DE10211550A1 - Verfahren zum Herstellen eines Kraftstoffverteilerrohrs für eine Fahrzeug-Kraftstoffversorgungsanlage mittels Hydroformen - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftstoffverteilerrohrs zum Einsatz in einer Kraftstoffversorgungsanlage angegeben, die beispielsweise für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges bestimmt ist. Das Herstellungsverfahren umfaßt einen anfänglichen Hydroformschritt zur Verformung eines mittleren Abschnitts eines Werkstücks, derart, daß dieses ein oder mehrere nach außen verlaufende Verzweigungsstellenabschnitte hat. Bei einem anschließenden Hydroformschritt werden ein oder mehrere Endabschnitte des Werkstücks verformt, um zusätzliche nach außen verlaufende Verzweigungsstellenabschnitte zu erhalten. Hierzu ist ein Paar von Druckbeaufschlagungskolben in dem Innenraum des Werkstücks angeordnet, und diese heben Kopfabschnitte, welche in Dichtungseingriff mit der Innenfläche des Werkstücks sind, um darin eine Druckkammer zu bilden. Unter Druck stehendes Fluid wird in die Druckkammer derart eingebracht, daß ein Abschnitt unter Anpassung an den entsprechenden Abschnitt des Formhohlraums verformt werden kann, welcher in der Druckkammer liegt. Dann werden die Druckbeaufschlagungskolben bewegt, um wiederum eine Druckkammer in dem Werkstück zu bilden. Unter Druck stehendes Fluid wird wiederum in die vergrößerte und erweiterte Druckkammer eingebracht, so daß andere Abschnitte des Werkstücks verformt werden. Das verformte Werkstück wird schließlich auf übliche Weise maschinell bearbeitet und/oder es erfolgt eine Metallbearbeitung, um abschließend ein Kraftstoffverteilerrohr ...

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit Kraftstoffverteilerrohren zum Einsatz bei Kraftstoffversorgungsanlagen bei Brennkraftmaschinen. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem weiterentwickelten Verfahren zum Herstellen eines solchen Kraftstoffverteilerrohrs unter Einsatz von Hydroform­ techniken.

Die meisten Motoren, wie Brennkraftmaschinen und Diesel- Brennkraftmaschinen, welche bei Fahrzeugen und anderen Einrichtungen eingesetzt werden, sind mit einer Kraftstoffversorgungsanlage ausgestattet, welche Kraftstoff von einer Quelle zu einer Mehrzahl von Brennkammern abgibt, welche in dem Motor vorgesehen sind. Die meisten modernen Fahrzeugbrennkraftmaschinen haben eine Kraftstoffversorgungsanlage mittels einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, mit der Kraftstoff unter Druck zugeführt und selektiv in die jeweiligen Brennkammern der Brennkraftmaschine zur anschließenden Verbrennung eingespritzt wird.

Um dies zu erreichen, umfaßt eine typische Kraftstoffeinspritzanlage eine oder mehrere Fluidleitungen, welche typischerweise als Kraftstoffverteilerrohre bezeichnet werden, welche den Kraftstoff von der Quelle zu den jeweiligen Brennkammern der Brennkraftmaschine befördern. Jedes Kraftstoffverteiler­ rohr umfaßt in typischer Weise ein hohles Rohrteil, welches ein offenes Ende, ein geschlossenes Ende und eine Mehrzahl von Verzweigungsstellen umfaßt, welche zwischen den offenen und geschlossenen Enden angeordnet sind, und die von dem hohlen Rohrteil in Richtung nach außen verlaufen. Das offene Ende des Kraftstoffverteilerrohrs ist derart beschaffen und ausgelegt, daß es in kommunizierender Verbindung mit einer Kraftstoffquelle steht. Das hohle Rohrteil ist derart ausgebildet, daß jede der Verzweigungsstellen direkt in der Nähe eines Einlasses der zugeordneten Brennkammer der Brennkraft­ maschine liegt. Jede Verzweigungsstelle endet üblicherweise in einem hohlen, zylindrischen becherförmigen Teil, welches derart beschaffen und ausgelegt ist, daß es eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung darin aufnimmt. Die Kraftstoffein­ spritzeinrichtungen sind typischerweise derart ausgelegt, daß sie magnetge­ steuerte Ventile umfassen, welche selektiv mit einer elektronischen Steuerein­ richtung für die Brennkraftmaschine geöffnet und geschlossen werden. Im offenen Zustand ermöglichen die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, daß unter Druck stehender Kraftstoff von dem Kraftstoffverteilerrohr zu der zugeordneten Brennkammer strömt. Im geschlossenen Zustand verhindern die Kraftstoffein­ spritzeinrichtungen, daß Kraftstoff von dem Kraftstoffverteilerrohr zu der zugeordneten Brennkammer strömt. Durch genaue Steuerung des Öffnens und Schließens der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen lassen sich die Mengen an unter Druck stehendem Kraftstoff genau bestimmen, welche von dem Kraftstoffverteilerrohr in die Brennkammern zu genau vorbestimmten Intervallen eingespritzt werden.

