
Die in 4 gezeigte, verjüngte Oberfläche 65c ist eine verjüngte Oberfläche, die sich von dem Randabschnitt der gekrümmten Oberfläche 65b entgegen der gekrümmten Oberfläche 65a erstreckt und um die in 2 gezeigte Mittenachse O1, also die Mittenachse des Kolbens 11, gebildet ist. Die in 4 gezeigte Oberfläche 65c ist eine Oberfläche mit einem Durchmesser, der weg von der Stirnseite 15b in Axialrichtung des Kolbens zunimmt.
Die radiale Oberfläche 64d erstreckt sich von dem Umfangsrandabschnitt der verjüngten Oberfläche 65c in Radialrichtung des Kolbens nach außen. Die radiale Oberfläche 65d besitzt eine Ringform, die um die in 2 gezeigte, mittlere Drehachse O1, also die Mittenachse des Kolbens 11 herum gebildet ist.
Die gekrümmte Oberfläche 65e erstreckt sich von dem äußeren Umfangsrandabschnitt der radialen Oberfläche 65d in Radialrichtung des Kolbens nach außen, um sich an die Innenumfangsfläche 12b anzuschließen. Die gekrümmte Oberfläche 65e besitzt eine Kreisform, die um die mittlere Drehachse O1, also die Mittenachse des Kolbens 11 gebildet ist. Die gekrümmte Oberfläche 65e ist geneigt um an einer Gegenseite der Stirnseite 15b in Axialrichtung des Kolbens angeordnet zu sein, wenn sie sich in Radialrichtung des Kolbens nach außen verläuft. Die gekrümmte Oberfläche 65e besitzt eine Bogenform, mit einem Querschnitt an einer Ebene einschließlich der in 2 gezeigten mittleren Drehachse O1, also der Mittenachse des Kolbens 11. Der Bogen besitzt eine konkave Form mit einer Aussparung hin zum Inneren des Kolbens 11.
Wie in 4 gezeigt ist, besitzt der dicke Abschnitt einen Minimaldurchmesser, der kleiner ist als der Minimaldurchmesser des Krümmungsabschnitts 62 und der Minimalabschnitt der gekrümmten Oberfläche 65a ist ebenfalls kleiner als der des Krümmungsabschnitts 62. Der Maximaldurchmesser der gekrümmten Oberfläche 65a, also der Minimaldurchmesser der Stirnseite 15b, ist größer als der Minimaldurchmesser des Krümmungsabschnitts 62 und kleiner als die zylindrische Innenumfangsfläche 12b1 des röhrenförmigen Abschnitts 12.
Der Rand 15 beinhaltend die verjüngte Oberfläche 15a und die Stirnseite 15b und der dicke Abschnitt 65 beinhaltend die gekrümmte Oberfläche 65a, die gekrümmte Oberfläche 65b, die verjüngte Oberfläche 65c, die radiale Oberfläche 65d und die gekrümmte Oberfläche 65e sind Teile des Kolbens 11, gebildet durch plastische Verformung aus dem Werkstoffzustand und Teile, die in dem Kolben 11 auch in einem Endproduktzustand vorliegen (einem Zustand, bei dem die Teile in einem Bremsvorrichtung integriert werden, die untenstehend beschrieben wird). Das bedeutet, das Schneiden der Nut 61 und des Rands 15 der Öffnung 14 wird nicht durchgeführt, bis der Kolben 11 aus dem Werkstoffzustand Endproduktzustand erreicht hat. Ferner ist der Kolben 11 ein verschnitt-freier Kolben, bei dem das Schneiden des Kolbens beinhaltend das Schneiden der Nut 61 und des Rands 15 nicht am ganzen Kolben 11 durchgeführt wird, bis der Kolben 11 von dem Werkstoff- in den Endproduktzustand übergeht.
Der von der obenstehend-erwähnten Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Kolbens gebildete Kolben 11 ist in einer mit einem Boden versehenen, zylindrischen Form gebildet und umfasst den Bodenabschnitt 13 und der Röhrenabschnitt 12 umfasst den Rand 15 der Öffnung 14 an einer Stirnseite in Axialrichtung. Somit besitzt der Kolben 11 den dicken Abschnitt 65, bei dem ein Bereich des Rads 15 in Richtung der Mittelachse des Kolbens 11 in Richtung der Mittelachse hervorsteht. Der hin zum Bodenabschnitt 13 gefaltete, dicke Abschnitt 65 und ein Querschnitt des gefalteten Bereichs besitzen eine gekrümmte Oberflächenform mit einer vorgegebenen Krümmung.
Der von der Vorrichtung 10 zur Bildung des Kolbens gebildete Kolben 11 ist in einem Zylinder einer Bremsvorrichtung angeordnet. Der Kolben 11 ist insbesondere in eine in 5 gezeigte Scheibenbremse 80 integriert. Die Scheibenbremse 80 kann für ein Fahrzeug wie etwa ein Automobil, insbesondere ein vierrädriges Fahrzeug sein. Die Scheibenbremse 80 bremst das Fahrzeug durch Stoppen der Rotation einer sich mit einem Rad (nicht gezeigt) drehenden Scheibe bzw. Bremsscheibe 81.
Die Scheibenbremse 80 umfasst ein Stützglied 82, ein Paar Bremsbeläge 83 und 84 und einen Druckmechanismus 85. Das Stützglied 82 ist oberhalb der Außenumfangsseite der Scheibe 81 bereitgestellt, um mit einem nicht-drehenden Abschnitt des Fahrzeugs verbunden zu sein. Das Paar Bremsscheiben 83 und 84 wird von dem Stützglied 82 gestützt, das bereitgestellt ist, um beiden Oberflächen der Scheibe 81 gegenüberzuliegen. Der Druckmechanismus 85 veranlasst das Paar von Bremsbelägen 83 und 84 dazu, die Scheibe 81 zwischen sich einzuschließen, um beide Oberflächen der Scheibe 81 anzudrücken.
Der Druckmechanismus 85 besitzt einen Bremssattelkörper 91, den eingangs erwähnten Kolben 11, eine Kolbendichtung 92, eine Kolbenmanschette 93 und eine Druckplatte 94. Der Kolben 11 ist gleitend an einer Innenseite des Bremssattelkörpers 91 (innerhalb der Breitenrichtung des Fahrzeugs) verbaut. Der Kolben 92 dichtet einen Spalt zwischen dem Bremssattelkörper 91 und dem Kolben 11 ab. Die Kolbenmanschette 93 ist mit dem Bremssattelkörper 91 und dem Kolben 11 verbunden, um einen Teil des Kolbens 11 zu bedecken, der vom Bremssattelkörper 91 freiliegt.
Der Bremssattelkörper 91 besitzt einen Zylinder 96, einen Brückenabschnitt 97 und einen Klauenabschnitt 98. Der Brückenabschnitt 97 erstreckt sich vom Zylinder 96, um über einen Außenumfang der Scheibe 81 zu queren. Der Klauenabschnitt 98 erstreckt sich von einer Seite des Brückenabschnitts 97 entgegen dem Zylinder 96, um dem Zylinder 96 entgegengesetzt zu sein. Eine Bohrung 100, die sich an der Seite des Klauenabschnitts 98 öffnet, ist in dem Zylinder 96 gebildet, und der Kolben 11 ist bewegbar in der Bohrung 100 bereitgestellt.
