Beschreibung

Titel

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer hochdruckdichten Verbindung und zugehörige Ventilpatrone für ein Magnetventil

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer hochdruckdichten Verbindung zwischen einem Polkern und einer Ventilhülse ei- nes Magnetventils und eine zugehörige Ventilpatrone für ein Magnetventil.

Eine Ventilpatrone für ein herkömmliches Magnetventil, insbesondere für ein Hydraulikaggregat, welches beispielsweise in einem Antiblockiersystem (ABS) oder einem Antriebsschlupfregelsystem (ASR-System) oder einem elektroni- sehen Stabilitätsprogrammsystem (ESP-System) eingesetzt wird, ist in Figur 1 dargestellt. Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, umfasst die Ventilpatrone für das herkömmliche Magnetventil einen Polkern 1, eine Ventilhülse 3 und einen Anker 2, der innerhalb der Ventilhülse 3 durch einen von einer nicht dargestellten Magnetbaugruppe eingeleiteten Magnetfluss axial gegen die Kraft einer Rückstellfeder 5 über einen Luftspalt 6 in Richtung Polkern 1 bewegbar ist. Bei der Herstellung der Ventilpatrone für das herkömmliche Magnetventil wird der Polkern 1 zuerst in die Ventilhülse 3 voreingepresst. Dann erfolgt auf einer weiteren Montagestation durch weiteres Einpressen des Polkerns 1 in die Ventilhülse 3 eine iterative Einstellung des Ankerhubs, bis der gewünschte Ankerhub erreicht ist. Anschließend wird der Polkern 1 auf einer weiteren Montagestation durch eine Dichtschweißnaht 4 fest mit der Ventilhülse 3 verbunden, wobei die Dichtschweißnaht 4 beispielsweise durch eine Laserschweißung hergestellt wird. Durch die Dichtschweißnaht 4 wird die Ventilpatrone hydraulisch gegenüber der Atmosphäre abgedichtet. Laserschweißungen sind jedoch in Bezug auf Einrichtung, Betreu- ung, Wartung und überwachung fehleranfällig und kostenintensiv.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer hochdruckdichten Ver- bindung zwischen einem Polkern und einer Ventilhülse eines Magnetventils mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass der Montageablauf einer Ventilpatrone durch den Entfall einer La- serschweißung vereinfacht und kostengünstiger ausgeführt werden kann. Durch das Einlegen des Polkerns in ein zweiteiliges Presswerkzeug, das einen mittleren Stempel und einen äußeren Stempel umfasst, so dass zwischen einer Innenbohrung des äußeren Stempels und dem eingelegten Polkern ein Fügespalt entsteht, einem Ansetzen des Polkerns an die Ventilhülse und Einführen der Ventilhülse in den Fügespalt und ein gleichzeitiges Niederdrücken des mittleren Stempels und des äußeren Stempels mit dem Polkern, so dass die Ventilhülse den Fügespalt durchläuft, kann das Voreinpressen und die Abdichtung nach außen in einem Arbeitsgang auf einer Montagestation ausgeführt werden. Die Ventilhülse wird bei Erreichen eines Pressdurchmessers des Polkerns aufgeweitet und im Fügespalt zwischen einer ersten Umformkante und einer zweiten Umformkante, zwischen denen sich der Durchmesser der Innenbohrung verjüngt, umgeformt und an den Polkern angefügt, so dass eine hochdruckdichte Verbindung zwischen dem Polkern und der Ventilhülse entsteht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer hochdruckdichten Verbindung zwischen einem Polkern und einer Ventilhülse eines Magnetventils mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 4 weist ein zweiteiliges

Presswerkzeug auf, das einen mittleren Stempel und einen äußeren Stempel umfasst. Das Presswerkzeug ist so ausgeführt, dass sich zwischen einer Innenbohrung des äußeren Stempels und dem in das Presswerkzeug eingelegten Polkern ein Fügespalt ausbildet, der im Zuge der Montage von der Ventilhülse durchlaufen wird. Die Innenbohrung des äußeren Stempels weist eine erste Umformkante und eine zweite Umformkante auf, zwischen denen sich der Durchmesser der Innenbohrung verjüngt. Das Presswerkzeug presst den Polkern durch gleichzeitiges Niederdrücken des mittleren Stempels und des äußeren Stempels in die Ventilhülse, um die Ventilhülse im Fügespalt zwischen der ersten Umformkante und der zweiten Umformkante umzuformen und an den Polkern

anzufügen, so dass eine hochdruckdichte Verbindung zwischen dem Polkern und der Ventilhülse entsteht.