Üblicherweise sind die Kraftstoffverteilerrohre aus einem starren Material, wie Kunststoff oder einem metallischen Material, ausgebildet. Kraftstoffverteiler­ rohre aus Kunststoffmaterial können mittels Spritzgießens und anderen an sich bekannten Verarbeitungsweisen ausgebildet werden. Jedoch ist der Großteil der Kraftstoffverteilerrohre aus metallischem Material hergestellt. Ein metallisches Kraftstoffverteilerrohr wird in typischer Weise dadurch hergestellt, daß zu Beginn ein rohrförmiger Körperabschnitt genommen wird, welcher dann zu einer gewünschten Gestalt gebogen oder auf eine andere Art und Weise verformt wird. Dann wird eine Mehrzahl von Öffnungen durch den hohlen Körperabschnitt an den Stellen erstellt, an denen erwünscht ist, daß man die Verzweigungsstellen hat. Eine hohle Verzweigungsstelle (welche in typischer Weise ein darin bereits ausgebildetes, schalenförmiges Teil hat) ist in unmittelbarer Nähe der jeweiligen Öffnung ausgebildet, und ist mit diesem, beispielsweise mittels Löten, verbunden.

Obgleich die vorstehend geschilderte Verfahrensweise zur Herstellung von Kraftstoffverteilerrohren seit vielen Jahren erfolgreich eingesetzt wird, haben sich doch einige Nachteile gezeigt. Einer dieser Nachteile ist darin zu sehen, daß es relativ schwierig ist sicher zu stellen, daß die Verzweigungsstellen des Kraftstoffverteilerrohrs genau relativ zu dem Körperabschnitt vorgesehen sind. Dies ist auf mehrere Gründe zurückzuführen. Zum einen muß eine relativ komplizierte Befestigungseinrichtung vorgesehen sein, um den Körperab­ schnitt und die jeweiligen Verzweigungsstellen genau abzustützen, bis diese fest miteinander verbunden sind. Da zum anderen bei dem Lötverfahren eine relativ hohe Temperatur zur Einwirkung kommt, läßt sich die Maßhaltigkeit bei der genauen Positionierung der Verzweigungsstellen nur mit großem Aufwand und Schwierigkeiten einhalten. Daher ist es erwünscht, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffverteilerrohrs bereitzustellen, bei dem die vorstehend beschriebenen Nachteile nicht auftreten.

Die Erfindung stellt ein fortentwickeltes Verfahren zum Herstellen eines Kraftstoffverteilerrohrs zum Einsatz in einer Kraftstoffversorgungsanlage für eine Brennkraftmaschine bereit, die beispielsweise üblicherweise bei einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist. Eine Hydroformvorrichtung umfaßt erste und zweite Formteile, welche einen oder mehrere einziehbare Dorne haben, welche in zugeordneten Bohrungen vorgesehen sind. Ein Werkstück wird in einem Formhohlraum angeordnet, welcher durch die ersten und die zweiten Formteile gebildet wird, und ein endseitige Zylinder wird in Eingriffszustand mit den gegenüberliegenden Enden des Werkstücks bewegt. Ein Paar von Druckbeaufschlagungskolben ist im Innern des Werkstücks angeordnet. Die Druckbeaufschlagungskolben umfassen zugeordnete Kopfabschnitte, welche in dichtenden Eingriff mit der inneren Fläche des Werkstücks sind, um in einem Mittelteil desselben eine Druckkammer zu bilden. Einer der Dorne ist in der eingefahrenen Position aus einer Bohrung derart angeordnet, daß die innere Fläche derselben zu der Außenfläche der in im zweiten Formteil gebildeten Ausnehmung in Richtung nach außen angeordnet ist. Entweder während oder nach der Einzugsbewegung wird unter Druck stehendes Fluid von einer Quelle in die Druckkammer zwischen den Kopfabschnitten der Druckbeaufschlagungskolben eingebracht. Als Folge hiervon wird ein Abschnitt des Werkstücks, welcher diesem unter Druck stehenden Fluid ausgesetzt ist, in Richtung nach außen zur Anpassung an den entsprechen­ den Teil des Formhohlraums verformt, welcher in der Druckkammer liegt. Hierbei wird ein Teil der Bohrung mit eingeschlossen, welche frei liegt, wenn der Dorn sich in der zurückgefahrenen Position befindet. Folglich wird ein nach außen verlaufender Rohformling für eine Verzweigungsstelle am Werkstück ausgebildet. Anschließend werden die Druckbeaufschlagungskolben voneinander weg nach außen zu den entsprechenden zweiten Positionen bewegt, in welchen wiederum die Druckkammer von einem Werkstück mit etwas größeren Abmessungen begrenzt wird. Somit sind die Kopfabschnitte der Druckbeaufschlagungskolben außerhalb von den anderen Bohrungen angeordnet, welche durch das zweite Formteil gehen. Die anderen Dorne werden in ihre eingefahrene Positionen in ihre zugeordneten Bohrungen zurückbewegt, und unter Druck stehendes Fluid von der Quelle wird wiederum in die vergrößerte Druckkammer eingebracht, welche zwischen den Kopfab­ schnitten der Druckbeaufschlagungskolben gebildet wird. Als Folge hiervon werden die anderen Abschnitte des Werkstücks verformt, um zusätzliche, nach außen verlaufende Rohformlinge für Verzweigungsstellen an dem Werkstück auszubilden. Zum Abschluß des Herstellungsverfahrens wird das verformte Werkstück aus der Hydroformvorrichtung entnommen und einer üblichen maschinellen Bearbeitung und/oder Metallbearbeitungsvorgängen ausgesetzt, um ein fertiggestelltes Kraftstoffverteilerrohr zu erhalten.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Teils einer Vorrichtung zum Hydroformen eines Kraftstoffverteilerrohrs gemäß dem Verfahren nach der Erfindung, wobei die Vorrichtung in einem Zustand vor dem Beginn der Hydroformbearbeitung dargestellt ist;

