DE69704988T2

DE69704988T2 - Verfahren zur Herstellung eines Pleuels

Info

Publication number: DE69704988T2
Application number: DE69704988T
Authority: DE
Inventors: Jun-Ichi Ichikawa; Zenzo Ishijima; Jun Sakai; Syuji Sasaki; Hideo Shikata; Hideo Urata
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Hitachi Powdered Metals Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Resonac Corp
Priority date: 1996-07-04
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 2001-09-13
Anticipated expiration: 2017-07-05
Also published as: EP0815996B1; DE69704988D1; EP0815996A1; JPH1015639A; US5905939A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Pleuelstange und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer Pleuelstange, welche einen Pleuelstangenkörper mit einem ein größeres Ende bildenden halbringförmigen Abschnitt und einen halbringförmigen Deckel umfasst, der zusammen mit dem das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitt ein größeres Ende bildet, wobei der halbringförmige Deckel mit seinen gegenüberliegenden Umfangsendflächen jeweils an gegenüberliegenden Umfangsendflächen des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts anliegt und an dem letzteren angebracht ist.
Üblicherweise ist als das oben erwähnte Verfahren zur Herstellung einer Pleuelstange ein Verfahren bekannt, das die Schritte umfasst, ein gesintertes Produkt für den Pleuelstangenkörper und ein gesintertes Produkt für den halbringförmigen Deckel in einer Metallform anzuordnen, so dass die gegenüberliegenden Umfangsendflächen des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts des gesinterten Produkts für den Pleuelstangenkörper und die gegenüberliegenden Umfangsendflächen des gesinterten Produkts für den halbringförmigen Deckel jeweils einander gegenüberliegen; beide gesinterten Körper einem Gesenkschmiedeverfahren zu unterziehen, um ein geschmiedetes Produkt bereitzustellen, das einen Pleuelstangenkörper und einen halbringförmigen Deckel umfasst, die miteinander verbunden sind; und das geschmiedete Produkt einem Bruchverfahren zu unterziehen, um den Pleuelstangenkörper und den halbringförmigen Deckel bereitzustellen, welche auseinandergebrochen sind (siehe deutsche Patentanmeldung Offenlegungsnummer 3904020).
Da an beiden Umfangsendflächen von beiden gesinterten Körpern eine große Anzahl an Poren vorhanden ist, kann ein plastischer Materialfluss in die Poren hinein und eine Verformung der Poren während des Gesenkschmiedeverfahrens auftreten und daher werden eine große Zahl an zusammenpassenden Ausnehmungen und Vorsprüngen an beiden gegenüberliegenden Umfangsendflächen des Pleuelstangenkörpers und des halbringförmigen Deckels ausgebildet. Und durch ein nachfolgendes Bruchverfahren werden diese Ausnehmungen und Vorsprünge so gebrochen, dass sie in die Ausnehmungen und Vorsprünge aufgeteilt werden.
Die auf die oben beschriebene Weise erhaltene Pleuelstange hat insofern einen Vorzug, als es möglich ist, beide Einzelteile durch Zusammenpassen der Ausnehmungen und Vorsprünge auszurichten, wenn der halbringförmige Deckel an dem halbringförmigen größeren Endabschnitt angebracht werden soll.
Bei einem solchen herkömmlichen Verfahren besteht jedoch ein Problem, dass ein solcher Montagevorgang individuell durchgeführt werden muss, was zu einer schlechten Verarbeitbarkeit führt, da beide gesinterten Körper voneinander unabhängig sind, wenn sie in das Metallgesenk montiert werden sollen.
Da ferner die Ausnehmung und der Vorsprung beider Umfangsendflächen von den an beiden gesinterten Körpern vorhandenen Poren abhängig sind, bestehen insoweit Probleme, als die Ausnehmung und der Vorsprung sehr klein sind und ihr Eingriffsbetrag (Eingriffsbetrag bedeutet eine Höhe für den Vorsprung und eine Tiefe für die Ausnehmung usw.) klein ist und daher ist es schwierig, den das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitt und den halbringförmigen Deckel zueinander auszurichten und ferner neigen beide Elemente dazu, von den richtigen Positionen abzuweichen, da ihre Eingriffskraft gering ist.
Es ist aus der EP-A-0696688 bekannt, die Endflächen von zwei gesinterten Rohlingen durch Sintern und Verbinden der Rohlinge oder durch Zusammenpressen der Rohlinge bei dem Gesenkschmiedevorgang miteinander zu verbinden. Es ist aus diesem Dokument ebenfalls bekannt, an den beabsichtigten Trennendflächen eines Rohlings durch eine Kugelstrahl- oder Drahtbürsttechnik kleine Unregelmäßigkeiten einzuführen. Aus der US-A-5051232 ist es bekannt, einen Schlitz einzuschneiden, um die beabsichtigten Trennendflächen auszubilden, in welchen Antibindematerial eingebracht wird, um die vollständige Bindung während des Gesenkschmiedevorgangs zu verhindern.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Pleuelstange bereitzustellen, das eine ausgezeichnete Montierbarkeit das gesinterte Produkt in das Metallgesenk ermöglicht und wobei wenigstens ein Satz von Ausnehmung und Vorsprung, die an beiden der gegenüberliegenden Umfangsendflächen des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts und des halbringförmigen Deckels ausgebildet und zusammengepasst sind, relativ groß ausgebildet werden kann, und große Eingriffsbeträge erzeugt werden können.
Zur Lösung der obigen Aufgabe ist gemäß der Erfindung ein Verfahren vorgesehen zur Herstellung einer Pleuelstange, welche umfasst: einen Pleuelstangenkörper mit einem ein größeres Ende bildenden halbringförmigen Abschnitt und einen halbringförmigen Deckel, welcher zusammen mit dem das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitt einen größeren Endabschnitt bildet, wobei der halbringförmige Deckel mit seinen gegenüberliegenden Umfangsendflächen jeweils an gegenüberliegenden Umfangsendflächen des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts anliegt und an letzterem angebracht ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, einen ersten Grünling mit einer Form ähnlich der des Pleuelstangenkörpers und einen zweiten Grünling mit einer Form ähnlich der des halbringförmigen Deckels zu formen und wenigstens einen Vorsprung an jeder der Umfangsendflächen des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts des ersten Grünlings und/oder der Umfangsendflächen des halbringförmigen Deckels des zweiten Grünlings zu formen; beide Grünlinge einem Sinterverfahren zu unterziehen, in einem Zustand, wo wenigstens ein Vorsprung an einem der ersten und zweiten Grünlinge an einer Umfangsendfläche an dem anderen der ersten und zweiten Grünlinge anliegt, um auf diese Weise ein gesintertes Produkt bereitzustellen, das einen ersten gesinterten Abschnitt umfasst, der dem ersten Grünling entspricht und einen zweiten gesinterten Abschnitt umfasst, welcher dem zweiten Grünling entspricht, indem der erste und der zweite gesinterte Abschnitt durch den Vorsprung miteinander verbunden werden, wobei ein Zwischenraum zwischen den Umfangsendflächen ausgebildet wird; das gesinterte Produkt einem Gesenkschmiedeverfahren zu unterziehen, um ein geschmiedetes Produkt bereitzustellen, das den Pleuelstangenkörper umfasst, der dem ersten gesinterten Abschnitt entspricht und den halbringförmigen Deckel umfasst, der dem zweiten gesinterten Abschnitt entspricht, wobei der Pleuelstangenkörper und der halbringförmige Deckel miteinander verbunden sind; und das geschmiedete Produkt einem Bruchverfahren zu unterziehen, um den Pleuelstangenkörper und den halbringförmigen Deckel bereitzustellen, die auseinandergebrochen sind.
Mit dem obigen Verfahren wird eine ausgezeichnet Verarbeitbarkeit des gesinterten Produkts bei der Montage in das Metallgesenk erhalten, da die das gesinterte Produkt bildenden ersten und zweiten gesinterten Abschnitte miteinander durch den Vorsprung verbunden und miteinander vereint sind.
Ferner tritt ein plastischer Materialfluss in dem Zwischenraum und eine Verformung des Zwischenraums zwischen den gegenüberliegenden Umfangsendflächen der ersten und zweiten gesinterten Abschnitte während eines Gesenkschmiedeverfahrens auf und daher werden wenigstens ein Satz von Ausnehmung und Vorsprung, welche zusammenpassen, relativ groß sind und somit große Eingriffsbeträge aufweisen, an beiden der gegenüberliegenden Umfangsendflächen ausgebildet.