Sobald die Bohrung 100 gebildet wird, besitzt der Zylinder 96 einen Bodenabschnitt 101 entgegengesetzt dem Klauenabschnitt 98 und einen röhrenförmigen Abschnitt 102, der sich von einem Außenkantenabschnitt des Bodenabschnitts 101 hin zu dem Klauenabschnitt 98 erstreckt, um eine zylindrische Form zu bilden. Eine ringförmige Kolbendichtungsnut 103 ist an einer Innenumfangsfläche des Bohrung 100 gebildet und eine ringförmige Nut 104 zur Lagerung der Manschette ist näher an dem Klauenabschnitt 98 gebildet als die Kolbendichtungsnut 103. Die Kolbensichtung 92 ist in die Kolbendichtungsnut 103 eingepasst. Eine Durchgangsloch 105 ist in dem Bodenabschnitt 101 des Zylinders 96 gebildet. Das Durchgangsloch 105 wird von einer bei der Montage des Fahrzeugs angebrachten Kappe 106 geschlossen.
Dann wird der Kolben 11 in die Bohrung 100 und die Kolbendichtung 92 in einer Stellung eingepasst, bei der der Bodenabschnitt 13 in der Bohrung 100 an der Seite des Bodenabschnitts 101 bereitgestellt ist. Der Kolben 92 versiegelt einen Spalt zwischen dem Zylinder 96 und dem Kolben 11. Eine Stirnseite der Kolbenmanschette 93 ist in die Nut 104 zur Lagerung der Manschette des Zylinders 96 eingepasst, um mit dem Zylinder 96 verbunden zu werden und die andere Stirnseite ist in die Nut 61 des Kolbens 11 eingepasst, um mit dem Kolben 11 verbunden zu sein.
Die Druckplatte 94 ist an den Kolben 11 angebracht. Die Druckplatte 94 bedeckt eine Seite des röhrenförmigen Abschnitts 12 des Kolbens 11 gegenüberliegend dem Bodenabschnitt 13. Der Kolben 11 liegt an der Druckplatte 94 an der Stirnseite 15b der Kante 15 des röhrenförmigen Abschnitts 12 gegenüber dem Bodenabschnitt 13 an.
Der Druckmechanismus 85 beaufschlagt den Bodenabschnitt 13 des Kolbens 11 mit einem Bremsdruck, wenn von der Durchgangsöffnung 105 eine Bremsflüssigkeit in die Bohrung 100 des Zylinders 96 eingebracht wird. Dann bewegt sich der Kolben 11 in Richtung der Scheibe 81 voran und drückt den Bremsbelag 83 über die Druckplatte 94 hin zur Scheibe 81. Dabei wird der Bremsbelag 83 an einen Teil der Stirnseite 15b gedrückt, wenn der Rand 15 der Öffnung 14 des Kolbens 11 die Stirnseite 15b veranlasst, an der Druckplatte 94 anzuliegen. Entsprechend wird der Bremsbelag 83 bewegt, um in Kontakt mit der Scheibe 81 zu gelangen. Dies bedeutet, dass der Bremsbelag 83 von der Stirnseite 15b der Kante 15 der Öffnung 14 des Kolbens 11 gedrückt wird, um in Kontakt mit der Scheibe 81 zu gelangen.
Ferner wird der Bremssattelkörper 91 durch eine Druck-Rückstoßkraft bewegt und der Bremsbelag 84 der Außenseite wird von dem Klauenabschnitt 98 in Richtung der Scheibe 81 gedrückt. Entsprechend gelangt der Bremsbelag 84 in Kontakt mit der Scheibe 81.
Wie obenstehend beschrieben, umgibt der Druckmechanismus 85 das Paar Bremsbeläge 83 und 84 von beiden Seiten durch eine Aktivität des Kolbens 11 mithilfe des Kolbens 11 und dem Klauenabschnitt 98, um gegen die beiden Oberflächen der Scheibe 81 zu drücken. Im Ergebnis beaufschlagt der Druckmechanismus 85 die Scheibe 81 mit einem Reibungswiderstand, um eine Bremskraft zu erzeugen.
Bei der in Patentliteratur 1 offenbarten Vorrichtung und dem Verfahren zur Herstellung des Kolbens für eine Bremse wird, wenn ein ringförmiger Endteil einer Seite einer Öffnung des Werkstoffs von einer Außenumfangsseite durch eine erste Walze zum Bilden einer Nut angedrückt wird, der ringförmige Endabschnitt des Werkstoffs aus der Axialrichtung durch eine zweite Walze an unterschiedlichen Positionen von der Innenumfangsfläche des ringförmigen Endteils in Umfangsrichtung gedrückt, um einen dicken, in Richtung der Mittelachse extrudierten, Teil zu bilden. Aus diesem Grund differiert der ringförmige Endteil des Kolbens in einer radialen oder axialen Abmessung in Abhängigkeit von einer Position in Umfangsrichtung, eine Form der in Kontakt mit dem Belag stehenden Oberfläche differiert, und ein Teil der in Kontakt mit dem Belag stehenden Oberfläche kann einem Einfluss einer Variation der Materialabmessungen unterliegen, um sich zu verbreitern oder zu verengen, um eine Variation (individuelle Unterschiede) zu verursachen. Da der Teil der Stirnseite ein Teil ist, der den Bremsbelag andrückt, können abhängig von dem Kolben ein Oberflächendruck und eine Bremsgeräuschunterbindungsleistung instabil sein, wenn es zu einer Variation kommt. Ferner können selbst dann Bremsgeräusche verursacht werden, wenn sich ein Inndurchmesser oder ein Außendurchmesser in Kontakt mit dem Bremsbelag unterscheiden.
Andererseits wird bei der Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Kolbens der ersten Ausführungsform der ausgesparter Abschnitt 53 an einem Teil der gegen den Rand 15 der Öffnung 14 des Kolbens 11 anliegenden Randbildungswalze 52 in der Weise gebildet, dass eine Innenumfangsseite des Rands 15 in Richtung des Bodenabschnitts 134 in Axialrichtung des Kolbens plastisch verformt wird. Dann wird bei einem Schritt des Bildes des dicken Abschnitts des Pressens des Rands 15 der Öffnung 14 des Kolbens 11 hin zu dem Bodenabschnitt 13 in Axialrichtung des Kolbens und des Bildens des von der Innumfangsoberfläche 12b zwischen dem Rand 15 und der Nut 61 extrudierten dicken Abschnitts 65 in Richtung einer axialen Mitte des Kolbens, die Innenumfangseite des Rands 15 von dem ausgesparten Abschnitt 53 plastisch in Richtung des Bodenabschnitts 13 in Axialrichtung des Kolbens verformt. Dementsprechend kann eine Flächenvariation der Stirnseite 15b des Rands 15 der Öffnung 14 des Kolbens 11 unterbunden werden, selbst wenn eine Materialvariation vorliegt. Im Ergebnis kann bei der Bremsscheibe 80, in welche der Kolben 11 integriert ist, der Oberflächendruck des Bremsbelags 83 des Kolbens 11 und die Geräuschemission der Bremse stabilisiert werden. Ferner kann wie in dem Fall, bei dem die Stirnfläche 15b mittels Schneiden gebildet wird, eine Flächenvariation der Stirnseite 15b durch plastische Verformung unterbunden werden. Aus diesem Grund kann die Variation einer Kontaktform mit dem (Brems)Belag unterbunden werden und die Herstellungskosten des Kolbens 11 können gesenkt werden.
Anders ausgedrückt ist bei dem Kolben 11 der ersten Ausführungsform der Abschnitt in Axialrichtung des Kolbens des Rands 15 der Öffnung 14 der dicke Abschnitt 65, der in Richtung der Mittelachse hervorsteht, und der dicke Abschnitt 65 ist in Richtung des Bodenabschnitts 65 des Kolbens 11 gefaltet. Aus diesem Grund können bei der Bildung der finalen Form des Rands 15 der Öffnung 14 Variationen bezüglich Fläche, Innendurchmesser und Außendurchmesser der Stirnseite 15b des Rands 15 der Öffnung 14 des Kolbens 11 unterbunden werden.