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht ähnlich Fig. 1 zur Verdeutli­ chung der Vorrichtung nach dem Abschluß eines ersten Bearbei­ tungsschrittes bei der Hydroformbearbeitung;

Fig. 3 eine Fig. 2 ähnliche schematische Schnittansicht zur Verdeutli­ chung der Vorrichtung nach dem Abschluß eines zweiten Herstel­ lungsschrittes bei der Hydroformbearbeitung;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Rohlings eines Kraftstoffvertei­ lerrohrs, welcher nach Maßgabe des Verfahrens gemäß den Fig. 1, 2 und 3 bearbeitet wird; und

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines fertiggestellten Kraftstoffvertei­ lerrohrs nach der abschließenden maschinellen Bearbeitung und der Ausführung von Metallbearbeitungen.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist in Fig. 1 ein Teil einer Vorrichtung gezeigt, welche insgesamt mit 10 bezeichnet ist und zur Herstellung eines Kraftstoffverteilerrohrs unter Einsatz der Hydroformtechniken gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgelegt ist. Der Grundaufbau und die Arbeitsweise der Hydroformvorrichtung 10 sind an sich bekannt, und es werden daher nachstehend nur jene Einzelheiten näher erläutert, welche zum vollständigen Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich sind. Die Hydroformvorrichtung 10 umfaßt ein Gestell (nicht gezeigt), welches die ersten und die zweiten Formteil 11 und 12 trägt, welche eine relative Bewegung zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung ausführen können. Die ersten und die zweiten Formteile 11 und 12 haben zusammenwir­ kende Ausnehmungen 11a und 12a, welche jeweils in diesen Formteilen ausgebildet sind, und in Verbindung miteinander einen Formhohlraum bilden. Wenn die Formteile in die Offenposition bewegt sind, sind die ersten und die zweiten Formteile 11 und 12 in einem Abstand voneinander angeordnet, um zu ermöglichen, daß ein Werkstück 13 in den Formhohlraum eingelegt oder aus diesem entnommen werden kann. Wenn die Formteile in die Schließposi­ tion bewegt sind, sind die ersten und die zweiten Formteile 11 und 12 angrenzend aneinander angeordnet und umschließen das Werkstück 13 in dem Formhohlraum. Obgleich der Formhohlraum im allgemeinen etwas größer als das mittels Hydroformbearbeitung zu bearbeitende Werkstück 13 ausgelegt ist, kann die Bewegung der beiden Formteile 11 und 12 von der Offenposition zu der Schließposition in manchen Anwendungsfällen zu einer geringfügigen mechanischen Verformung des Werkstücks 13 führen.

Um die relative Bewegung zu erleichtern, sind die ersten und zweiten Formteile 11 und 12 üblicherweise derart angeordnet, daß das erste Formteil 11 auf einem beweglichen Druckkolben (nicht gezeigt) der Vorrichtung 10 gelagert ist, während das zweite Formteil 12 auf einem stationären Bett (nicht gezeigt) der Vorrichtung 10 gelagert ist. Eine mechanische oder hydraulische Betätigungseinrichtung ist vorgesehen, um den beweglichen Druckkolben und das erste Formteil 11 nach oben in die Offenstellung relativ zu dem zweiten Formteil 12 zu bewegen, so daß ermöglicht wird, daß ein zuvor verformtes Werkstück 13 aus dem Formhohlraum entnommen oder ein neues Werkstück 13 in denselben eingelegt werden kann. Die Betätigungseinrichtung bewegt auch den beweglichen Druckkolben und das erste Formteil 11 in die Schließ­ position relativ zu dem zweiten Formteil 12 nach unten, wodurch ermöglicht wird, daß sich der Hydroformbearbeitungsvorgang durchführen läßt. Um die ersten und die zweiten Formteile 11 und 12 während des Hydroformbearbei­ tungsvorganges zusammen zu halten, kann eine Einspanneinrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen sein. Die Einspanneinrichtung kann mit den Formteilen 11 und 12 (oder alternativ mit dem beweglichen Druckkolben und dem Bett, auf welchen die Formteile 11 und 12 gelagert sind) zusammenarbeiten, um eine relative Bewegung der Formteile relativ zueinander während des Hydroformvorganges zu verhindern. Eine solche relative Bewegung ist natürlich unerwünscht, da hierdurch die Form des Formhohlraums verändert würde, und sich eine unerwünschte Abweichung hinsichtlich der Endgestalt des Werkstückes 13 ergeben würde.