Da diese Ausnehmung und der Vorsprung so gebrochen werden, dass sie in die Ausnehmung und den Vorsprung aufgeteilt sind, wenn der halbringförmige Deckel an dem das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitt angebracht ist, kann die Ausnehmung und der Vorsprung leicht zusammengefügt werden, um den halbringförmigen Deckel und den das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitt einfach aneinander auszurichten.
Ferner ist es möglich zu verhindern, dass beide Teile nach der Ausrichtung von den richtigen Positionen abweichen, da die Eingriffskraft zwischen der Ausnehmung und dem Vorsprung stark ist. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Pleuelstange bereitzustellen, bei dem eine Verarbeitbarkeit bei der Montage des gesinterten Produkts in das Metallgesenk und eine Brechbarkeit des geschmiedeten Produkts ausgezeichnet sind.
Zur Lösung der obigen Aufgabe werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beide Grünlinge einem Sinterverfahren in einem Zustand unterzogen, wo die Umfangsendfläche mit dem Vorsprung und die gegenüberliegende Umfangsfläche der Grünlinge aneinander anliegen und wo eine Höhendifferenz zwischen halbringförmigen Ebenen, welche aneinander anliegen und die Mittellinie des größeren Endlochs schneiden, erzeugt wird und dann wird das gesinterte Produkt einem Gesenkschmiedeverfahren unterzogen, um das gesinterte Produkt in eine Richtung der Mittellinie des größeren Endlochs zu pressen, um die Höhendifferenz zu beseitigen und das geschmiedete Produkt auszubilden.
Darüber hinaus ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Pleuelstange vorgesehen, in welchem ein das größere Ende bildender halbringförmiger Abschnitt integral mit dem Stangenausschnitt ausgebildet wird, wobei der Stangenabschnitt eine Stangenachse aufweist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, beide Grünlinge in wenigstens einem aus einem Zustand 1) wo die Umfangsendflächen der Grünlinge aneinander anliegen, wobei eine davon einen Vorsprung umfasst, um einen Zwischenraum zwischen den Endflächen bereitzustellen und wobei eine Höhendifferenz zwischen den Außenseiten der Grünlinge, welche aneinander anliegen und parallel zur Stangenachse sind, erzeugt wird und einem Zustand 2) wo die Umfangsendflächen von beiden Grünlingen aneinander anliegen, von denen eine einen Vorsprung umfasst, um einen Zwischenraum zwischen den Endflächen bereitzustellen und wobei eine Höhendifferenz zwischen den Umfangsendflächen der halbringförmigen Ausnehmungen der ersten und zweiten Grünlinge, basierend auf einer Differenz im Radius zwischen den halbringförmigen Endrändern, welche dem größeren Endloch entsprechen, erzeugt wird; Gesenkschmieden des gesinterten Produkts durch Pressen des gesinterten Produkts in eine Richtung der Mittellinie des größeren Endlochs, Bewegen und/oder plastisches Verformen wenigstens eines der ersten und zweiten gesinterten Abschnitte in einer die Mittellinie des größeren Endlochs schneidenden Ebene beim Beginn des Gesenkschmiedeverfahren durch Zusammenwirken eines Gesenks (vorzugsweise eines Metallgesenks) und einer Presskraft in der Richtung der Mittellinie des größeren Endlochs, um auf diese Weise die Höhendifferenz zu beseitigen und in einem nachfolgenden Schritt des Gesenkschmiedeverfahrens ein geschmiedetes Produkt bereitzustellen, das den dem ersten gesinterten Abschnitt entsprechenden Pleuelstangenkörper und den dem zweiten gesinterten Abschnitt entsprechenden halbringförmigen Deckel umfasst, die miteinander verbunden sind.
Das obigen Verfahren ermöglicht eine ausgezeichnete Montierbarkeit des gesinterten Produkts in die Form, da die das gesinterte Produkt bildenden ersten und zweiten gesinterten Abschnitte miteinander durch den Vorsprung an einer der Umfangsendflächen verbunden sind und miteinander vereinigt sind.
Ferner werden bei dem Gesenkschmiedeverfahren die gesinterten Abschnitte zwischen den Umfangsendflächen gebrochen oder verformt und eine große Spannung erzeugt, da die Höhendifferenz zwischen den ersten und zweiten gesinterten Abschnitten beseitigt wird. Daher können in dem Bruchverfahren der Pleuelstangenkörper und der halbringförmige Deckel leicht gebrochen werden.
Bei dem gesinterten Produkt mit der Höhendifferenz ist es möglich, einen oder mehrere Vorsprünge der oben beschriebenen Art zu verwenden, was es ermöglicht zu erlauben, dass wenigstens ein Satz von Ausnehmung und Vorsprung, welche an den gegenüberliegenden Umfangsendflächen des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts und des halbringförmigen Deckels ausgebildet und miteinander verbunden sind, eine relativ große Größe und einen großen Eingriffsbetrag besitzt.
Bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun nur beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 eine vergrößerte Draufsicht eines wesentlichen Abschnitts einer Pleuelstange ist;
Fig. 2 eine Draufsicht der ersten und zweiten Grünlinge gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 3 eine Draufsicht eines gesinterten Produkts gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 4 eine Draufsicht des gesinterten Produkts der ersten Ausführungsform ist, das in einem unteren Schmiedemetallgesenk angeordnet ist;
Fig. 5A eine Draufsicht eines Abschnitts von ersten und zweiten Grünlingen gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 5B eine Draufsicht eines Abschnitts einer Pleuelstange ist;
Fig. 6 eine Draufsicht eines Abschnitts der ersten und zweiten Grünlinge gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 7 eine Draufsicht eines Abschnitts der ersten und zweiten Grünlinge gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 8 eine Draufsicht eines Abschnitts der ersten und zweiten Grünlinge gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 9A eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines zweiten Grünlings gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 9B eine Querschnittsansicht eines Abschnitts einer Pleuelstange ist;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines zweiten Grünlings gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines zweiten Grünlings gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines zweiten Grünlings gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines zweiten Grünlings gemäß einer zehnten Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 14 eine Längsschnittseitenansicht von ersten und zweiten Grünlingen gemäß einer elften Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 15 eine Längsschnittseitenansicht von ersten und zweiten Grünlingen gemäß einer zwölften Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 16 eine Längsschnittseitenansicht von ersten und zweiten Grünlingen gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 17 eine Draufsicht eines Abschnitts eines bevorzugten gesinterten Produkts gemäß der Erfindung ist, das in einem unteren Schmiedemetallgesenk angeordnet ist;
Fig. 18 eine Schnittansicht des gesinterten Produkts und des Gesenks längs der Linie 18-18 in Fig. 17 ist;
Fig. 19 eine Draufsicht eines Abschnitts eines bevorzugten gesinterten Produkts gemäß der Erfindung ist, das in einem unteren Schmiedemetallgesenk gemäß einer Ausführungsform der Erfindung angeordnet ist;
Fig. 20 eine Draufsicht eines Abschnitts eines bevorzugten gesinterten Produkts gemäß der Erfindung ist, das in einem unteren Schmiedemetallgesenk gemäß einer Ausführungsform der Erfindung angeordnet ist;
Fig. 21 eine Draufsicht eines Abschnitts eines bevorzugten gesinterten Produkts gemäß der Erfindung ist, das in einem unteren Schmiedemetallgesenk gemäß einer Ausführungsform der Erfindung angeordnet ist; und
Fig. 22 eine Draufsicht eines Abschnitts eines bevorzugten gesinterten Produkts gemäß der Erfindung ist, das in einem unteren Schmiedemetallgesenk gemäß einer Ausführungsform der Erfindung angeordnet ist.