Anders ausgedrückt kann ferner die Bremsscheibe 80 der ersten Ausführungsform die Flächenvariation der Stirnseite 15b des Rands 15 der Öffnung 14 des Kolbens 11 unterbinden. Aus diesem Grund kann der Oberflächendruck an den Bremsbelag 83 des Kolbens 11 stabilisiert werden und die Geräuschemission der Bremse kann stabilisiert werden.
Ferner besitzt bei der Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Kolbens der ersten Ausführungsform die kugelförmige Außenumfangsfläche 52f des ausgesparten Abschnitts 53 der Randbildungswalze 52 eine vorgegebene Krümmung. Aus diesem Grund kann ein Unterschied der Umlaufgeschwindigkeit zwischen dem Kolben 11 und der kugelförmigen Außenumfangsfläche 52f verringert werden und Reibung aufgrund des Unterschieds der Umlaufgeschwindigkeit kann verringert werden. Entsprechend kann auf die Randbildungswalze 52 und den Kolben 11 wirkende Belastung verringert werden. Im Ergebnis kann eine Lebensdauer der Randbildungswalze 52 verlängert werden und eine Belastung auf die Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Kolbens kann unterbunden werden. Zusätzlich kann eine Qualitätseinbuße, wie etwa Entflammbarkeit oder dergleichen des Kolbens 11 unterbunden werden. Außerdem kann, da ein Kontaktbereich zwischen der Randbildungswalze 52 und dem Kolben 11 verringert werden kann und der Oberflächendruck bei der maschinellen Bearbeitung erhöht werden kann, die Formbarkeit verbessert werden.
Mit anderen Worten weist der gefaltete Bereich des Kolbens 11 der ersten Ausführungsform die gekrümmte Oberfläche 65a auf. Aus diesem Grund kann die Flächenvariation der Stirnseite 15b des Rands 15 der Öffnung 14 des Kolbens 11 unterbunden werden, wenn die finale Form der Seite des Rands 15 der Öffnung 14 durch plastische Verformung gebildet wird. Zusätzlich besitzt der gefaltete Bereich des Kolbens 11 der ersten Ausführungsform die gekrümmte Oberfläche 65a. Aus diesem Grund kann bei der Bildung des Rands 15 der Öffnung 14 des Kolbens 11 auf den Kolben 11 und die Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Kolbens wirkende Belastung verringert werden. Zusätzlich kann eine Qualitätseinbuße, wie etwa Entflammbarkeit oder dergleichen des Kolbens 11 unterbunden werden. Außerdem kann die Formbarkeit verbessert werden.
Ferner wird bei der Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Kolbens der ersten Ausführungsform nur der mit der Aussparung versehene Abschnitt 53 als zum Drücken des Rands 15 der Öffnung 14 des Kolbens 11 von der Innenseite 11 eingerichtete Einrichtung bereitgestellt. Aus diesem Grund können der Aufbau vereinfacht und Herstellungskosten gesenkt werden.
[Zweite Ausführungsform]
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 6 eine Ausführungsform beschrieben, deren Fokus hauptsächlich auf Unterschieden zur ersten Ausführungsform liegt. Ferner sind gleiche Teile wie in der ersten Ausführungsform mit den gleichen Namen und gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Bei der zweiten Ausführungsform wird eine sich von der Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Kolbens der ersten Ausführungsform teilweise unterscheidende Vorrichtung 10A verwendet. Bei der Vorrichtung 10A zur Herstellung eines Kolbens wird eine sich von der Randbildungsvorrichtung 23 der ersten Ausführungsform teilweise unterscheidende Randbildungsvorrichtung 23A verwendet. Insbesondere wird eine sich von der Randbildungswalze 52 der ersten Ausführungsform teilweise unterscheidende Randbildungswalze 52A verwendet.
Die Randbildungswalze 52A der zweiten Ausführungsform besitzt eine kugelförmige Außenumfangsfläche 52Af, bei der ein Winkel bezüglich der mittleren Drehachse O3 flacher ist als der der kugelförmigen Außenumfangsfläche 52f der ersten Ausführungsform. Das bedeutet, dass ein Verhältnis eine Durchmesserveränderung bezüglich einer Veränderung des Abstands in einer Richtung entlang der mittleren Drehachse O3 der kugelförmigen Außenumfangsfläche 52Af kleiner ist als der der kugelförmigen Außenumfangsfläche 52f der ersten Ausführungsform.
An der Randbildungswalze 52A der zweiten Ausführungsform wird eine sich von dem Randabschnitt der Seite der Drehachse O1 der kugelförmigen Außenumfangsfläche 52Af hin zur mittleren Drehachse O1 erstreckende, zylindrische Außenumfangsfläche 52i gebildet. Die zylindrische Außenumfangsfläche 52i ist eine zylindrische Oberfläche, die um die mittlere Drehachse O3 herum gebildet ist. Beim Bilden der gestuften Oberfläche 52c, der verjüngten Außenumfangsfläche 52d, der zylindrischen Außenumfangsfläche 52e und der sphärischen Außenumfangsfläche 52Af an der Randbildungswalze 52A wird ein Abschnitt 53A mit einer in Radialrichtung nach innen radialen Aussparung gebildet. Der ausgesparter Abschnitt 53A besitzt eine Ringform um die mittlere Drehachse O3. Der ausgesparter Abschnitt 53A ist derart gekrümmt, dass die sphärische Außenumfangsfläche 52Af, die einen Teil des ausgesparten Abschnitts 53A darstellt, eine vorgegebene Krümmung besitzt.
Bei der Vorrichtung 10A zur Herstellung eines Kolbens ist ein Winkel der sphärischen Außenumfangsfläche 52Af der Randbildungswalze 52A bezüglich der mittleren Drehachse O3 flacher als der der kugelförmigen Außenumfangsfläche 52f der ersten Ausführungsform. Aus diesem Grund ist bei dem von der Vorrichtung 10A zur Herstellung eines Kolbens maschinell bearbeiteten Kolben 11 ein Winkel der gekrümmten Oberfläche 65a des dicken Abschnitts 65 bezüglich der mittleren Drehachse O3 schmaler als der der ersten Ausführungsform. Das bedeutet, dass der von der Vorrichtung 10A zur Herstellung eines Kolbens maschinell bearbeitete Kolben ein Varianzverhältnis in Radialrichtung des Kolbens der gekrümmten Oberfläche 65a des dicken Abschnitts 65 besitzt, welches kleiner ist als das in der ersten Ausführungsform.
Dabei ist es im Gegensatz zur ersten Ausführungsform möglich, den Winkel der sphärischen Außenumfangsfläche der Randbildungswalze tiefer zu bemessen als den der ersten Ausführungsform. Dies bedeutet, dass ein Varianzverhältnis des Durchmessers bezüglich einer Abstandsvarianz in einer Richtung entlang der mittleren Drehachse O3 der sphärischen Außenumfangsfläche größer sein kann als das der sphärischen Außenumfangsfläche 52f der ersten Ausführungsform.