Wenigstens eines der Formteile (bei der dargestellten bevorzugten Ausfüh­ rungsform das zweite Formteil 12) hat eine Mehrzahl von Bohrungen 15, welche in demselben ausgebildet sind und die sich von der Ausnehmung 12a in Richtung nach außen erstrecken. Aus Übersichtlichkeitsgründen sei angenommen, daß drei Paare von derartigen Bohrungen 15 in dem zweiten Formteil 12 ausgebildet sind (in den Fig. 1, 2 und 3 sind nur drei derartiger Bohrungen 15 gezeigt). Die dargestellten Bohrungen sind im allgemeinen in einer linearen Zuordnung derart angeordnet, daß eine erste Bohrung 15 zwischen den anderen beiden Bohrungen 15 liegt. Unabhängig hiervon ist die Erfindung hierauf natürlich nicht beschränkt, sondern es kann eine beliebige Anzahl von Bohrungen 15 an irgendwelchen gewünschten Stellen ausgebildet sein, welche entweder durch die ersten und die zweiten Formteile 11 und 12 einzeln oder in Verbindung mit diesen gebildet werden.

Ein Dorn 16 ist in jeder Bohrung 15 angeordnet, um eine selektive Gleitbewe­ gung relativ zu dem zweiten Formteil 12 auszuführen. Zu Beginn ist jeder Dorn 16 in den Bohrungen 15 in einer ausgefahrenen Position (in Fig. 1 darge­ stellt) angeordnet, wobei die innere Fläche des Dorns 16 im allgemeinen bündig zu und in der Nähe der Oberfläche der Ausnehmung 12a angeordnet ist, welche in dem zweiten Formteil 12 ausgebildet ist. Jedoch ist jeder Dorn 16 über eine Verbindung 16a oder eine andere Einrichtung mit einer Betäti­ gungseinrichtung (nicht gezeigt) verbunden, welche am zugeordneten Dorn 16 in einer eingefahrenen Position (wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt) liegen kann, in welcher die innere Fläche des Dorns 16 an der Oberfläche der Ausnehmung 12a nach außen vorstehend angeordnet ist, welche in dem zweiten Formteil 12 ausgebildet ist.

Die Hydroformvorrichtung 10 umfaßt ferner ein Paar von endseitigen Zylindern, von denen Teile bei 20 und 21 gezeigt sind, und die an den gegenüberliegenden Enden der ersten und der zweiten Formteile 11 und 12 angeordnet sind. Die endseitigen Zylinder 20 und 21 sind von üblicher Auslegungsform und sind derart beschaffen und ausgelegt, daß sie mit den gegenüberliegenden Enden des Werkstücks 13 zusammen arbeiten, wie dies in Fig. 1 verdeutlicht ist. Wie nachstehend noch näher erläutert wird, sind die endseitigen Zylinder 20 und 21 derart beschaffen und ausgelegt, daß sie sich selektiv in Richtung auf einander zu nach innen bewegen können, so daß nach innen gerichtete Kräfte gegen die gegenüberliegenden Enden des Werkstücks 13 während der Hydroformbearbeitung aufgebracht werden können.

Schließlich umfaßt die Hydroformvorrichtung 10 ein Paar von Druckbeauf­ schlagungskolben 22 und 23, welche im Innenraum des Werkstücks 13 verlaufen, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Die Druckbeaufschlagungskolben 22 und 23 sind relativ zu den Formteilen 11 und 12, dem Werkstück 13 und den endseitigen Zylinder 20 und 21 beweglich. Die Druckbeaufschlagungskolben 22 und 23 haben jeweils Kopfabschnitte 22a und 23a, welche auf diesen vorgesehen und derart beschaffen und ausgelegt sind, daß sie in Dichtungs­ eingriff mit der Innenfläche des Werkstücks 13 kommen. Die Druckbeauf­ schlagungskolben 22 und 23 haben ferner zugeordnete Durchgänge 22b und 23b, welche durch dieselben gehen, und die in kommunizierender Verbindung mit dem Innenraum des hohlen Werkstücks 13 stehen. Wie nachstehend noch näher beschrieben werden wird, können die Durchgänge 22b und 23b selektiv eine kommunizierende Fluidverbindung zwischen einer Quelle für ein unter Druck stehendes Fluid (nicht gezeigt) und dem Innenraum des hohlen Werkstückes 13 herstellen, um den Hydroformvorgang durchzuführen.