Fig. 1 zeigt eine Pleuelstange 1 zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor eines Autos. Die Pleuelstange 1 umfasst: einen Pleuelstangenkörper 5, welcher einen Stangenabschnitt 2, einen an einem Ende des Stangenabschnitts 2 kontinuierlich ausgebildeten, ein größeres Ende bildenden halbringförmigen Abschnitt 3 und einen am anderen Ende des Stangenabschnitts 2 kontinuierlich ausgebildeten ringförmigen kleineren Endabschnitt 4 mit einem kleineren Endloch 4a; und einen halbringförmigen Deckel 7, welcher mit dem das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitt 3 zusammenwirkt, um ein größeres Ende 6 auszubilden. Der halbringförmige Deckel 7 ist an dem das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitt 3 so angebracht, dass gegenüberliegende Umfangsendflächen 8 des halbringförmigen Deckels 7 an gegenüberliegenden Umfangsendflächen 9 des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts 3 anliegen. Obwohl die Zeichnungen es nicht zeigen, ist der halbringförmige Deckel 7 an seinen gegenüberliegenden Umfangsenden mit Einsetzlöchern für Befestigungsbolzen ausgebildet und der das größere Ende bildende halbringförmige Abschnitt 3 ist an seinen gegenüberliegenden Umfangsenden mit Gewindelöchern für Außenschrauben ausgebildet.
Wie in Fig. 1 in einem vergrößertem Maßstab gezeigt ist, umfassen die gegenüberliegenden Umfangsendflächen 9 und 8 des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts 3 und des halbringförmigen Deckels 7, welche aufeinander zuweisen, jeweils zueinander passende gewellte Formen. Beide gegenüberliegenden Umfangsendflächen 9 und 8 sind in Bereichen davon in der Nähe der Außenseiten des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts 3 und des halbringförmigen Deckels 7 mit einem Ausnehmungsabschnitt und einem Vorsprungsabschnitt ausgebildet (in der Ausführungsform, eine Streifenausnehmung a&sub1; und ein Streifenvorsprung a&sub2; parallel zu einer Mittellinie L&sub1; eines größeren Endlochs) und sind in Bereichen davon, ausgenommen den früheren Bereiche, mit einem Ausnehmungsabschnitt und einem Vorsprungsabschnitt ausgebildet (in der Ausführungsform, eine Streifenausnehmung b&sub1; und ein Streifenvorsprung b&sub2; parallel zu der Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs). Die Streifenausnehmung a&sub1; und der Streifenvorsprung a&sub2; passen zusammen und sind größer als jene vom Stand der Technik und besitzen somit größere Eingriffsbeträge. Die Streifenausnehmung b&sub1; und der Streifenvorsprung b&sub2; passen zusammen und sind größer als die Streifenvorsprünge a&sub1; und a&sub2; und besitzen somit größere Eingriffsbeträge.
Mit dieser Anordnung ist es möglich, die Streifenausnehmungen a&sub1; und b&sub1; an den Streifenvorsprüngen a&sub2; und b&sub2; einfach anzubringen und den halbringförmigen Deckel 7 und den das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitt 3 zueinander auszurichten, wenn der halbringförmige Deckel 7 an dem das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitt 3 angebracht ist. Ferner ist es möglich zu verhindern, dass sowohl der halbringförmige Deckel 7 als auch der das größere Ende bildende halbringförmige Abschnitt 3 von den korrekten Positionen abweichen, nachdem sie zueinander ausgerichtet wurden, da die Streifenausnehmungen a&sub1; und b&sub1; große Eingriffsbeträge mit den Streifenvorsprüngen a&sub2; und b&sub2; besitzen und somit fest miteinander in Eingriff stehen.
Bei der Herstellung der Pleuelstange 1 werden die folgenden Verfahren verwendet.
(1) Ein erster Grünling 10 mit einer dem Pleuelstangenkörper 5 ähnlichen Form und ein zweiter Grünling 11 mit einer dem halbringförmigen Deckel 7 ähnlichen Form werden ausgebildet, wie in Fig. 2 durch die durchgezogenen Linien gezeigt ist. Zu dem Zeitpunkt ist wenigstens ein Vorsprung an jeder der gegenüberliegenden Umfangsendflächen 9 des das größere Ende bildenden Abschnitts 3 des ersten Grünlings 10 und/oder der gegenüberliegenden Umfangsendflächen 8 (in der Ausführungsform die gegenüberliegenden Endflächen 8) des zweiten Grünlings 11 ausgebildet.
In Fig. 2 ist der Vorsprung ein Streifenvorsprung 12, welcher parallel zur Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs verläuft, im Querschnitt viereckig/quadratisch ist und an einem Außenseitenrand von jeder der Umfangsendflächen 8 angeordnet ist. Beide gegenüberliegenden Umfangsendflächen 9 des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts 3 des ersten Grünlings 10 sind eben ausgebildet.
(2) Beide Grünlinge 10 und 11 werden einer Sinterbehandlung in einem Zustand unterzogen, wo jeder der Streifenvorsprünge 12 an jeder der Umfangsendflächen 9 des ersten Grünlings 10 anliegt, wie durch gestrichelte Linien in Fig. 2 gezeigt ist.
Durch die obige Vorgehensweise wird, wie in Fig. 3 gezeigt, ein gesintertes Produkt 15 erzeugt, das einen ersten gesinterten Abschnitt 13 umfasst, der dem ersten Grünling entspricht und einen zweiten gesinterten Abschnitt 14 umfasst, der dem zweiten Grünling entspricht, welche durch die Streifenvorsprünge 12 miteinander verbunden und mit einem Zwischenraum c zwischen jeder der Endflächen 8 und 9 versehen sind.
(3) Das gesinterte Produkt 15 wird erhitzt und dann wird, wie in Fig. 4 gezeigt, ein erster Kernstift 17 eines unteren Metallgesenks 16 durch das größere Endloch 6a des gesinterten Produkts 15 eingesetzt, ein zweiter Kernstift 18 wird durch das kleinere Endloch 4a des gesinterten Produkts 15 eingesetzt und das gesinterte Produkt 15 wird in einem Hohlraum 19 des unteren Metallgesenks 16 angeordnet. Danach wird ein oberes Metallgesenk (nicht gezeigt) abgesenkt und das gesinterte Produkt 15 wird einem Schmiedeverfahren unterzogen, um ein geschmiedetes Produkt bereitzustellen, das den Pleuelstangenkörper 5, der dem ersten gesinterten Abschnitt 13 entspricht, und den halbringförmigen Deckel 7 umfasst, der dem zweiten gesinterten Abschnitt 14 entspricht, die miteinander verbunden sind.
(4) Das geschmiedete Produkt wird einem Bruchschritt unterzogen, wie z. B. einen verjüngten Stift in das größere Endloch 6a zu hämmern, um auf diese Weise den Pleuelstangenkörper 5 und den halbringförmigen Deckel 7 bereitzustellen, welche auseinandergebrochen sind.
Bei der obigen Vorgehensweise sind die das gesinterte Produkt 15 bildenden ersten und zweiten gesinterten Abschnitte 13 und 14 durch die beiden Streifenvorsprünge 12 integral miteinander ausgebildet und daher ist die Montierbarkeit des gesinterten Produkts 15 in das untere Metallgesenk 16 ausgezeichnet.
Ferner fließt bei dem Schmiedeverfahren ein Material des ersten gesinterten Abschnitts 13 plastisch in den Zwischenraum c zwischen jeder der gegenüberliegenden Umfangsendflächen 8 und 9 der ersten und zweiten gesinterten Abschnitte 13 und 14 und gleichzeitig werden Abschnitte des gesinterten Produkts 15 um die Zwischenräume c plastisch verformt. In der Zwischenzeit ist der gesinterte Zustand von jedem der Streifenvorsprünge 12 nicht perfekt und ihre Verformbarkeit, die auf ihrer Originalform wie dem Streifenvorsprung 12 basiert, ist nicht verloren, obwohl jeder der Streifenvorsprünge 12 zu dem ersten gesinterten Abschnitt 13 gesintert ist. Daher ist ein Kopfendabschnitt von jedem der Streifenvorsprünge 12 ein wenig zum ersten gesinterten Abschnitt 13 hin ausgedehnt.
Folglich werden ähnlich zu dem in Fig. 1 gezeigten Fall die gegenüberliegenden Umfangsendflächen 9 und 8 des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts 3 und des halbringförmigen Deckels 7, welche aufeinander zuweisen, jeweils in Bereichen in der Nähe von Außenseiten des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts 3 und des halbringförmigen Deckels 7 mit einer Streifenausnehmung und einem Streifenvorsprung ausgebildet, und werden in Bereichen davon, ausgenommen den früheren Bereichen, mit einer Streifenausnehmung und einem Streifenvorsprung ausgebildet. Die frühere Streifenausnehmung und der frühere Streifenvorsprung passen zusammen und sind größer als jene vom S. d. T und besitzen größere Eingriffsbeträge. Die spätere Streifenausnehmung und der spätere Streifenvorsprung passen zusammen und sind größer als die bisherige Ausnehmung und der bisherige Vorsprung und weisen somit größere Eingriffsbeträge auf.
Diese Ausnehmung und Streifenvorsprünge werden einem Bruchverfahren unterzogen und werden so gebrochen, dass sie in die Streifenausnehmungen a&sub1; und b&sub1; und die Streifenvorsprünge a&sub2; und b&sub2; aufgeteilt sind.
Mit der obigen Vorgehensweise können, wie oben beschrieben, der das größere Ende bildende halbringförmige Abschnitt 3 und der halbringförmige Deckel 7 passend zueinander ausgerichtet werden und es ist möglich zu verhindern, dass beide Elemente 7 und 3 von den korrekten Positionen abweichen.
Ein konkretes Beispiel für die Herstellung der Pleuelstange 1 wird unten beschrieben.