[Dritte Ausführungsform]
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 7 eine Ausführungsform beschrieben, deren Fokus hauptsächlich auf Unterschieden zur ersten Ausführungsform liegt. Ferner sind gleiche Teile wie in der ersten Ausführungsform mit den gleichen Namen und gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Bei der dritten Ausführungsform wird eine sich von der Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Kolbens der ersten Ausführungsform teilweise unterscheidende Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens 10B verwendet. Bei der Vorrichtung 10B zur Herstellung eines Kolbens wird eine sich von der Drehvorrichtung 21 der ersten Ausführungsform teilweise unterscheidende Drehvorrichtung 21B verwendet. Bei der Drehvorrichtung 21B wird ein sich von dem Klemmteil 32 der ersten Ausführungsform teilweise unterscheidendes Klemmteil 32B verwendet. Insbesondere wird eine sich von der inneren Stopfenstange 34 der ersten Ausführungsform teilweise unterscheidende innere Stopfenstange 34B verwendet.
Ferner wird bei der Vorrichtung 10B zur Herstellung eines Kolbens eine sich von der Randbildungsvorrichtung 23 teilweise unterscheidende Randbildungsvorrichtung 23B verwendet und insbesondere wird eine sich von der Randbildungswalze 52 der ersten Ausführungsform teilweise unterscheidende Randbildungswalze 52B verwendet.
Die innere Stopfenstange 34B der dritten Ausführungsform besitzt einen Hauptachsenabschnitt 121, der eingerichtet ist, den Bodenabschnitt 13 des Kolbens 11 mit der äußeren Stopfenstange 33 an dem gleichen Außendurchmesser wie die innere Stopfenstange 34 der ersten Ausführungsform und einen Abschnitt 122 großen Durchmessers, dessen Außendurchmesser größer ist als der des Hauptachsenabschnitts 121 sandwichartig zu umschließen. Der Abschnitt 122 großen Durchmessers wird an einer vorgegebenen Position in der Mitte des Hauptachsenabschnitts 121 in Axialrichtung gebildet und besitzt eine durch die um die mittleere Drehachse O1 gebildete, zylindrische Außenumfangsfläche 122a.
Die Randbildungswalze 52B der dritten Ausführungsform wird in der Weise gebildet, dass eine sphärische Außenumfangsfläche 52Bf, deren Länge in einer Erstreckungsrichtung der mittleren Drehachse O3 kleiner ist als die der sphärischen Außenumfangsfläche 52f der ersten Ausführungsform, sich von dem Randabschnitt der Seite der mittleren Drehachse O1 der zylindrischen Außenumfangsfläche 52e hin zur mittleren Drehachse O1 erstreckt. Die sphärische Außenumfangsfläche 52Bf besitzt demnach um die mittlere Drehachse O3 einen Durchmesser, der nach unten hin in Richtung der mittleren Drehachse O1 zunimmt. Die sphärische Außenumfangsfläche 52Bf, die von einer sphärischen Oberfläche oder einem Sphäroid gebildet ist, ist anders gesagt eine gekrümmte Oberfläche mit einer vorgegebenen Krümmung.
Eine sich von dem Randabschnitt der Seite der mittleren Drehachse O1 der sphärischen Umfangsoberfläche 52Bf hin zur mittleren Drehachse O1 erstreckende, zylindrische Außenumfangsfläche 52Bi ist an der Randbildungswalze 52B der dritten Ausführungsform gebildet. Die zylindrische Außenumfangsfläche 52Bi ist eine zylindrische Oberfläche, die um die mittlere Drehachse O3 gebildet ist.
Die Stirnfläche 52h erstreckt sich von dem Randabschnitt der Seite der mittleren Drehachse O1 der zylindrischen Außenumfangsfläche 52Bi in Radialrichtung einwärts.
Beim Bilden der gestuften Oberfläche 52c, der verjüngten Außenumfangsfläche 52d, der zylindrischen Außenumfangsfläche 52e und der kugelförmigen Außenumfangsfläche 52f wird an der Randbildungswalze 52B ein ausgesparter Abschnitt 53B in einwärtiger Radialrichtung gebildet. Der ausgesparte Abschnitt 53B besitzt ferner eine Kreisform um die mittlere Drehachse O3 herum. Der ausgesparte Abschnitt 53B ist derart gekrümmt, dass die kugelförmige Außenumfangsfläche 52Bf, die einen Teil des ausgesparten Abschnitts 53B bildet, eine vorgegebene Krümmung besitzt.
Die Vorrichtung 10B zur Herstellung eines Kolbens bildet den dicken Abschnitt 65 mithilfe der Kantenbildungswalze 52B, währenddessen wie in der ersten Ausführungsform die ringförmige Nut 61 mithilfe der Nutbildungswalze 42 bezüglich des von der Drehvorrichtung 21B rotierten Kolbens 11, gebildet wird. Dabei liegt der Abschnitt 122 großen Durchmessers der inneren Stopfenstange 34B der Drehvorrichtung 21B an dem dicken Abschnitt 65 des Kolbens 11 an, der von der Randbildungswalze 52B nach innen in Radialrichtung extrudiert wurde, an der Seite der mittleren Drehachse O1, also eine Axialseite des Kolbens, um die plastische Verformung jenseits eines vorgegebenen Betrags in Richtung der Seite der axialen Mitte des Kolbens zu begrenzen. Mit anderen Worten drückt der Abschnitt 122 großen Durchmessers den dicken Abschnitt 65 von der Seite der axialen Mitte des Kolbens (innerhalb des Kolbens 11) mithilfe einer Rückstoßkraft, wenn der dicke Abschnitt 65 plastisch in Richtung der mittleren Drehachse O1, also der axialen Mitte des Kolbens, plastisch verformt wird.
Im Ergebnis wird nach der maschinellen Bearbeitung des Kolbens 11 durch die Vorrichtung 10b zur Herstellung eines Kolbens der dritten Ausführungsform eine sich von dem Innenumfangskantenabschnitt der gekrümmten Oberfläche 65a des dicken Abschnitts 65 hin zum Bodenabschnitt 13 und von einer um die zylindrische Oberfläche O1, also der Mittelachse des Kolbens 11 gebildete, zylindrische Oberfläche 65f gebildet.
Gemäß der Vorrichtung 10B zur Herstellung eines Kolbens gemäß der obenstehenden dritten Ausführungsform drückt der Abschnitt 122 großen Durchmessers, bei der plastischen Verformung des dicken Abschnitts 65, den dicken Abschnitt 65 von der Innenseite des Kolbens 11. Aus diesem Grund kann die plastische Verformung des dicken Abschnitts 65 stabiler durchgeführt werden. Entsprechend kann die Genauigkeit des Rands 15 mit der verjüngten Oberfläche 15a, der Stirnfläche 15b und der gekrümmten Oberfläche 65a des Kolbens 11 verbessert werden.
[Vierte Ausführungsform]
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform unter Bezugnahme auf 8 beschrieben, deren Fokus hauptsächlich auf Unterschieden zur ersten Ausführungsform liegt. Ferner sind gleiche Teile wie in der ersten Ausführungsform mit den gleichen Namen und gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Bei der vierten Ausführungsform wird eine sich von der Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Kolbens der ersten Ausführungsform teilweise unterscheidende Vorrichtung 10C verwendet. Bei der Vorrichtung 10C zur Herstellung eines Kolbens wird eine sich von der Drehvorrichtung 21 der ersten Ausführungsform teilweise unterscheidende Drehvorrichtung 21C verwendet. Bei der Drehvorrichtung 21C wird ein sich von dem Klemmteil 32 der ersten Ausführungsform teilweise unterscheidendes Klemmteil 32C verwendet. Insbesondere wird eine sich von der inneren Stopfenstange 34 der ersten Ausführungsform teilweise unterscheidende innere Stopfenstange 34C (eine zweite Umformvorrichtung) verwendet. Ferner wird bei der Vorrichtung 10C zur Herstellung eines Kolbens eine sich von der Randbildungsvorrichtung 23 teilweise unterscheidende Randbildungsvorrichtung 23C verwendet und insbesondere wird eine sich von der Randbildungswalze 52 der ersten Ausführungsform teilweise unterscheidende Randbildungswalze 52C (eine zweite Umformvorrichtung) verwendet.