Nachstehend wird nunmehr die Arbeitsweise der Hydroformvorrichtung 10 näher erläutert.

Zu Beginn wird die Vorrichtung 10 derart betrieben, daß ein Werkstück 13 vor dem Beginn der Hydroformbearbeitung darin angeordnet ist. Hierzu wird die Vorrichtung 10 zuerst geöffnet, und das erste Formteil 11 relativ zu dem zweiten Formteil 12 in die Offenposition gebracht. Wenn, wie vorstehend angegeben, die ersten und die zweiten Formteile 11 und 12 in der Offenpositi­ on sind, haben sie einen Abstand voneinander, um zu ermöglichen, daß das Werkstück 13 zwischen die ersten und die zweiten Formteile 11 und 12 und in den Formhohlraum eingelegt werden kann, welcher von den Ausnehmungen 11a und 12a gebildet wird. Zu oder etwa zur gleichen Zeit wird die Vorrichtung 10 derart betrieben, daß alle Dorne 15 ihre ausgefahrenen Position derart einnehmen, daß ihre inneren Flächen im wesentlichen bündig mit oder in der Nähe der Oberfläche der Ausnehmung 12a angeordnet sind, welche in dem zweiten Formteil 12 ausgebildet ist, wie dies zuvor beschrieben worden ist. Dann wird die Vorrichtung 10 derart betrieben, daß das erste Formteil 11 relativ zu dem zweiten Formteil 12 in die Schließposition bewegt wird, wodurch das Werkstück 13 in den Formhohlraum eingeschlossen wird, welcher von den Ausnehmungen 11a und 12a gebildet wird. Somit ist die Anordnung des Werkstücks 13 abgeschlossen, wenn die endseitigen Zylinder 20 und 21 und die Druckbeaufschlagungskolben 22 und 23 die in Fig. 1 dargestellten Positionen einnehmen, wobei die endseitigen Zylinder 20 und 21 mit den gegenüberliegenden Enden des Werkstücks 13 zusammenarbeiten, während die Kopfabschnitte 22a und 23a der Druckbeaufschlagungskolben 22 und 23 im Innenraum des Werkstücks 13 angeordnet sind.

Die Druckbeaufschlagungskolben 22 und 23 sind zu Beginn in dem Innenraum des Werkstücks 13 angeordnet. Wie zuvor angegeben ist, sind die Kopfab­ schnitte 22a und 23a der Druckbeaufschlagungskolben 22 und 23 in Dich­ tungseingriff mit der inneren Fläche des Werkstücks 13. Somit bilden die Kopfabschnitte 22a und 23a eine Druckkammer in einem Teil des Innenraums des Werkstücks 13. Vorzugsweise ist diese Druckkammer zu Beginn etwas kleiner als der Innenraum des Werkstücks 13 und kann entsprechend Fig. 1 auf einen Teil des Innenraums des Werkstücks 13 begrenzt sein, welcher sich nur etwa um die Mittelbohrung 15 erstreckt, welche durch das zweite Formteil 12 gebildet wird. Wie ebenfalls zuvor erwähnt worden ist, kann ein oder es können beide Durchgänge 22b und 23b, die durch die Druckbeaufschla­ gungskolben 22 und 23 gehen, selektiv eine kommunizierende Fluidverbin­ dung zwischen einer Quelle für ein unter Druck stehendes Fluid (nicht gezeigt) und dem Innenraum des hohlen Werkstücks 13 herstellen, um einen Hydro­ formvorgang durchzuführen. Typischer Weise ist nur einer der Durchgänge 22b und 23b in kommunizierender Verbindung mit der Quelle für unter Druck stehendem Fluid. Der andere Durchgang 22b und 23b wird selektiv über ein Ventil (nicht gezeigt) zu einem Fluidvorratsraum entlüftet, wodurch unter Druck stehendes Fluid zurückgewonnen werden kann, wenn der Hydroformvorgang abgeschlossen ist.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung 10 und das Werkstück 13 nach einem ersten Schritt des Hydroformvorganges. Zur Durchführung dieses ersten Schritts wird der zu innerst liegende Dorn 16 in seine ausgefahrene Position in der Bohrung 15 derart bewegt, daß die Innenfläche desselben von der Oberfläche der Ausnehmung 12a nach außen angeordnet ist, die in dem zweiten Formteil 12 ausgebildet ist. Entweder während oder nach dieser Einzugsbewegung wird unter Druck stehendes Fluid von der Quelle in die Druckkammer eingebracht, die zwischen den Kopfabschnitten 22a und 23a der Druckbeaufschlagungs­ kolben 22 und 23 gebildet wird. Als Folge hiervon wird ein Teil des Werkstücks 13, welches diesem unter Druck stehenden Fluid ausgesetzt ist, in Richtung nach außen zur Anpassung an das entsprechende Teil des Formhohlraums verformt, welcher in der Druckkammer liegt. Hierbei wird ein Teil der Mittelboh­ rung 15 mit erfaßt, welche frei liegt, wenn der mittlere Dorn 16 in die eingefah­ rene Position bewegt wird. Folglich wird ein nach außen verlaufender Verzweigungsstellen-Rohformling 13a in dem Werkstück 13 ausgebildet, wie dies in Fig. 2 verdeutlicht ist.