(1) Formungsverfahren des Grünlings

Die Zusammensetzung des Legierungspulvers umfasst 12 Gew.-% Si, 3 Gew.-% Cu, 0,5 Gew.-% Mg, 0,13 Gew.-% Ni und den Rest Al; einen presserleichternden Zusatz ACRAWAX (hergestellt von LONZA Corp., Schutzmarke); und die Dichte jedes der ersten und zweiten Grünlinge beträgt 2,25 g/cm³.

(2) Sinterverfahren

Den presserleichternden Zusatz bei 400ºC 1 Stunde entfernen; und bei 540 ºC 1 Stunde Sintern.

(3) Schmiedeverfahren

Die Heiztemperatur des gesinterten Produkts beträgt 400ºC; die Temperatur des Metallgesenks beträgt 400ºC; und die Presskraft beträgt 400 MPa.
Während des Verfahrens zum Einsetzen des gesinterten Produkts 15 in den Hohlraum 19 des unteren Metallgesenks 16 ist es auch möglich, die ersten und zweiten gesinterten Abschnitte 13 und 14 durch das Zusammenwirken des oberen Metallgesenks und des ersten Kernstifts 17 zu brechen. In diesem Fall kann der Bruch mit einer relativ kleinen Presskraft durchgeführt werden, da der Verbindungsabschnitt zwischen den beiden gesinterten Abschnitten 13 und 14 an den Außenseitenrändern von beiden Umfangsendflächen 9 und 8 angeordnet ist und der zwischen jeder der Umfangsendflächen 9 und 8 zum größeren Endloch 6a führende Zwischenraum c vorhanden ist.
Unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens wird während des Bruchverfahrens ein Verbindungsabschnitt nicht durch Sintern zwischen dem Pleuelstangenkörper 5 und dem halbringförmigen Deckel 7 erzeugt und daher ist es möglich, eine für den Bruch benötigte Kraft stark zu verringern.
Fig. 5A zeigt einen Fall, in welchem jede der Umfangsendflächen 8 des zweiten Grünlings 11 an ihrem Innenrand, Zwischenabschnitt und Außenrand mit Streifenvorsprüngen 12 ausgebildet ist. In diesem Fall sind beide Umfangsendflächen 9 des ersten Grünlings eben ausgebildet.
Wenn solche ersten und zweiten Grünlinge 10 und 11 verwendet werden, sind die gegenüberliegenden Umfangsendflächen 9 und 8 des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts 3 der Pleuelstange 1 und des halbringförmigen Deckels 7, welche aufeinander zuweisen, ausgebildet mit: zwei spitzen Streifenausnehmungen und Streifenvorsprüngen d&sub1; und d&sub2;, welche zusammenpassen und welche wegen der zwei Zwischenräume c groß sind und somit große Eingriffsbeträge aufweisen; und drei flache Streifenausnehmungen und Streifenvorsprünge e&sub1; und e&sub2;, welche zusammenpassen und welche in Folge der drei Streifenvorsprünge 12 groß sind und somit große Eingriffsbeträge aufweisen, wie in Fig. 5B gezeigt ist.
Eine Querschnittsform des Streifenvorsprungs 12 ist nicht begrenzt und kann beispielsweise dreieckig oder halbkreisförmig sein. Die Querschnittsform des Vorsprungs kann eine sein, bei dem eine Mehrzahl von Streifenvorsprüngen, die jeweils einen dreieckigen Querschnitt aufweist, parallel wie eine Auszackkung angeordnet sind.
Fig. 6 zeigt die Streifenvorsprünge 12 mit einer im Querschnitt gezahnten Form. Abschnitte der Spitzenenden der gezahnten Streifenvorsprünge 12, welche durch Sintern verbunden sind, werden dadurch gebrochen, dass sie in einer Weise verformt sind, dass jeder der gezahnten Streifenvorsprünge 12 ausgenommen dem äußersten gefaltet ist.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel, in welchem beide Umfangsendflächen 9 des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts 3 des ersten Grünlings 10 und beide Umfangsendflächen 8 des zweiten Grünlings 11 Vorsprünge aufweisen. Jede der Umfangsendflächen 8 und 9 umfasst eine Mehrzahl von parallel zur Mittellinie L, des größeren Endlochs verlaufenden Streifenvorsprüngen (in der Ausführungsform zwei Streifenvorsprünge 12&sub1; und 12&sub2; mit einem viereckigen/quadratischen Querschnitt). Die Streifenvorsprünge 12&sub1; und 12&sub2; sind an inneren und äußeren Rändern von jeder der Umfangsendflächen 9 bzw. 8 angeordnet. Während des Sinterverfahrens liegt jeder der Streifenvorsprünge 12, der Umfangsendfläche 9 an einem der Streifenvorsprünge 12&sub2; der Umfangsendfläche 8 an, um Zwischenräume 10 zwischen den beiden Umfangsendflächen 9 und 8 auszubilden. Der Vorsprung kann einer sein, bei dem eine Mehrzahl von Streifenvorsprüngen mit dreieckigen Querschnitt parallel als eine Auszackung an jeder der Umfangsendflächen 8 und 9 angeordnet sind.
Fig. 8 zeigt ein weiteres Beispiel, in dem beide Umfangsendflächen 9 des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts 3 des ersten Grünlings 10 und beide Umfangsendflächen 8 des zweiten Grünlings 11 die oben beschriebenen Vorsprünge aufweisen. Die Vorsprünge umfassen eine Mehrzahl von Streifenvorsprüngen 12&sub1; und 12&sub2; parallel zur Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs. Jeder der zwei Streifenvorsprünge 12&sub1; des ersten Grünlings 10 weist einen viereckigen/quadratischen Querschnitt auf und ist an einem Zwischenabschnitt von jeder der Umfangsendflächen 9 angeordnet. Jede der drei Streifenvorsprünge 12&sub2; des zweiten Grünlings 11 besitzt einen dreieckigen Querschnitt und ist an einem Innenrand, einem Zwischenabschnitt und einem Außenrand von jeder der Umfangsendflächen 8 angeordnet. Während des Sinterverfahrens ist wenigstens ein Teil der an jeder der Umfangsendflächen 8 vorhandenen Streifenvorsprünge (in der Ausführungsform zwei Streifenvorsprünge 12&sub2;, die an einem Innenrandabschnitt und einem Zwischenabschnitt des zweiten Grünlings 11 vorhanden sind) mit wenigstens einem Teil der an jedem der Umfangsendflächen 9 vorhandenen Streifenvorsprünge 12&sub1; im Eingriff (in der Ausführungsform zwei Streifenvorsprünge 12&sub1; des ersten Grünlings 10), um einen Zwischenraum c zwischen beiden Umfangsendflächen 9 und 8 auszubilden.
Fig. 9A zeigt ein Beispiel, in welchem ein viereckiger/quadratischer rahmenartiger Vorsprung 20 an jeder der Umfangsendflächen 8 des zweiten Grünlings 11 so ausgebildet ist, dass er sich längs des gesamten Außenrands der Endfläche 8 erstreckt. Jede der Seiten des rahmenartigen Vorsprungs 20 ist im Querschnitt viereckig/quadratisch. In diesem Fall sind beide Umfangsendflächen 9 des ersten Grünlings 10 eben ausgebildet.
Wenn solche ersten und zweiten Grünlinge 10 und 11 verwendet werden, sind die gegenüberliegenden Umfangsendflächen 9 und 8 des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts 3 der Pleuelstange 1 und des halbringförmigen Deckels 7, welche aufeinander zuweisen, ausgebildet mit: der Ausnehmung und dem Vorsprung f&sub1; und f&sub2;, welche zusammenpassen und welche wegen des von einem von dem rahmenartigen Vorsprung 20 umgebenen Raum gebildeten Zwischenraums c äußerst groß sind und somit große Eingriffsbeträge aufweisen; und der rahmenartigen Ausnehmung und dem Vorsprung g&sub1; und g&sub2;, welche zusammenpassen und welche wegen des rahmenartigen Vorsprungs 20 groß sind und große Eingriffsbeträge aufweisen, wie in Fig. 9B gezeigt ist.
Fig. 10 zeigt ein Beispiel, in welchem der rahmenartige Vorsprung 20 kontinuierlich mit Unterteilungsvorsprüngen 21 ausgebildet ist, um einen von dem rahmenartigen Vorsprung 20 umgebenen Raum mehrfach aufzuteilen. Jeder der Vorsprünge 21 umfasst zwei Streifenvorsprünge 21a parallel zur Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs und einen einzelnen Streifenvorsprung 21b, der rechtwinklig zu beiden Streifenvorsprüngen 21a verläuft. Jeder der Streifenvorsprünge 21a und 21b weist einen viereckigen/quadratischen Querschnitt auf.
Fig. 11 zeigt ein Beispiel, in welchem beide Umfangsendflächen 8 des zweiten Grünlings 11 mit einer Mehrzahl von verteilten kreisförmigen Vorsprüngen 22 ausgebildet sind. Während des Sinterverfahrens bildet ein Raum zwischen den benachbarten kreisförmigen Vorsprüngen 22 einen Zwischenraum c des oben beschriebenen Typs. In diesem Fall sind beide Umfangsendflächen 9 des ersten Grünlings 10 eben ausgebildet.
Fig. 12 zeigt ein Beispiel, in welchem wenigstens ein Streifenvorsprung 12 (zwei Streifenvorsprünge 12 in der Ausführungsform) an jeder der Umfangsendflächen 8 des zweiten Grünlings 11 ausgebildet ist. Diese Streifenvorsprünge 12 erstrecken sich in einer Richtung rechtwinklig zur Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs. Beide Streifenvorsprünge 12 haben viereckige/quadratische Querschnitte und sind an gegenüberliegenden Außenrändern von jeder der Umfangsendflächen 8 in einer Richtung der Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs angeordnet. Während des Sinterverfahrens bildet ein Raum zwischen den beiden Streifenvorsprüngen 12 einen Zwischenraum c des oben beschriebenen Typs. In diesem Fall sind beide Umfangsendflächen 9 des ersten Grünlings 10 eben ausgebildet.