Die innere Stopfenstange 34C der vierten Ausführungsform besitzt einen Pressteil 131, einen verjüngten Abschnitt 132 und einen Abschnitt großen Durchmessers 133 in dieser Reihenfolge von einer Seite nahe der äußeren Stopfenstange 33, also von einer Unterseite. Der Pressteil 131 umschließt sandwichartig den Bodenteil 13 des Kolbens 11 mit der äußeren Stopfenstange 33 an dem gleichen Außendurchmesser wie die innere Stopfenstange 34 der ersten Ausführungsform.
Der verjüngte Abschnitt 132 erstreckt sich von dem Endteil des Pressabschnitts 131 entgegen der äußeren Stopfenstange 33 währenddessen er im Durchmesser in einer Richtung entgegen der Stopfenstange 33 zunimmt. Der verjüngte Abschnitt 132 besitzt eine verjüngte Oberfläche 132a, die um die mittlere Drehachse O1 herum gebildet ist. Die verjüngte Oberfläche 132a besitzt einen Durchmesser, der hin zu einer entgegengesetzten Seite des Pressteils 131 hin, also von einer Oberseite, zunimmt.
Der Abschnitt 133 großen Durchmessers erstreckt sich von dem Randabschnitt des verjüngten Abschnitts 132 entgegen dem Pressabschnitt 131 in eine dem Pressabschnitt 131 entgegengesetzte Richtung. Der Abschnitt 133 großen Durchmessers besitzt eine zylindrische Außenumfangsfläche 133a, die von einer um die mittlere Drehachse O1 herum gebildeten zylindrischen Oberfläche gebildet wird und die zylindrische Außenumfangsfläche 133a erstreckt sich von dem Randabschnitt der verjüngten Oberfläche 132a entgegen dem Pressabschnitt 131 in eine dem Pressabschnitt 131 entgegensetzten Richtung.
Die Randbildungswalze 52C der vierten Ausführungsform besitzt eine zylindrische Außenumfangsfläche 52Ca, eine gestufte Oberfläche 52Cb, eine verjüngte Außenumfangsfläche 52Cc, eine zylindrische Außenumfangsfläche 52Cd und eine Stirnfläche 52Ce, in dieser Reihenfolge von dem Kopf 51 in Erstreckungsrichtung der mittleren Drehachse O3.
Die zylindrische Außenumfangsfläche 52Ca ist eine zylindrische Oberfläche, die um die mittlere Drehachse O3 herum gebildet ist.
Die gestufte Oberfläche 52Cb erstreckt sich von dem Randabschnitt der Seite der Mittleren Drehachse O1 der zylindrischen Außenumfangsfläche 52Ca in Radialrichtung einwärts. Die gestufte Oberfläche 52Cb ist eine flache Oberfläche, die eine Kreisform besitzt und um die mittlere Drehachse O3 gebildet und in derselben Ebene bereitgestellt ist wie die Oberfläche senkrecht zur mittleren Drehachse O3.
Die verjüngte Außenumfangsfläche 52Cc ist eine verjüngte Oberfläche, die sich dem Innenumfangsrandabschnitt der der gestuften Oberfläche 52Cb hin zu der mittleren Drehachse O1 erstreckt und um die mittlere Drehachse O3 herum gebildet ist. Die verjüngte Außenumfangsfläche 52Cc besitzt einen Innendurchmesser, der in Richtung der mittleren Drehachse O1 abnimmt.
Die zylindrische Außenumfangsfläche 52Cd ist eine zylindrische Oberfläche, die sich von der Seite des Randabschnitts der mittleren Drehachse O1 der verjüngten Außenumfangsfläche 52Cc hin zur mittleren Drehachse O1 erstreckt und um die mittlere Drehachse O3 herum gebildet ist. Die zylindrische Außenumfangsfläche 52Cd besitzt einen Durchmesser, der kleiner ist als der der gestuften Oberfläche 52Cb.
Die Stirnfläche 52Ce erstreckt sich von dem Randabschnitt der Seite der mittleren Drehachse O1 der verjüngten Außenumfangsfläche 52Cd in Radialrichtung nach innen. Die Stirnfläche 52Ce ist eine flache Fläche, die um die mittlere Drehachse O3 herum eine Kreisform besitzt und sich senkrecht zur mittleren Drehachse O3 befindet.
Wenn sich die Randbildungswalze 52C entlang der mittleren Drehachse O1 in Richtung des Greifteils 31 bewegt, währenddessen die Stirnfläche 52Ce veranlasst wird, sich der zylindrischen Außenumfangsfläche 133a der inneren Stopfenstange 34C anzunähern, passt die untere Endposition der zylindrischen Außenumfangsfläche 52Cd zu einer Grenzposition zwischen der zylindrischen Außenumfangsfläche 133a und der verjüngten Oberfläche 132a der inneren Stopfenstange 34C. Entsprechend wird von der gestuften Oberfläche 52Cb, der verjüngten Außenumfangsfläche 52Cc und der zylindrischen Außenumfangsfläche 52Cd der Randbildungswalze 52C und der verjüngten Oberfläche 132a der inneren Stopfenstange 34C ein mit einer in Radialrichtung einwärts gerichteten Aussparung versehener Abschnitt 53C gebildet.
Wie bei der ersten Ausführungsform bildet bei der Vorrichtung 10C zur Herstellung eines Kolbens der vierten Ausführungsform die Nutbildungswalze 42 die ringförmige Nut 61 in dem von der Drehvorrichtung 21C gedrehten Kolben 11. Dabei liegen die verjüngte Außenumfangsfläche 52Cc und die zylindrische Außenumfangsfläche 52Cd der Randbildungswalze 52C an dem Rand 15 der Öffnung 14 einer Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens 11 an, und der Rand 15 wird in Richtung der anderen Stirnseite in Axialrichtung entgegen der Kante 15 des Kolbens 11 gedrückt. Im Ergebnis verformt die Randbildungswalze 52C die Öffnung 14 in der Weise, dass eine Position des Rands 15 sich dem Bodenabschnitt 13 in Axialrichtung des Kolbens annähert.
Dabei wird die Verformung einer Seite der Öffnung 14 entgegen der mittleren Drehachse O1 von der gestuften Oberfläche 52Cb der Randbildungswalze 52C begrenzt. Entsprechend erstreckt sich ein Teil von im Wesentlichen der Innenumfangsseite des Rands 15 der Öffnung 14 des röhrenförmigen Abschnitts 12 in Radialrichtung nach innen und die Öffnung 14 des röhrenförmigen Abschnitts 12 wird hin zu der anderen Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens (der Seite des Bodenabschnitts 13 in Axialrichtung des Kolbens) plastisch verformt, um der verjüngten Oberfläche 132a der inneren Stopfenstange 34C zu folgen. Dann wird der Teil aus der Innenumfangsfläche 12b extrudiert, welche sich zwischen dem Rand 15 und der Nut 16 befindet, in Richtung der mittleren Drehachse O1 näher an einem axialen Mittenpunkt des Kolbens 11 als die zylindrische Innenumfangsfläche 12b1, und wird zu dem zur mittleren Drehachse O1 hin hervorstehenden dicken Abschnitt 65.