Bei der Verformung des Werkstücks 13 unter Einwirkung des unter Druck stehenden Fluids werden die endseitigen Zylinder 20 und 21 in Richtung aufeinander zu nach innen bewegt. Diese Vorgehensweise wird als soge­ nannte endseitige Zustellung bezeichnet, und hierdurch wird eine mechani­ sche Kraft gegen den einen Endabschnitt oder gegen beide Endabschnitte des Werkstücks 13 gleichzeitig mit der Hydroformung des inneren Abschnitts des Werkstücks 13 aufgebracht. Als Folge hiervon fließt etwas von dem Material des Endabschnitts des Werkstücks 13 in Richtung zu dem Innenab­ schnitt, welcher der Hydroformung unterworfen ist, und zwar insbesondere in den Bereich, an welchem der nach außen verlaufende Verzweigungsstellen- Rohformling 13a mittels Hydroformen auszubilden ist. Diese endseitige Materialzugabe wird vorgenommen, um unerwünschte Reduzierung der Wanddicken, der verformten Abschnitte des Werkstücks 13 zu minimieren. Die endseitige Materialzugabe hängt normalerweise etwas von dem Vermögen des Materials ab, daß das Material der Endabschnitte des Werkstücks 13 in Richtung zu dem innenliegenden Abschnitt fließen kann, welcher zu verformen ist. Wenn man die Druckbeaufschlagungskolben 22 und 23 entsprechend den Fig. 1 und 2 während der Hydroformung des zentralen Verzweigungsstel­ len-Rohformlings 13a anordnet, läßt sich die Effektivität der endseitigen Materialzugabe verbessern.

Während des Hydroformvorganges werden Teile des äußeren Werkstücks 13 in den Eingriffszustand mit den Oberflächen der Ausnehmung 11a und 12a der ersten und zweiten Formteile 11 und 12 gedrückt. Aufgrund des relativ hohen, auf das Werkstück 13 ausgeübten Drucks kann sich eine beträchtliche Reibungsgröße zwischen der äußeren Fläche des Werkstücks 13 und den Flächen der Ausnehmungen 11a und 12a der ersten und der zweiten Formteile 11 und 12 aufbauen. Ein solcher Reibungseingriff wird im allgemei­ nen als unerwünscht betrachtet, da er die freie Materialfließbewegung bei dem Werkstück 13 während der endseitigen Materialaufgabe behindert. Um diese zu vermeiden, wird es in Betracht gezogen, eine relativ kleine Fluidmenge zwischen der äußeren Fläche des Werkstücks 13 und den Oberflächen der Ausnehmungen 11a und 12a der ersten und der zweiten Formteile 11 und 12 vorzusehen. Diese Fluidmenge kann durch eine entsprechende Bemessung der Durchgänge (nicht gezeigt) bereitgestellt werden, welche entweder durch eines der beiden ersten und zweiten Formteile 11 und 12 oder durch beide geht, oder es kann auch eine andere geeignete Weise gewählt werden, um diese Fluidmenge bereitzustellen. Dieses Fluid wirkt als ein Schmiermittel, um die Reibung während des Hydroformvorganges zu reduzieren. Vorzugsweise ist der Druck des Fluids zwischen der äußeren Fläche des Werkstücks 13 und den Oberflächen der Ausnehmungen 11a und 12a der ersten und zweiten Formteile 11 und 12 relativ klein im Vergleich zu dem unter Druck stehenden Fluid, welches in den Innenraum des Werkstücks 13 eingeleitet wird, um eine nachteilige Auswirkung auf den Hydroformvorgang zu verhindern.