Die erfindungsgemäße Ventilpatrone mit den Merkmalen des unabhängigen Pa- tentanspruchs 8 weist zwischen einem Polkern und einer Ventilhülse eines Magnetventils eine hochdruckdichte Verbindung auf, die durch Einpressen des Polkerns in die Ventilhülse und anschließendes Anfügen der Ventilhülse an den Polkern hergestellt wird.

Die erfindungsgemäße hochdruckdichte Verbindung zwischen dem Polkern und der Ventilhülse wird ohne eine kostenaufwändige Laserschweißung auf einer Montagestation hergestellt. Durch die erfindungsgemäße Verbindung wird der Polkern gegenüber dem Innendruck, der während des bestimmungsgemäßen Betriebs in das Magnetventil eingeleitet wird, in seiner Position gehalten. Zudem übernimmt die erfindungsgemäße Verbindung die Abdichtfunktion gegenüber der

Atmosphäre.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentan- spruch 1 angegebenen Verfahrens und der im unabhängigen Patentanspruch 4 angegebenen Vorrichtung möglich.

Besonders vorteilhaft ist, dass der äußere Stempel vom mittleren Stempel getrennt wird, wenn die Ventilhülse die zweite Umformkante erreicht, wobei der mittlere Stempel nach Trennung vom äußeren Stempel kraftlos geschaltet wird, und der äußere Stempel weiter in die bisherige Arbeitsrichtung bewegt wird, um die Ventilhülse weiter an den Polkern anzufügen. Durch den kraftlosen mittlem Stempel bleibt die Position des Polkerns im Wesentlichen unverändert, während die Ventilhülse weiter an die äußere Form des Polkerns angeformt wird.

In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Polkern durch eine weitere Krafteinwirkung über den äußeren Stempel tiefer in die Ventilhülse gepresst, um durch den weitergehenden Umformvorgang der Ventilhülse eine gewünschte Hubeinstellung für die Bewegung eines Ankers vorzunehmen. Da- durch kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch noch der Hubeinstell-

vorgang auf der gleichen Montagestation ausgeführt werden, wodurch der Mon- tageprozess in vorteilhafter Weise weiter vereinfacht wird.

In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Polkern einen Pressdurchmesser auf, der die Ventilhülse vor dem Erreichen der ersten Umformkante aufweitet. Die Ventilhülse weist eine Einführschräge auf, die das Einführen der Ventilhülse in den Fügespalt erleichtert. Zudem ist das Presswerkzeug so ausgeführt ist, dass der äußere Stempel während des Verbindungsvorgangs vom mittleren Stempel getrennt werden kann. Dadurch wird in vorteilhafter Weise ermöglicht, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch die Hubeinstellung des in der Ventilhülse beweglich geführten Ankers vorgenommen werden kann.

Vorteilhafte, nachfolgend beschriebene Ausführungsformen der Erfindung sowie die zu deren besserem Verständnis oben erläuterten, herkömmlichen Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer herkömmlichen

Ventilpatrone.

Fig. 2 bis Fig. 9 zeigen verschiedene Zustände während des erfindungsgemäßen

Verfahrens zur Herstellung einer hochdruckdichten Verbindung zwischen einem Polkern und einer Ventilhülse eines Magnetventils.

Ausführungsformen der Erfindung

Wie aus Fig. 2 bis 9 ersichtlich ist, weist eine Vorrichtung zur Herstellung einer hochdruckdichten Verbindung zwischen einem Polkern 11 und einer Ventilhülse 13 eines Magnetventils als erfindungswesentliche Komponente ein zweiteiliges Presswerkzeug 20 auf, das einen mittleren Stempel 21 und einen äußeren

Stempel 22 umfasst, wobei das Presswerkzeug 20 so ausgeführt ist, dass sich zwischen einer Innenbohrung 22.1 des äußeren Stempels 22 und dem in das Presswerkzeug 20 eingelegten Polkern 11 ein Fügespalt 25 ausbildet, der im Zuge der Montage von der Ventilhülse 13 durchlaufen wird. Wie weiter aus Fig. 2 bis 9 weiter ersichtlich ist, weist die Innenbohrung 22.1 des äußeren Stempels 22 eine erste Umformkante 23 und eine zweite Umformkante 24 auf, zwischen denen sich der Durchmesser der Innenbohrung 22.1 verjüngt. Zudem weist der Polkern 11 einen Pressdurchmesser 11.1 auf durch den die Ventilhülse 13 während des Montagevorgangs aufgeweitet wird.