Das bedeutet, dass, wenn der Rand 15 der Öffnung 14 des Kolbens 11 hin zu der anderen Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens 11 durch den von der gestuften Oberfläche gebildeten ausgesparter Abschnitt 53C gedrückt wird, die verjüngte Außenumfangsfläche 52Cc und die zylindrisch Außenumfangsfläche 52Cd der Randbildungswalze 52C und die verjüngte Oberfläche 132a der inneren Stopfenstange 34C ein Schritt des Bildens des dicken Abschnitts des Verfahren zur Bildung eines Kolbens zum Bilden des dicken Abschnitts 65, der von der Innenumfangsfläche 12b zwischen der Kante 15 und der Nut 61 in Richtung der axialen Mitte des Kolbens 11 extrudiert wurde, stattfindet. Der Schritt des Bildens des dicken Abschnitts beinhaltet das plastische Verformen der Innenumfangsseite des Rands 15 in Richtung der anderen Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens 11. Der ausgesparte Abschnitt 53C ist an Positionen der Randbildungswalze 52C und der inneren Stopfenstange 34C gebildet, die gegen die Kante 15 des Kolbens 11 derart anliegt, dass die Seite der Innenumfangsfläche des Rands 15 in Richtung der anderen Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens 11 plastisch verformt wird.
Im Ergebnis wird anstelle der gekrümmten Oberfläche 65a in dem Kolben 11 nach der maschinellen Bearbeitung durch die Vorrichtung 10C zur Herstellung eines Kolbens der vierten Ausführungsform im Innern der Stirnseite 15b in Radialrichtung des Kolbens und der Seite des Bodenabschnitts 13 in Axialrichtung des Kolbens eine verjüngte Oberfläche 65g mit einem geraden Querschnitt gebildet. Die verjüngte Oberfläche 65g ist ein Abschnitt, der an der verjüngten Oberfläche 132a der inneren Stopfenstange 34 gebildet ist und der eine Form besitzt, in welche die verjüngte Oberfläche 132a übergeht. Die verjüngte Oberfläche 65g wird durch eine um die mittleren Drehachse O1, also die Drehachse des Kolbens 11, gebildete Form gebildet. Die verjüngte Oberfläche 65g erstreckt sich von dem Randabschnitt der Seite der mittleren Drehachse O1 der Stirnseite 15b, also der Seite der axialen Mitte des Kolbens in Richtung der Mittenachse des Kolbens und ist geneigt, um näher an dem Bodenabschnitt 13 bereitgestellt zu sein, wenn sie sich zu einer Seite der axialen Mitte eines Kolbens fortsetzt. Entsprechend besitzt der dicke Abschnitt 65 eine Form, die hin zu dem Bodenabschnitt 13 gefaltet ist. Der gefaltete Bereich besitzt eine verjüngte Oberfläche.
Gemäß der Vorrichtung 10C zur Herstellung eines Kolbens der obenstehend-erwähnten vierten Ausführungsform wird der ausgesparter Abschnitt 53C aus zwei Teilen der Randbildungswalze 52C und der inneren Stopfenstange 34C gebildet. Aus diesem Grund ist es möglich, die Reparatur einer Randbildungswalze und die Modifizierung einer inneren Stopfenstange von bestehender Ausrüstung, die die Stirnfläche 15b bilden kann, zu bewältigen. Entsprechend können Kosten zur Modifizierung gesenkt werden, die auftreten, wenn die bestehende Ausrüstung modifiziert wird.
[Fünfte Ausführungsform]
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 9 eine Ausführungsform beschrieben, deren Fokus hauptsächlich auf Unterschieden zur vierten Ausführungsform liegt. Ferner sind gleiche Teile wie in der vierten Ausführungsform mit den gleichen Namen und den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Bei der fünften Ausführungsform wird eine sich von der Vorrichtung 10C zur Herstellung eines Kolbens der ersten Ausführungsform teilweise unterscheidende Vorrichtung 10D zur Herstellung eines Kolbens verwendet. Bei der Vorrichtung 10D zur Herstellung eines Kolbens wird eine sich von der Drehvorrichtung 21C der dritten Ausführungsform teilweise unterscheidende Drehvorrichtung 21D verwendet. Bei der Drehvorrichtung 21D wird ein sich von dem Klemmteil 32C der vierten Ausführungsform teilweise unterscheidendes Klemmteil 32D verwendet. Insbesondere wird bei der Drehvorrichtung 21D eine sich von der inneren Stopfenstange 34C der vierten Ausführungsform teilweise unterscheidende innere Stopfenstange 34D (eine zweite Umformvorrichtung) verwendet.
Die innere Stopfenstange 34D der fünften Ausführungsform besitzt einen Pressabschnitt 131D, einen verjüngten Abschnitt 141, einen Abschnitt 142 mittleren Durchmessers, einen verjüngten Abschnitt 132D und einen Abschnitt 133D mit großem Durchmesser in dieser Reihenfolge von einer Seite nahe der äußeren Stopfenstange 33, also von der Unterseite. Der Pressabschnitt 131 umschließt den Bodenabschnitt 13 des Kolbens 11 mit der äußeren Stopfenstange 33 an dem gleichen Außendurchmesser wie der Pressabschnitt 131 der vierten Ausführungsform. Der verjüngte Abschnitt 141 erstreckt sich von dem Endteil des Pressabschnitts 131D entgegen der äußeren Stopfenstange 33, währenddessen ein Durchmesser in einer Richtung entgegen der äußeren Stopfenstange 33 zunimmt. Der Abschnitt 142 mittleren Durchmessers erstreckt sich von dem Randabschnitt des verjüngten Abschnitts 141 entgegen dem Pressabschnitt 131D in einer Richtung entgegen dem Pressabschnitt 131D. Der Abschnitt 142 mittleren Durchmessers besitzt eine zylindrische Außenumfangsfläche 142a, die von einer zylindrischen Oberfläche gebildet ist, die um die mittlere Drehachse O1 herum gebildet ist.
Der verjüngte Abschnitt 132D erstreckt sich von dem Endteil des Abschnitts 142 mittleren Durchmessers entgegen dem verjüngten Abschnitt 141, währenddessen ein Durchmesser in einer dem verjüngten Abschnitt 141 entgegengesetzten Richtung zunimmt. Der verjüngte Abschnitt 132D besitzt eine verjüngte Oberfläche 132Da, die um die mittlere Drehachse O1 herum gebildet ist. Die verjüngte Oberfläche 132Da erstreckt sich von dem Randabschnitt der zylindrischen Außenumfangsfläche 142a entgegen dem verjüngten Abschnitt 141 in eine Richtung entgegen dem verjüngten Abschnitt 141 und besitzt einen Durchmesser, der hin zu einer dem verjüngten Abschnitt 141, also hin zur Oberseite, zunimmt.
Der Abschnitt 133D großen Durchmessers erstreckt sich von dem Endteil des verjüngten Abschnitts 132D entgegen dem Abschnitt 142 mittleren Durchmessers in einer dem Abschnitt 142 mittleren Durchmessers entgegengesetzten Richtung. Der Abschnitt 133D großen Durchmessers besitzt eine zylindrische Außenumfangsfläche 133D, die um die mittlere Drehachse O1 herum gebildet ist. Die zylindrische Außenumfangsfläche 133Da erstreckt sich von dem Randabschnitt der verjüngten Oberfläche 132Da entgegen dem Abschnitt 142 mittleren Durchmessers in einer dem Abschnitt 142 mittleren Durchmessers entgegengesetzten Richtung.