Nach dem Abschluß des ersten Schritts des Hydroformvorganges werden die Druckbeaufschlagungskolben 22 und 23 nach außen voneinander weg zu den zugeordneten zweiten Positionen bewegt, in welchen wiederum eine Druckkammer in dem Werkstück 13 mit etwas größeren Abmessungen begrenzt wird. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, werden die Kopfabschnitte 22a und 23a der Druckbeaufschlagungskolben 22 und 23 derart bewegt, daß diese außerhalb der beiden äußeren Bohrungen 15 liegen, welche durch das zweite Formteil 12 gebildet werden. Während dieser Bewegung ist die Größe des Drucks des unter Druck stehenden Fluids in dem Werkstück 13 durch die größeren Abmessungen der Druckkammer herabgesetzt. Wenn die Druckbe­ aufschlagungskolben 22 und 23 ihre neuen Positionen einnehmen, läßt sich ein zweiter Schritt des Hydroformvorgangs durchführen. Hierzu werden die beiden anderen Dorne 16 in ihren eingefahrenen Positionen in den jeweils zugeordneten Bohrungen 15 derart bewegt, daß die inneren Flächen nach außen über die Oberfläche der Ausnehmungen 12a vorstehen, welche in dem zweiten Formteil 12 ausgebildet ist. Entweder während oder nach dieser Bewegung wird wiederum unter Druck stehendes Fluid von der Quelle in die vergrößerte Druckkammer eingebracht, welche zwischen den Kopfabschnitten 22a und 23a der Druckbeaufschlagungskolben 22 und 23 gebildet wird. Als Folge hiervon werden jene Teile des Werkstücks 13 in Richtung nach außen unter Anpassung an die Teile des Formhohlraums verformt, die in der Druckkammer liegen, und zwar unter der Einwirkung des vorhandenen unter Druck stehenden Fluids. Hierbei werden die Teile der äußeren Bohrung 15 mit erfaßt, welche frei liegen, wenn die beiden Dorne 16 in ihrer eingefahrenen Positionen bewegt sind. Folglich wird ein zusätzliches Paar von nach außen verlaufenden Verzweigungsstellen-Rohformlingen 13a an dem Werkstück 13 entsprechend Fig. 3 ausgebildet. Wenn das Werkstück 13 während dieser zweiten Stufe des Hydroformvorgangs verformt wird, werden die endseitigen Zylinder 20 und 21 wiederum in Richtung nach innen aufeinander zu bewegt, um zu bewirken, daß ein Teil von dem Material der Endabschnitte des Werkstücks 13 in die Bereiche fließt, an denen die weiteren nach außen verlaufenden Verzweigungsstellen-Rohformlinge 13a mittels Hydroformen auszubilden sind.

Am Ende des zweiten Schrittes des Hydroformvorganges wird die kommuni­ zierende Verbindung von der Quelle des unter Druck stehenden Fluides mit dem Innenraum des Werkstücks 13 aufgehoben, und das in dem Werkstück 13 enthaltene Fluid wird entweder über die Durchgänge 22b und 23b einzeln oder in Verbindung miteinander abgeleitet, welche durch die Druckbeauf­ schlagungskolben 22 und 23 gehen. Das erste Formteil 11 wird dann in die Offenposition relativ zu dem zweiten Formteil 12 bewegt, wodurch es ermöglicht wird, daß das verformte Werkstück 13 aus der Hydroformvorrich­ tung 10 entnommen werden kann. Die Ausbildungsform des verformten Werkstückes 13 ist in Fig. 4 gezeigt und umfaßt einen hohlen Körperab­ schnitt, welcher eine Mehrzahl von hohlen Verzweigungsstellen- Rohformlingen 13a hat, welche in Richtung nach außen verlaufen.

Zur Fertigstellung des Herstellungsverfahrens werden an dem verformten Werkstück 13 übliche maschinelle Bearbeitungen und/oder metallische Bearbeitungen vorgenommen, um abschließend ein Kraftstoffverteilerrohr zu erhalten, welches insgesamt mit 30 in Fig. 5 bezeichnet ist. Das abschlie­ ßend fertiggestellte und hergestellte Kraftstoffverteilerrohr 30 umfaßt einen hohlen Körperabschnitt 31, welcher eine Mehrzahl von Verzweigungsstellen­ teilen 32 hat, die von diesen nach außen verlaufen. Jeder Verzweigungsstel­ lenabschnitt 32 endet in einem schalenförmigen erweiterten Abschnitt 33, welcher derart beschaffen und ausgelegt ist, daß ein Teil einer Kraftstoffein­ spritzeinrichtung (nicht gezeigt) auf übliche Art und Weise darin aufgenommen werden kann. Es ist noch zu erwähnen, daß das Verfahren nach der Erfindung nicht, auf die spezifische Ausgestaltungsform des dargestellten Kraftstoffver­ teilerrohrs 30 beschränkt ist, sondern daß es auch zur Ausbildung von andersartig ausgestalteten Kraftstoffverteilerrohren mit irgendeiner anderen gewünschten Gestalt eingesetzt werden kann.