Fig. 2 zeigt das Presswerkzeug 20 nach einem ersten Verfahrensschritt in dem der Polkern 11 in das zweiteilige Presswerkzeug 20 eingelegt wird. Der Polkern 11 ist so in das Presswerkzeug 20 eingelegt, dass zwischen der Innenbohrung 22.1 des äußeren Stempels 22 und dem eingelegten Polkern 11 der Fügespalt 25 entsteht. Zudem ist in Fig. 2 der Polkern 11 an die Ventilhülse 13 angelegt, wobei die Ventilhülse 13 eine Einführschräge 13.1 aufweist, über welche die Ventilhülse 13 einfacher in den Fügespalt 25 eingeführt werden kann..

Fig. 3 und 4 zeigt das Presswerkzeug 20 nach dem Einführen der Ventilhülse 13 in den Fügespalt 25, wobei die Ventilhülse 13 durch ein gleichzeitiges Niederdrücken des mittleren Stempels 21 und des äußeren Stempels 22 mit dem Polkern 11 in Pfeilrichtung in den Fügespalt 25 eingeführt wird und diesen durchläuft.

Fig. 5 zeigt das Presswerkzeug 20 nach dem Erreichen des Pressdurchmessers 11.1 des Polkerns 11, wobei die Ventilhülse 13 den Pressdurchmesser 11.1 durch eine Aufweitung überwindet. Nach Erreichen der ersten Umformkante 23 beginnt der eigentliche Umformprozess der Ventilhülse 13.

Wie aus Fig. 6 und 7 ersichtlich ist, wird die Ventilhülse 13 im Fügespalt 25 zwi- sehen der ersten Umformkante 23 und der zweiten Umformkante 24 umgeformt und an den Polkern 11 angefügt.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, wird der äußere Stempel 22 vom mittleren Stempel 21 getrennt, wenn die Ventilhülse 13 die zweite Umformkante 24 erreicht. Der mittlere Stempel 21 wird nach Trennung vom äußeren Stempel 22 kraftlos ge-

schaltet und der äußere Stempel 22 übernimmt dadurch die weitere Arbeit des Anfügens der Ventilhülse 13 an den Polkern 11, dass er weiter in die bisherige durch Pfeile angezeigte Arbeitsrichtung bewegt wird, um die Ventilhülse 13 weiter an den Polkern 11 anzufügen. Die Position des Polkerns 11 bleibt während des Vorgangs im Wesentlichen unverändert.

Zur Einstellung eines gewünschten Ankerhubs kann der Polkern 11, wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, durch eine weitere Krafteinleitung des äußeren Stempels 22, der in Pfeilrichtung bewegt wird, tiefer in Pfeilrichtung in die Ventilhülse 13 gepresst werden. Hierbei wirkt die vom äußeren Stempel 22 eingeleitete Kraft über die

Ventilhülse 13 auf den Polkern 11, der über einen gleichzeitigen, weiteren Umformvorgang der Ventilhülse 13 weiter in die Ventilhülse 13 gepresst wird, so dass dadurch die Einstellung des Ankerhubs erfolgen kann.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ohne kostenaufwändiges Laserschweißen eine Ventilpatrone für ein Magnetventil hergestellt werden, deren Polkern und Ventilhülse hochdruckdicht miteinander verbunden sind. Zudem ermöglicht die Erfindung in vorteilhafter Weise das Einpressen des Polkerns, die Einstellung des Ankerhubs und die Abdichtung nach außen in einem Arbeitsgang auf einer Montagestation. Die Erfindung übernimmt somit den Hubeinstellprozess, die Haltefunktion des Polkern gegenüber dem betriebsbedingten Innendruck und die Abdicht- und Haltefunktion, die in einem herkömmlichen Magnetventil durch eine Laserschweißnaht zwischen dem Polkern und der Ventilhülse ausgeführt wurde.