Fig. 13 zeigt eine Modifikation des in Fig. 12 gezeigten Beispiels, in welchem eine Mehrzahl von Streifenvorsprüngen, die sich in unterschiedliche Richtungen erstrecken, an jeder der Umfangsendflächen 8 des zweiten Grünlings 11 ausgebildet sind. Diese Streifenvorsprünge umfassen drei Streifenvorsprünge 12, die sich in einer Richtung rechtwinklig zur Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs erstrecken und einen einzelnen Streifenvorsprung 12&sub3; parallel zur Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs. Jeder der Streifenvorsprünge 12 und 12&sub3; weist einen viereckigen/quadratischen Querschnitt auf. An jeder der Umfangsendflächen 8 sind die drei Streifenvorsprünge 12 jeweils an gegenüberliegenden Außenseitenrändern der Endfläche 8 und an einer Position angeordnet, welche die Endfläche 8 in der Richtung der Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs halbiert, und der einzelne Streifenvorsprung 12&sub3; ist am Außenseitenrand der Endfläche 8 angeordnet. Die drei Streifenvorsprünge 12 und der einzelne Streifenvorsprung 12&sub3; sind miteinander verbunden. Während des Sinterverfahrens bildet ein Raum zwischen den Streifenvorsprüngen 12 und 12&sub3; einen Zwischenraum c des oben beschriebenen Typs. In diesem Fall sind beide Umfangsendflächen 9 des ersten Grünlings 10 eben ausgebildet.
Fig. 14 zeigt ein weiteres Beispiel, in welchem beide Umfangsendflächen 9 des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts 3 des ersten Grünlings 10 und beide Umfangsendflächen 8 des zweiten Grünlings 11 Vorsprünge aufweisen. Der Vorsprung ist wenigstens ein Streifenvorsprung (in der vorliegenden Ausführungsform ein einzelner Streifenvorsprung 12&sub1; und 12&sub2; mit einem viereckigen/quadratischen Querschnitt), der sich an jeder der Umfangsendflächen 9 und 8 in einer Richtung rechtwinklig zur Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs erstreckt. Der Streifenvorsprung 12&sub1; des ersten Grünlings 10 ist an einem Endrand von jeder der Umfangsendflächen 9 in der Richtung der Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs angeordnet und der Streifenvorsprung 12&sub2; des zweiten Grünlings 1&sub1; ist an dem anderen Endrand von jeder der Umfangsendflächen 8 in der Richtung der Mittellinie L1 des größeren Endlochs angeordnet. Während des Sinterverfahrens liegt der an der Umfangsendfläche 9 vorhande Streifenvorsprung 12&sub1; an dem einen Rand der Umfangsendfläche 8 an, während der an dem anderen Endrand der Endfläche 8 vorhandene Streifenvorsprung 12&sub2; an dem anderen Endrand der Endfläche 9 anliegt, um auf diese Weise einen Zwischenraum zwischen den beiden Umfangsendflächen 9 und 8 auszubilden.
In Fig. 15 sind beide Umfangsendflächen 9 und 8 der ersten und zweiten Grünlinge 10 und 11 eben ausgebildet. Wenn das Sinterverfahren durchgeführt ist, liegen beide Umfangsendflächen 9 und 8 aneinander an und eine Differenz (h) in der Höhe (welche nachfolgend als "Höhendifferenz" bezeichnet wird) ist zwischen benachbarten halbringförmigen ebenen Flächen 23 und 24 erzeugt, welche sich in einer Ebene parallel zur Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs schneiden. Eine solche Höhendifferenz h wird durch das Anordnen eines Plattenelements 25 unter der unterhalb des zweiten Grünlings 11 angeordneten halbringförmigen ebenen Fläche 24 erzeugt.
Beim Gesenkschmiedeverfahren wird das gesinterte Produkt 15 in die Richtung der Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs gepresst, wie durch einen Pfeil A angedeutet, um die Höhendifferenz h zu beseitigen. Hierdurch wird der gesinterte Abschnitt j zwischen beiden Umfangsendflächen 9 und 8 der ersten und zweiten gesinterten Abschnitte 13 und 14 gebrochen oder verformt, um eine große Spannung zu erzeugen und daher können im Bruchverfahren nach dem Schmiedeverfahren der Pleuelstangenkörper 5 und der halbringförmige Deckel 7 leicht gebrochen werden.
Fig. 16 zeigt eine Modifikation des in Fig. 15 gezeigten Beispiels. In dieser Modifikation sind eine Mehrzahl von Beinstücken 26 mit derselben Höhe wie der Höhendifferenz h erhaben an einer der halbringförmigen ebenen Flächen 24 des zweiten Grünlings 11 vorgesehen, welche auf eine gedacht verlaufenden Ebene k einer der halbringförmigen ebenen Flächen 23 des ersten Grünlings 10 zuweist. Wenn solche Mittel verwendet werden, wird das Plattenelement 25 unnötig und die Sinterbarkeit verbessert.
In Fig. 17 umfasst das gesinterte Produkt 15 die ersten und zweiten gesinterten Abschnitte 13 und 14. In diesem Fall weisen die ersten und zweiten Grünlinge 10 bzw. 11 im Hohlraum 19 des unteren Metallgesenks 16 ebene Formen auf, welche im Wesentlichen jenen eines Pleuelstangenkörperformbereichs 27 und eines Deckelformbereichs 28 entsprechen. Daher entspricht ein das größere Endloch 6a bildende Radius von jeder der halbringförmigen Ausnehmungen 29 und 30 im Wesentlichen dem des ersten Kernstifts 17. Der erste Kernstift 17 weist ein kegelstumpfförmiges Kopfende 17a auf.
Wenn das Sinterverfahren durchgeführt wird, werden beide Grünlinge 10 und 11 in einem Zustand gesintert, in welchem beide Umfangsendflächen 9 und 8 von beiden Grünlingen 10 und 11 aneinander anliegen und die Höhendifferenz h wird zwischen benachbarten und zur Stangenachse L&sub2; parallelen Außenseitenflächen m und n erzeugt. Durch diesen Vorgang wird das gesinterte Produkt 15 bereitgestellt, das die ersten und zweiten gesinterten Abschnitte 13 und 14 umfasst, welche durch beide der Umfangsendflächen 9 und 8 miteinander verbunden sind.
In dem Schmiedeverfahren wird das gesinterte Produkt 15 erhitzt und dann wird der erste gesinterte Abschnitt 13 des gesinterten Produkts 15 in eine Öffnung des Pleuelstangenkörperformbereichs 27 des Hohlraums 19 eingesetzt, wie es auch in Fig. 18 gezeigt ist. Und ein wegen der Höhendifferenz h erzeugter vorstehender Teil 14a des zweiten gesinterten Abschnitts 14 liegt an einer Schräge 32 an, welche mit dem Deckelformbereich 28 des Hohlraums 19 kontinuierlich ausgebildet ist.
Danach wird in einer Anfangsstufe des Schmiedeverfahrens zum Absenken des oberen Metallgesenks 33 wenigstens einer der ersten und zweiten gesinterten Abschnitte 13 und 14 (der zweite gesinterte Abschnitt 14 in der vorliegenden Ausführungsform) durch ein Zusammenwirken der Schräge 32 und einer Presskraft in einer Richtung der Mittellinie L&sub1; des größeren Lochs in eine Richtung B in einer Ebene bewegt, welche die Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs schneidet, um auf diese Weise die Höhendifferenz h zu beseitigen.
Durch den oben beschriebenen Vorgang wird ein gesinterter Abschnitt j zwischen beiden Umfangsendflächen 9 und 8 der ersten und zweiten gesinterten Abschnitte 13 und 14 gebrochen oder verformt, um eine große Spannung zu erzeugen. Daher ist es in dem Bruchverfahren nach dem Schmiedeverfahren möglich, den Pleuelstangenkörper 5 und den halbringförmigen Deckel 7 leicht zu brechen. In Fig. 18 bezeichnet die Bezugszahl 34 ein bewegliches Metallgesenk, das verschieblich an dem unteren Metallgesenkkörper 35 angebracht ist.
In Fig. 19 stehen beide Außenseitenränder parallel zur Stangenachse L&sub2; in dem das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitt 3 des ersten Grünlings 10, d. h. des ersten gesinterten Abschnitts 13 aus dem Hohlraum 19 als vorstehende Teile 13a hervor. In dem unteren Metallgesenk 16 sind ein Paar Schrägen 32 des oben beschriebenen Typs entsprechend den vorstehenden Teilen 13a ausgebildet. Der zweite Grünling 11, d. h. der zweite gesinterte Abschnitt 14 weist eine ebene Form auf, welche im Wesentlichen dem Delkelformbereich 28 des Hohlraums 19 entspricht. Die Radien der halbringförmigen Ausnehmungen 29 und 30 der ersten und zweiten gesinterten Abschnitte 13 und 14 sind dieselben und ihre Mittelpunkte sind zueinander ausgerichtet. Ferner sind die Radien größer als der Radius des ersten Kernstifts 17.
Mit dieser Anordnung wird die Höhendifferenz h zwischen dem Paar von benachbarten Außenseitenflächen m und n erzeugt, welche parallel zu dem das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitt 3 des ersten gesinterten Abschnitts 13 und zur Stangenachse L&sub2; des zweiten gesinterten Abschnitts 14 sind.