Wiederum Bezug nehmend auf Fig. 4 ist zu ersehen, daß jeder der Verzwei­ gungsstellen-Rohformlinge 13a in einer geschlossenen Endfläche endet, und diese geschlossenen Endflächen werden während der abschließenden maschinellen Bearbeitung oder bei der metallischen Bearbeitung entfernt. Es soll jedoch erwähnt werden, daß die Hydroformvorrichtung 10 auch derart ausgestaltet werden kann, daß diese geschlossenen Endflächen der Verzweigungsstellen-Rohformlinge 13a auch beispielsweise während des Hydroformvorganges entfernt werden können. Beispielsweise können die inneren Flächen der Dome 16 mit zugeordneten ringförmigen Stempelvor­ sprüngen (nicht gezeigt) versehen werden, welche das Material des Werk­ stücks 13 an den Verzweigungsstellenabschnitten 13a durchstoßen, welches während der Hydroformbearbeitung ausgebildet werden. Alternativ können die Dorne 16 mit beweglichen inneren Stempelteilen (nicht gezeigt) versehen sein, welche derart beschaffen und ausgelegt sein können, daß sie die geschlossenen Endflächen der Verzweigungsstellenabschnitte 13a während oder nach ihrer Ausbildung ausstanzen.

Obgleich die Erfindung voranstehend an Hand einer bevorzugten Ausgestal­ tungsform erläutert worden ist, ist die Erfindung natürlich nicht auf die die dort beschriebenen Einzelheiten beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abände­ rungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen eines Kraftstoffverteilerrohrs zum Einsatz bei einer Kraftstoffversorgungsanlage für eine Brennkraftmaschine, welches die folgenden Schritte aufweist:

• a) Vorsehen einer Hydroformvorrichtung (10), welche ein Paar von Formteilen (11, 12) umfaßt, welche einen Formhohlraum begrenzen;
• b) Anordnen eines Werkstücks (13) in dem Formhohlraum;
• c) Hydroformen eines ersten Abschnitts des Werkstücks (13) derart, daß sich dieser an die Gestalt des ersten Abschnitts des Formhohlraums anpaßt; und
• d) Hydroformen eines zweiten Abschnitts des Werkstücks (13) derart, daß sich dieser an die Form eines zweiten Abschnitts des Formhohlraums zur Ausbildung des Kraftstoffverteilerrohrs an­ paßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) dadurch durchgeführt wird, daß ein Paar von Druckbeauf­ schlagungskolben (22, 23) in dem Werkstück (13) angeordnet ist, um eine Druckkammer in dem ersten Abschnitt des Werkstücks (13) zu bilden, und daß in die Druckkammer unter Druck stehendes Fluid zur Hydroformung des ersten Abschnitts des Werkstückes (13) einge­ bracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) ferner den Schritt umfaßt, daß eine Kraft auf die En­ dabschnitte des Werkstücks bei der Hydroverformung derart aufge­ bracht wird, daß Material der Endabschnitte des Werkstücks zu dem mittels Hydroformen zu verformenden Abschnitt des Werkstücks fließt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (d) dadurch ausgeführt wird, daß die Druckbeaufschla­ gungskolben (22, 23) in dem Werkstück (13) zur Bildung einer Druckkammer in einem zweiten Abschnitt des Werkstücks bewegt werden und unter Druck stehendes Fluid in die Druckkammer zur Hydroformung des zweiten Abschnitts des Werkstückes eingebracht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schritt (d) ferner umfaßt, daß eine Kraft auf die Endabschnitte des Werkstücks (13) bei der Hydroverformung derart aufgebracht wird, daß Material von den Endabschnitten des Werk­ stücks (13) zu dem mittels Hydroformen zu verformenden Abschnitt des Werkstücks (13) fließt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schritt (c) dadurch ausgeführt wird, daß Fluid zwi­ schen dem Werkstück und dem Formhohlraum zur Herabsetzung der Reibung vorhanden ist, wenn die Hydroformung des Werkstücks er­ folgt.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichrtet, daß ferner ein Schritt (e) vorgesehen ist, gemäß dem an dem mittels Hydroformen ausgebildeten Kraftstoffverteilerrohr ei­ ne maschinelle Bearbeitung oder eine Metallbearbeitung durchge­ führt wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schritt (a) dadurch ausgeführt wird, daß eine Bohrung (15) mit einem beweglichen Dorn (16) in wenigstens einem der Formteile (11, 12) vorgesehen ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) dadurch ausgeführt wird, daß der Dorn (16) in eine zu­ rückgefahrene Position in der Bohrung (15) bewegt wird, und daß ei­ ne Hydroformbearbeitung des Werkstücks (13) zur Bildung eines nach außen verlaufenden Verzweigungsstellenabschnitts (13a) durchgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt in (c) dadurch ausgeführt wird, daß ein Paar von Druckbeauf­ schlagungskolben (22, 23) in dem Werkstück (13) zur Bildung einer Druckkammer in einem ersten Abschnitt des Werkstücks (13) ange­ ordnet wird, welcher die Bohrung (15) umfaßt, und daß ein unter Druck stehendes Fluid in die Druckkammer zur Hydroformung des ersten Abschnitts des Werkstücks (13) eingebracht wird.