Bewegt sich die Randbildungswalze 52C hin zu dem Greifteil 31 entlang der mittleren Drehachse O1, währenddessen die Stirnfläche 52Ce sich der zylindrischen Außenumfangsfläche 133Da der inneren Stopfenstange 34D annähert, passt die untere Endposition der zylindrischen Außenumfangsfläche 52Cd zu einer Grenzposition zwischen der zylindrischen Außenumfangsfläche 133Da und der verjüngten Oberfläche 132Da der inneren Stopfenstange 34D. Entsprechend wird von der gestuften Oberfläche 52Cb, der verjüngten Außenumfangsfläche 52Cc und der zylindrischen Außenumfangsfläche 52Cd, der Randbildungswalze 52C und der verjüngten Oberfläche 132Da der inneren Stopfenstange 34D der mit einer in Radialrichtung einwärts gerichteten Aussparung versehene Abschnitt 53D gebildet. Da sich die innere Stopfenstange 34D von der vierten Ausführungsform unterscheidet, unterscheidet sich die Randbildungsvorrichtung 23D, die von der inneren Stopfenstange 34D und der Randbildungswalze 52C gebildet wird, teilweise von der vierten Ausführungsform.
Wie bei der vierten Ausführungsform bilden bei der Vorrichtung 10D zur Herstellung eines Kolbens die Randbildungswalze 52C und die innere Stopfenstange 34D den dicken Abschnitt 65 in dem von der Drehvorrichtung 21D rotierten Kolben 11, währenddessen die Nutbildungswalze 42 die ringförmige Nut 61 bildet. Dabei liegt der Abschnitt 142 mittleren Durchmessers der inneren Stopfenstange 34D gegen den dicken Abschnitt 65 des Kolbens 11 an, der von der Randbildungswalze 52C einwärts in Radialrichtung an der Seite der mittleren Drehachse O1, also der Seite der axialen Mitte des Kolbens extrudiert wurde, um die plastische Verformung zur Seite der axialen Mitte des Kolbens über einen vorgegebenen Betrag hinaus zu begrenzen. Mit anderen Worten drückt der Abschnitt 142 mittleren Durchmessers den dicken Abschnitt 65 von der Seite der axialen Mitte des Kolbens (der Innenseite des Kolbens 11) mithilfe einer Rückstoßkraft, wenn der dicke Abschnitt 65 hin zur mittleren Drehachse O1, also der axialen Mitte des Kolbens plastisch verformt wird.
Im Ergebnis wird nach der maschinellen Bearbeitung des Kolbens 11 durch die Vorrichtung 10D zur Herstellung eines Kolbens der fünften Ausführungsform eine sich von dem Innenumfangskantenabschnitt der verjüngten Oberfläche 65g des dicken Abschnitts 65 hin zum Bodenabschnitt 13 und von einer um die zylindrische Oberfläche O1, also der Mittelachse des Kolbens 11 gebildete, zylindrische Oberfläche 65h gebildet.
Gemäß der Vorrichtung 10D zur Herstellung eines Kolbens der obenstehenden fünften Ausführungsform drückt der Abschnitt 142 mittleren Durchmessers, bei der Verformung des dicken Abschnitts 65, den dicken Abschnitt 65 von der Innenseite des Kolbens 11. Aus diesem Grund kann die plastische Verformung des dicken Abschnitts 65 stabiler durchgeführt werden. Entsprechend kann die Genauigkeit des Rands 15 mit der verjüngten Oberfläche 15a, der Stirnfläche 15b und der gekrümmten Oberfläche 65a des Kolbens 11 verbessert werden.
Bei der obenstehend erwähnten ersten bis fünften Ausführungsform wurde ein Fall beschrieben, bei dem der Kolben 11 bei der maschinellen Bearbeitung in Umfangsrichtung des Kolbens rotiert wurde. Jedoch können die Nutbildungsvorrichtungen 22 und die Randbildungsvorrichtungen 23, 23A bis 23D rotiert werden, währenddessen der Kolben 11 nicht rotiert wird. Dies bedeutet, dass der Kolben 11 relativ bezüglich der Nutbildungsvorrichtung 22 und der Randbildungsvorrichtungen 23, 23A bis 23D rotiert werden kann. Ferner wurde bei der obenstehenden Ausführungsform der Fall beschrieben, bei dem die Ausrüstung vertikaler Art ist. Die Ausrüstung kann jedoch auch horizontaler Art sein, so dass also eine Rotationsachse der Drehvorrichtung 21D in horizontaler Richtung bereitgestellt sein kann.
Die Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens der obenstehenden Ausführungsform umfasst eine Drehvorrichtung, die eingerichtet ist, einen röhrenförmigen Kolben relativ in Umfangsrichtung zu rotieren, eine erste Umformvorrichtung, die eingerichtet ist, einen Teil des Kolbens von einer Außenumfangsseite des Kolbens zu bedecken, um eine ringförmige Nut zu bilden, wobei der Teil des Kolbens von einem Rand einer an einer Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens bereitgestellten Öffnung getrennt ist, und eine zweite Umformvorrichtung, die eingerichtet ist, den Rand der Öffnung des Kolbens hin zu der anderen Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens einzudrücken und einen dicken, von einer Innenumfangsfläche des Kolbens zu einer axialen Mittenseite des Kolbens extrudierten Abschnitt zu bilden, wobei die Innenumfangsfläche zwischen dem Rand und der Nut gebildet wird. Ein ausgesparter Abschnitt wird an einem Teil der zweiten Umformvorrichtung gebildet, die angeordnet ist, um in der Weise an dem Rand anzuliegen, so dass eine Innenumfangsseite des Rands hin zu der anderen Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens plastisch verformt wird. Dementsprechend kann eine Flächenvariation der Stirnseite 15b des Rands 15 der Öffnung 14 des Kolbens 11 unterbunden werden, selbst wenn eine Materialvariation vorliegt, da der ausgesparte Abschnitt die Innenumfangsseite des Rands hin zu der anderen Seite in Axialrichtung des Kolbens plastisch verformt.
Da der ausgesparte Abschnitt eine vorgegebene Krümmung besitzt, kann ein Unterschied der Umfangsgeschwindigkeit zwischen dem Kolben und der zweiten Umformvorrichtung verringert werden, und Reibung aufgrund der Umlaufgeschwindigkeit kann verringert werden. Entsprechend kann eine auf die Randbildungswalze und den Kolben wirkende Belastung verringert werden. Im Ergebnis kann eine Lebensdauer der Randbildungswalze verlängert werden und eine Belastung auf die Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens kann unterbunden werden. Zusätzlich kann eine Qualitätseinbuße, wie etwa Entflammbarkeit oder dergleichen des Kolbens unterbunden werden. Außerdem kann, da ein Kontaktbereich zwischen der Randbildungswalze, und dem Kolben verringert werden kann und der Oberflächendruck bei der maschinellen Bearbeitung erhöht werden kann, die Formbarkeit verbessert werden.
Da eine Konfiguration, bei der eine zum Drücken der Kante vom Inneren des Kolbens eingerichtete Einrichtung bis auf den ausgesparten Abschnitt nicht bereitgestellt ist, können der Aufbau vereinfacht und Kosten der Ausrüstung gesenkt werden.