In einer Anfangsstufe des Schmiedeverfahrens wird der erste gesinterte Abschnitt 13 durch das Zusammenwirken beider Schrägen 32 und einer Presskraft in einer Richtung der Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs plastisch in einer Ebene verformt, welche die Richtung der Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs schneidet, um auf diese Weise beide Höhendifferenzen h zu beseitigen.
In Fig. 20 ist ein Radius der halbringförmigen Ausnehmung 29 des ersten gesinterten Abschnitts 13 kleiner als ein Radius des ersten Kernstifts 17 und ein Radius der halbringförmigen Ausnehmung 30 des zweiten gesinterten Abschnitts 14 ist größer als ein Radius des ersten Kernstifts 17. Mit dieser Anordnung wird eine Höhendifferenz h zwischen jedem aus einem Paar von Umfangsendrändern o und p von beiden halbringförmigen Ausnehmungen 29 und 30 erzeugt. In diesem Fall ragen an dem das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitt 3 des ersten gesinterten Abschnitts 13 und des zweiten gesinterten Abschnitts 14 beide zur Stangenachse L&sub2; parallelen Außenseitenränder aus dem Hohlraum 19 als vorstehende Teile 13a und 14a hervor. Das untere Metallgesenk 16 ist mit Schrägen 32 von dem oben beschriebenen Typ entsprechend den vorstehenden Teilen 13a und 14a ausgebildet.
In einer Anfangsstufe des Schmiedeverfahrens werden die ersten und zweiten gesinterten Abschnitte 13 und 14 durch das Zusammenwirken beider Schrägen 32, des ersten Kernstifts 17 und einer Presskraft in einer Richtung der Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs in einer Ebene plastisch verformt, welche die Richtung der Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs schneidet, um auf diese Weise beide Höhendifferenzen h zu beseitigen.
In Fig. 21 weist der erste gesinterte Abschnitt 13 eine ebene Form auf, die im Wesentlichen dem Pleuelstangenkörperformbereich 27 des Hohlraums 19 entspricht. Daher ist ein Radius der halbringförmigen Ausnehmung 29 des ersten gesinterten Abschnitts 13 im Wesentlichen derselbe wie ein Radius des ersten Kernstifts 17. Ferner ragen die parallel zur Stangenachse L&sub2; verlaufenden gegenüberliegenden Außenseitenränder des zweiten gesinterten Abschnitts 14 und ein die Außenseitenränder schneidender Außenseitenrand des Abschnitts 14 aus dem Hohlraum 19 als ein U-förmiger Vorsprung 14a hervor. Das untere Metallgesenk 16 ist mit einer Schräge 32 ausgebildet, die eine U- förmige Ebene des oben beschriebenen Typs entsprechend dem U-förmigen vorstehenden Teil 14a aufweist. Ferner ist ein Radius der halbringförmigen Ausnehmung 30 des zweiten gesinterten Abschnitts 14 größer als ein Radius des ersten Kernstifts 17.
Mit dieser Anordnung sind jedes von dem benachbarten Paar von Außenseiten m und n und jedes von dem Paar von Umfangsendrändern o und p von beiden halbringförmigen Ausnehmungen 29 und 30 parallel zur Stangenachse L&sub2; des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts 3 des ersten gesinterten Abschnitts 13 und des zweiten gesinterten Abschnitts 14. Und die Höhendifferenz h wird zwischen jedem von dem benachbarten Paar von Außenseiten m und n und zwischen jedem von dem Paar von Umfangsendrändern o und p erzeugt.
In einer Anfangsstufe des Schmiedeverfahrens wird der zweite gesinterte Abschnitt 14 durch das Zusammenwirken der Schräge 32 und einer Presskraft in einer Richtung der Mittellinie L&sub1; des größeren Lochs in einer Ebene plastisch verformt, welche die Richtung der Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs schneidet, um auf diese Weise beide Höhendifferenzen h zu beseitigen.
In Fig. 22 ragen beide parallel zur Stangenachse L&sub2; verlaufenden Außenseitenränder des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts 3 des ersten gesinterten Abschnitts 13 aus dem Hohlraum 19 als vorstehende Teile 13a hervor. Das untere Metallgesenk 16 ist mit einem Paar von Schrägen 32 des oben beschriebenen Typs entsprechend den vorstehenden Teilen 13a ausgebildet. An dem zweiten gesinterten Abschnitt 14 ist eine U-förmige Außenseite durch eine Außenseite q und beide Außenseiten n gebildet, welche die Außenseite q schneiden und parallel zur Stangenachse L&sub2; verlaufen. Die U-förmige Außenseite entspricht im Wesentlichen einer entsprechenden U-förmigen Innenseite des Deckelformbereichs 28. Ein Radius der halbringförmigen Ausnehmung 29 des ersten gesinterten Abschnitts 13 entspricht im Wesentlichen einem Radius des ersten Kernstifts 17. Andererseits ist ein Radius der halbringförmigen Ausnehmung 30 des zweiten gesinterten Abschnitts 14 kleiner als ein Radius des ersten Kernstifts 17.
Bei dieser Anordnung sind jedes von dem benachbarten Paar von Außenseiten m und n und jeder der Umfangsendränder o und p von beiden halbringförmigen Ausnehmungen 29 und 30 parallel zu dem das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitt 3 des ersten gesinterten Abschnitts 13 und zur Stangenachse L&sub2; des zweiten gesinterten Abschnitts 14. Und die Höhendifferenz h wird zwischen jedem benachbarten Paar von Außenseiten m und n und zwischen jedem der Umfangsendränder o und p erzeugt.
In einer Anfangsstufe des Schmiedeverfahrens werden die ersten und zweiten gesinterten Abschnitte 13 und 14 durch das Zusammenwirken der Schrägen 32, des ersten Kernstifts 17 und einer Presskraft in einer Richtung der Mittellinie L&sub1; des größeren Lochs in einer Ebene plastisch verformt, welche die Richtung der Mittellinie L&sub1; des größeren Endlochs schneidet, um auf diese Weise beide Höhendifferenzen h zu beseitigen.
Bei einer Mehrzahl der gesinterten Körper 15 (den Grünlingen 10 und 11) mit jeweils einer Höhendifferenz h ist es möglich, den Streifenvorsprung oder den vorstehenden Teil 12, 12&sub1; bis 12&sub3;, 23, 21 oder 22 bereitzustellen, wie in den den Fig. 2, 5 bis 14 gezeigt ist. Durch eine solche Anordnung kann wenigstens ein Satz von Ausnehmung und Vorsprung a&sub1;, a&sub2;; b&sub1;, b&sub2;; d&sub1;, d&sub2;; e&sub1;, e&sub2;; f&sub1;, f&sub2;; und g&sub1;, g&sub2;, welche an den gegenüberliegenden Umfangsendflächen 9 und 8 des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts 3 und des halbringförmigen Deckels 7 ausgebildet sind und zusammenpassen, relativ groß ausgebildet werden, wodurch auch ihre Eingriffsbeträge groß ausgebildet werden können.
Gemäß den Ausführungsformen der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Pleuelstange vorgesehen, mit dem die Montierbarkeit eines gesinterten Produkts in eine Metallform gesteigert wird und wenigstens ein Satz einer Ausnehmung und eines Vorsprungs, welche an den gegenüberliegenden Umfangsenden des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts und des halbringförmigen Deckels ausgebildet sind und welche zusammenpassen, relativ groß ausgebildet werden kann, wodurch auch ihre Eingriffsbeträge groß ausgebildet werden können.
Der das größere Ende bildende halbringförmige Abschnitt und der halbringförmige Deckel, die durch die Erfindung erhalten werden, besitzen ausgezeichnete Ausrichtungseigenschaften und eine Abweichung von diesen beiden Elementen von den richtigen Positionen kann nach der Ausrichtung vermieden werden.
Gemäß den Ausführungsformen der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Pleuelstange vorgesehen, mit welchem die Montierbarkeit eines gesinterten Produkts in ein Metallgesenk gesteigert wird und die Bruchverarbeitbarkeit des geschmiedeten Produkts ausgezeichnet ist.
Die durch die verschiedenen oben beschriebenen Merkmale erhaltenen Wirkungen können unter Verwendung jeder beliebigen Kombinationen dieser Merkmale kombiniert werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Pleuelstange, welche einen Pleuelstangenkörper (5) mit einem ein größeres Ende bildenden halbringförmigen Abschnitt (3) und einen halbringförmigen Deckel (7) umfasst, wobei der das größere Ende bildende halbringförmige Abschnitt und der halbringförmige Deckel zusammen einen größeren Endabschnitt (6) bilden, wobei der halbringförmige Deckel zwei Endflächen (8) aufweist, wobei die Endflächen des Deckels mit zwei Endflächen (9) des das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitts in Kontakt sind und wobei das Verfahren umfasst:

Formen eines ersten Grünlings (10) mit einer Form ähnlich einer Form des Pleuelstangenkörpers (5), einschließlich zweier Endflächen (9) des ersten Grünlings;

Formen eines zweiten Grünlings (11) mit einer Form ähnlich einer Form des halbringförmigen Deckels (7), einschließlich zweier Endflächen (8) des zweiten Grünlings, wobei ein Vorsprung (12, 12&sub1;, 12&sub2;, 12&sub3;, 20, 21, 22) an einer Endfläche (8, 9) von wenigstens einem von dem ersten Grünling und dem zweiten Grünling vorhanden ist;

Positionieren des wenigstens einen Vorsprungs (12, 12&sub1;, 12&sub2;, 12&sub3;) in Kontakt mit einer Endfläche (8, 9) des anderen von dem ersten Grünling und dem zweiten Grünling;

Sintern des ersten und zweiten Grünlings (10, 11), wodurch ein gesintertes Produkt (15) bereitgestellt wird, das einen ersten gesinterten Abschnitt (13) umfasst, welcher dem ersten Grünling (10) entspricht und einen zweiten gesinterten Abschnitt (14) umfasst, welcher dem zweiten Grünling (11) entspricht, indem der erste gesinterte Abschnitt und der zweite gesinterte Abschnitt miteinander durch den wenigstens einen Vorsprung (12, 12&sub1;, 12&sub2;, 12&sub3;, 20, 21, 22) verbunden werden, während ein Zwischenraum (c) zwischen den Endflächen (8, 9) des ersten und zweiten Grünlings (10, 11) ausgebildet wird;

Gesenkschmieden des gesinterten Produkts (15), um ein geschmiedetes Produkt bereitzustellen, das den Pleuelstangenkörper (5) umfasst, welcher dem ersten gesinterten Abschnitt (13) entspricht und den halbringförmigen Deckel (7) umfasst, welcher dem zweiten gesinterten Abschnitt (14) entspricht, wobei der Pleuelstangenkörper und der halbringförmige Deckel miteinander verbunden sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der größere Endabschnitt ein größeres Endloch (6a) mit einer Mittellinie (L&sub1;) definiert, die sich längs einer Achse des größeren Endlochs erstreckt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Positionierungsschritt das Positionieren von jeder der Endflächen (9) des ersten Grünlings (10) in Kontakt mit jeder der Endflächen (8) des zweiten Grünlings (11) und bezüglich der Endflächen des letzteren um einen Versatzabstand (h) versetzt umfasst; und

der Gesenkschmiedeschritt das Gesenkschmieden des gesinterten Produkts (15) durch Pressen des gesinterten Produkts in einer Richtung der Mittellinie (L&sub1;) umfasst, um den Versatzabstand (h) zu eliminieren.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Versatzabstand (h) längs einer Richtung parallel zur Mittellinie (L&sub1;) des größeren Endlochs (6a) verläuft.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine halbringförmige Ebene (24) des zweiten Grünlings (11), welche auf eine gedacht verlaufende Fläche (k) einer halbringförmigen Ebene (23) des ersten Grünlings (10) zuweist, mit einer Mehrzahl von Beinteilen (26) versehen ist, die eine Höhe aufweisen, welche gleich dem Versatzabstand (h) ist.

6. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Pleuelstangenkörper einen Stangenabschnitt (2) aufweist, der mit dem das größere Ende bildenden halbringförmigen Abschnitt (3) integral ist, wobei der Stangenabschnitt eine Stangenachse (L&sub2;) aufweist, wobei der erste Grünling (10) ferner einen Innenrand (o) einer Endfläche davon und eine Außenseite (m) aufweist, welche parallel zur Stangenachse (L&sub2;) verläuft, während der zweite Grünling (11) ferner einen Innenrand (p) einer Endfläche davon und eine Außenseite (n) aufweist, welche zur Stangenachse (L&sub2;) parallel ist; wobei der Positionierungsschritt ein Positionieren des ersten und zweiten Grünlings (10, 11) umfasst in wenigstens einem aus einem Zustand 1) in welchem eine Höhendifferenz (h) zwischen den Außenseiten (m, n) des ersten und zweiten Grünlings (10, 11) vorgesehen ist, welche einander benachbart sind und einem Zustand 2) in welchem eine Höhendifferenz (h) zwischen dem Innenrand (o) der Endfläche des ersten Grünlings (10) und dem Innenrand (p) der Endfläche des zweiten Grünlings (11) vorgesehen ist, basierend auf einer Differenz des Radius zwischen dem halbringförmigen Innenumfang des ersten Grünlings und dem halbringförmigen Innenumfang des zweiten Grünlings; wobei der Gesenkschmiedeschritt das Gesenkschmieden des gesinterten Produkts (15) durch Pressen des gesinterten Produkts in einer Richtung parallel zur Mittellinie (L&sub1;) umfasst; und wobei das Verfahren ferner ein Bewegen und/oder plastisches Verformen wenigstens eines des ersten und zweiten gesinterten Abschnitts (13, 14) in einer Ebene umfasst, welche die Mittellinie (L&sub1;) schneidet, durch Zusammenwirken einer Form und einer Presskraft in der Richtung der Mittellinie (L&sub1;), wodurch die Höhendifferenz (h) zwischen den Außenseiten (m, n) und/oder die Höhendifferenz (h) zwischen den Innenrändern (o, p) der Endflächen beseitigt wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Vorsprung (12, 12&sub1;, 12&sub2;, 12&sub3;, 20, 21) einen Streifen umfasst.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei eine der Endflächen (8, 9) von einem aus dem ersten Grünling (10) und dem zweiten Grünling (11) eine ebene Fläche ist und eine gegenüberliegende Endfläche (8, 9) des anderen aus dem ersten Grünling und dem zweiten Grünling einen Vorsprung (12, 20, 21a) umfasst, wobei der Vorsprung ein Streifenvorsprung parallel zur Mittellinie (L&sub1;) des größeren Endlochs (6a) ist.

9. Verfahren nach einem der Vorsprünge 2 bis 6, wobei eine der Endflächen (9) des ersten Grünlings (10) und eine gegenüberliegende Endfläche (8) des zweiten Grünlings (11) jeweils ein Vorsprungsmuster umfasst, wobei das Vorsprungsmuster eine Mehrzahl von Streifenvorsprüngen (12&sub1;, 12&sub2;) parallel zur Mittellinie (L&sub1;) des größeren Endlochs (6a) ist und wobei während des Sinterverfahrens jeder der an der Endfläche (9) des ersten Grünlings (10) vorhandenen Streifenvorsprünge (12&sub1;) in Kontakt mit einem der an der gegenüberliegenden Endfläche (8) des zweiten Grünlings (11) vorhandenen Streifenvorsprünge (12&sub2;) ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei eine der Endflächen (9) des ersten Grünlings (10) und eine gegenüberliegende Endfläche (8) des zweiten Grünlings (11) jeweils ein Vorsprungsmuster umfasst, wobei das Vorsprungsmuster eine Mehrzahl von Streifenvorsprüngen (12&sub1;, 12&sub2;) parallel zur Mittellinie (L&sub1;) des größeren Endlochs (6a) ist und wobei während des Sinterverfahrens jeder der an der Endfläche (9) des ersten Grünlings (10) vorhandenen Streifenvorsprünge (12&sub1;) mit wenigstens einem Teil der an der Endfläche (8) des zweiten Grünlings (11) vorhandenen Streifenvorsprünge (12&sub2;) in Kontakt ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine der Endflächen (8, 9) des ersten Grünlings (10) und des zweiten Grünlings (11) eine ebene Fläche ist und eine gegenüberliegende Endfläche (8, 9) des anderen von dem ersten Grünling (10) und dem zweiten Grünling (11) einen Vorsprung (20) umfasst, wobei der Vorsprung ein rahmenartiger Vorsprung ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der rahmenartige Vorsprung (20) mit einem Unterteilungsvorsprung (21a, 21b) versehen ist, welcher einen von dem rahmenartigen Vorsprung umgebenen Raum in eine Mehrzahl von Unterräumen unterteilt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei eine der Endflächen (8, 9) eines von dem ersten Grünling (10) und dem zweiten Grünling (11) eine ebene Fläche ist und eine gegenüberliegende Endfläche (8, 9) des anderen von dem ersten Grünling (10) und dem zweiten Grünling (11) einen Vorsprung umfasst, wobei der Vorsprung ein Streifenvorsprung (12, 20, 21b) ist, der sich in einer Richtung erstreckt, welche die Mittellinie (L&sub1;) des größeren Endlochs (6a) schneidet.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei eine der Endflächen (8, 9) eines von dem ersten Grünling (10) und dem zweiten Grünling (11) eine ebene Fläche ist und eine gegenüberliegende Endfläche (8, 9) des anderen von dem ersten Grünling (10) und dem zweiten Grünling (11) ein Vorsprungsmuster umfasst, wobei das Vorsprungsmuster einen Streifenvorsprung (21b) umfasst, der sich in einer Richtung erstreckt, welche die Mittellinie (L&sub1;) und einen zur Mittellinie (L&sub1;) parallelen Streifenvorsprung (21a) schneidet.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei eine der Endflächen (8, 9) des ersten Grünlings (10) und eine gegenüberliegende Endfläche (8) des zweiten Grünlings (11) jeweils ein Vorsprungsmuster umfassen, wobei das Vorsprungsmuster einen Streifenvorsprung (12&sub1;, 12&sub2;) umfasst, der sich in einer Richtung erstreckt, welche die Mittellinie (L&sub1;) schneidet und wobei während des Sinterverfahrens der Streifenvorsprung (12&sub1;) an einer der Endflächen (9) des ersten Grünlings (10) mit der gegenüberliegenden Endfläche (8) des zweiten Grünlings (11) in Kontakt ist, und wobei der Streifenvorsprung (12&sub2;) an der gegenüberliegenden Endfläche (8) des zweiten Grünlings (11) mit einer der Endflächen (9) des ersten Grünlings (10) in Kontakt ist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine der Endflächen (8, 9) von einem aus dem ersten Grünling (10) und dem zweiten Grünling (11) eine ebene Fläche ist und eine gegenüberliegende Endfläche (8, 9) des anderen von dem ersten Grünling (10) und dem zweiten Grünling (11) ein Vorsprungsmuster umfasst, wobei das Vorsprung - (22) Muster eine Mehrzahl von Vorsprüngen ist, die an der gegenüberliegenden Endfläche des anderen von dem ersten Grünling und dem zweiten Grünling verteilt ist.

17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Brechen des geschmiedeten Produkts, um den Pleuelstangenkörper (5) und den halbringförmigen Deckel (7) getrennt voneinander bereitzustellen.

18. Pleuelstangenkörper (5), umfassend einen Stangenabschnitt (2), einen ringförmigen Endabschnitt (4), der ein kleineres Endloch (4a) definiert, und ein größeres halbringförmiges Ende (3), das einen Teil eines größeren Endlochs (6a) definiert, wobei der Pleuelstangenkörper ferner zwei Endflächen (9) umfasst, von denen eine Endfläche einen Vorsprung (12, 12&sub1;, 12&sub2;, 12&sub3;, 20, 21, 22) umfasst, der daran angeordnet ist, um einen Zwischenraum zwischen dem Stangenkörper und einem passenden halbringförmigen Deckel (7) bereitzustellen, wenn sie zu einem gesinterten Produkt (15) gesintert sind.

19. Halbringförmiger Pleuelstangendeckel (7), wobei der halbringförmige Deckel ein Teil eines Endlochs (6a) definiert, wobei der halbringförmige Deckel zwei Endflächen (8) des Deckels aufweist, wobei eine der Endflächen des Deckels einen Vorsprung (12, 12&sub1;, 12&sub2;, 12&sub3;, 20, 21, 22) aufweist, der daran angeordnet ist, um einen Zwischenraum zwischen dem Deckel und einem passenden Pleuelstangenkörper (15) bereitzustellen, wenn sie zu einem gesinterten Körper (15) gesintert sind.