Das Verfahren zur Herstellung des Kolbens der Ausführungsform umfasst einen Schritt des Rotierens eines röhrenförmigen Kolbens in eine Umfangsrichtung, einen Nutbildungsschritt des Drückens eines Teils des Kolbens von einer Außenumfangsseite des Kolbens und das Bilden einer ringförmigen Nut, wobei der Abschnitt des Kolbens von einem Rand einer an einer Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens bereitgestellten Öffnung getrennt ist, und einen Schritt des Bildens des dicken Abschnitts, des Drückens des Rands der Öffnung des Kolbens hin zu der anderen Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens und Bilden eines von einer Innenumfangsseite des Kolbens extrudierten Abschnitts hin zu einer axialen Mitte des Kolbens, wobei die Innenumfangsfläche zwischen dem Rand und der Nut gebildet wird. Der Schritt des Bildens des dicken Abschnitts umfasst das plastische Verformen der Innenumfangsseite des Rands hin zu der anderen Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens. Entsprechend wird beim Schritt des Bildens des dicken Abschnitts, der den Rand der Öffnung des Kolbens hin zu der anderen Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens drückt und der den dicken Abschnitt aus der Innenumfangsfläche zwischen dem Rand und der Nut in Axialrichtung des Kolbens bildet, die Innenumfangsseite des Rands plastisch in Richtung des Bodenabschnitts in Axialrichtung des Kolbens verformt. Aus diesem Grund kann eine Flächenvariation der Stirnseite des Rands der Öffnung des Kolbens unterbunden werden.
Der Kolben der Ausführungsform ist als Hohlzylinder gebildet und umfasst einen Bodenabschnitt, auf den ein Bremsdruck aufgebracht wird und einen Rand einer Öffnung einer Stirnseite in Axialrichtung des Hohlzylinders. Der Teil des Rands in Richtung der Mittenachse des Kolbens ist ein dicker Abschnitt, der in Richtung der Mittenachse hervorsteht, der dicke Abschnitt ist hin zum Bodenabschnitt gefaltet, und der gefaltete Bereich ist eine gekrümmte Oberflächenform. Auf diese Weise kann eine Flächenvariation der Stirnseite des Rands der Öffnung des Kolbens unterbunden werden, da der Teil des Rands in Richtung der Mittenachse des Kolbens der dicke Abschnitt ist, der in Richtung der Mittenachse hervorsteht und der dicke Abschnitt wird hin zum Bodenabschnitt des Kolbens gefaltet, wenn der Rand der Öffnung des Kolbens durch plastische Verformung gebildet wird. Außerdem kann bei der Bildung des Rands der Öffnung des Kolbens auf den Kolben und die Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens aufgebrachte Belastung verringert werden, da der gefaltete Bereich eine gekrümmte Fläche ist. Zusätzlich kann eine Qualitätseinbuße, wie etwa Entflammbarkeit oder dergleichen des Kolbens unterbunden werden. Außerdem kann die Formbarkeit verbessert werden.
Die Scheibenbremse der Ausführungsform umfasst den obenstehend erwähnten Kolben, einen Zylinder, in dem der Kolben bewegbar angeordnet ist, und einen Bremsbelag, der angeordnet ist, um von dem Rand der Öffnung des Kolbens gedrückt zu werden und in Kontakt mit einer (Brems-)Scheibe zu gelangen. Entsprechend kann der Oberflächendruck an den Bremsbelag 83 des Kolbens 11 stabilisiert werden und die Geräuschemission der Bremse kann stabilisiert werden, da eine Oberflächenvariation der Stirnseite des Rands der Öffnung des Kolbens unterbunden werden kann.
[Industrielle Anwendbarkeit]
Gemäß der obenstehenden Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens ist es möglich, eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens, ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens, einen Kolben und eine Scheibenbremse bereitzustellen, die in der Lage sind, eine Variation in einer Form einer Oberfläche der Stirnseite des Kolbens beim Kontakt mit dem Belag zu unterbinden.
Bezugszeichenliste

11: Kolben
12a: Außenumfangsfläche
12b: Innenumfangsfläche
13: Bodenabschnitt
14: Öffnung
15: Rand
21, 21B, 21C, 21D: Drehvorrichtung
34C, 34D: innere Stopfenstange (zweite Umformvorrichtung)
42: Nutbildungswalze (erste Umformvorrichtung)
52, 52A, 52B, 52C: Randbildungswalze (zweite Umformvorrichtung)
53, 53A, 53B, 53C, 53D: ausgesparter Abschnitt
61: Nut
65: dicker Abschnitt
65a: gekrümmte Oberfläche
80: Scheibenbremse
81: Scheibe
83: Bremsbelag
96: Zylinder

Claims

Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens, aufweisend: eine Drehvorrichtung, die eingerichtet ist, einen röhrenförmigen Kolben relativ in einer Umfangsrichtung zu drehen; eine erste Umformvorrichtung, die eingerichtet ist, einen Teil des Kolbens von einer Außenumfangsseite des Kolbens einzudrücken, um eine ringförmige Nut zu bilden, wobei der Teil des Kolbens von einem Rand einer an einer Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens bereitgestellten Öffnung getrennt ist; und eine zweite Umformvorrichtung, die eingerichtet ist, den Rand der Öffnung des Kolbens hin zu der anderen Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens einzudrücken und einen dicken, von einer Innenumfangsfläche des Kolbens zu einer axialen Mittenseite des Kolbens extrudierten Abschnitt zu bilden, wobei die Innenumfangsfläche zwischen dem Rand und der Nut gebildet wird, wobei ein ausgesparter Abschnitt an einem Teil der zweiten Umformvorrichtung gebildet wird, der angeordnet ist, um derart an dem Rand anzuliegen, dass eine Innenumfangsseite des Rands hin zu der anderen Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens plastisch verformt wird.
Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens nach Anspruch 1, wobei der ausgesparte Abschnitt eine vorgegebene Krümmung besitzt.
Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbens nach Anspruch 1 oder 2, wobei abgesehen von dem ausgesparten Abschnitt keine Mittel bereitgestellt sind, die eingerichtet sind, den Rand von der Innenseite des Kolbens einzudrücken.
Verfahren zur Herstellung eines Kolbens, umfassend: Relatives Drehen eines röhrenförmigen Kolbens in einer Umfangsrichtung; Eindrücken eines Teils des Kolbens von einer Außenumfangsseite des Kolbens und Bilden einer ringförmigen Nut, wobei der Teil des Kolbens von einem Rand einer an einer Stirnseite in einer Axialrichtung des Kolbens bereitgestellten Öffnung getrennt ist; und Eindrücken des Rands der Öffnung des Kolbens hin zu der anderen Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens und Bilden eines dicken Abschnitts, der von einer Innenumfangsfläche des Kolbens hin zu einer axialen Mittenseite des Kolbens extrudiert ist, wobei die Innenumfangsfläche zwischen dem Rand und der Nut gebildet ist, wobei das Bilden des dicken Abschnitts das plastische Verformen einer Innenumfangsseite des Rands hin zu der anderen Stirnseite in Axialrichtung des Kolbens umfasst.
Kolben, gebildet in einer zylindrischen Form mit Boden, und aufweisend einen Bodenabschnitt, der mit einem Bremsdruck beaufschlagt wird, und einen Rand einer an einer Stirnseite in einer Axialrichtung bereitgestellten Öffnung in der zylindrischen Form mit Boden, wobei ein Teil des Rands in Richtung einer Mittenachse des Kolbens ein dicker Abschnitt ist, der in Richtung der Mittenachse vorsteht, und der dicke Abschnitt hin zu dem Bodenabschnitt gefaltet ist, und ein Querschnitt des gefalteten Bereichs eine gebogene Linie ist.
Scheibenbremse, aufweisend: den Kolben nach Anspruch 5; einen Zylinder, in dem der Kolben bewegbar angeordnet ist; und einen Bremsbelag, der angeordnet ist, um von dem Rand der Öffnung des Kolbens gedrückt zu werden und mit einer Scheibe in Kontakt zu gelangen.