DE102009055340A1

DE102009055340A1 - Ventilmodul, insbesondere Magnetventil für ein Bremssystem eines Kraftfahrzeugs, Verfahren zur Herstellung eines Ventilmoduls

Info

Publication number: DE102009055340A1
Application number: DE102009055340A
Authority: DE
Inventors: Harald 87509 Guggenmos; Florian Rispler; Friedrich 87509 Müller; Anton 87527 Fritz; Philip 87549 Tannheimer; Elmar 71691 Vier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2011-06-30
Also published as: CN102686464B; WO2011079984A1; EP2519433A1; US8740185B2; CN102686464A; US20130193362A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventilmodul (1), insbesondere Magnetventil für ein Bremssystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Ventilgrundkörper (2), in welchem eine Ventilnadel (3) axial verlagerbar angeordnet ist, und mit einer den Ventilgrundkörper (2) einendig verschließenden Gehäusekappe (11), die durch wenigstens eine Halteeinrichtung (25) an dem Ventilgrundkörper (2) gehalten ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Halteeinrichtung (25) wenigstens eine Vertiefung an der Mantelaußenfläche (13) des Ventilgrundkörpers (2) umfasst, in welche plastisch verformtes Material der Gehäusekappe (11) eingebracht ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Ventilmoduls (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventilmodul, insbesondere für ein Bremssystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Ventilgrundkörper, in welchem eine Ventilnadel axial verlagerbar angeordnet ist, und mit einer den Grundkörper einendig verschließenden Gehäusekappe, die durch wenigstens eine Halteeinrichtung an dem Grundkörper gehalten ist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Ventilmoduls, insbesondere wie es oben beschrieben wurde, bei dem ein zumindest im Wesentlichen zylinderförmiger Ventilgrundkörper, in dem eine Ventilnadel axial verlagerbar angeordnet und in eine einendig geschlossene Gehäusekappe geschoben und mit dieser befestigend verbunden wird.
Stand der Technik
Ventilmodule sowie Verfahren zur Herstellung der gattungsgemäßen Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So sind Ventilmodule beispielsweise aus Bremssystemen von Kraftfahrzeugen bekannt, die bei einem unbetätigten Zustand Bremsflüssigkeit passieren lassen, um in dem Bremssystem einen Druck aufzubauen, und die in einem betätigten Zustand nach dem erfolgten Druckaufbau den Strömungsquerschnitt verschließen, um den Druck zu halten. Insbesondere Magnetventile haben sich hierbei als sehr geeignet herausgestellt. Bekannte Ventile weisen einen im Wesentlichen zylinderförmigen Ventilgrundkörper auf, in dem eine Ventilnadel, beispielsweise magnetisch gesteuert, axial verlagerbar ist. Der Ventilgrundkörper ist einendig durch eine Gehäusekappe verschlossen, die eine Kapsel um den Grundkörper bildet und mittels einer Halteeinrichtung an diesem befestigt ist. Bekanntermaßen wird die Halteeinrichtung als eine sich über den gesamten Umfang erstreckende Schweißnaht gebildet, die die Gehäusekappe und den Ventilkörper untrennbar miteinander verbindet, wodurch zum einen die Dichtheit des Ventils gewährleistet und zum anderen hohe Kräfte aufgenommen werden können, die beim Betrieb des Ventils erzeugt werden.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Halteeinrichtung wenigstens eine Vertiefung an der Mantelaußenseite des Ventilkörpers umfasst, in welche plastisch verformtes Material der Gehäusekappe eingebracht ist. Es ist also vorgesehen, dass die Gehäusekappe bereichsweise plastisch verformt ist, sodass sie mit dem plastisch verformten Bereich in eine Vertiefung des Ventilgrundkörpers eingreift. Dadurch wird die Gehäusekappe formschlüssig an dem Ventilgrundkörper gehalten. Im Vergleich zu herkömmlichen Schweißnähten stellt diese Halteeinrichtung eine besonders kostengünstige und einfach herzustellende Möglichkeit dar, die Gehäusekappe mit dem Ventilgrundkörper zu verbinden. Um die Dichtheit des Ventils ausreichend zu gewährleisten, ist vorteilhafterweise der Gehäusegrundkörper in die Ventilkappe eingepresst, sodass die Mantelaußenfläche des Ventilgrundkörpers an der Mantelinnenfläche der Gehäusekappe anliegt.
Vorteilhafterweise ist die Vertiefung als Nut, insbesondere als Ringnut, ausgebildet. Die Nut erstreckt sich also vorteilhafterweise als Ringnut über den gesamten Umfang des Ventilgrundkörpers. Die Gehäusekappe kann einen oder mehrere plastisch verformte Bereiche aufweisen, die in die Nut eingreifen. Bevorzugt ist die Gehäusekappe über ihren gesamten Umfang hinweg plastisch verformt, sodass sie einen in die Nut eingreifenden Ringwulst aufweist. Durch eine entsprechende Formgebung des Ringwulstes und/oder der Ringnut kann dabei ebenfalls eine dichte Verbindung realisiert werden, die den Pressverband gegebenenfalls entbehrlich macht.
Vorteilhafterweise bildet dazu wenigstens eine Seitenflanke der Nut oder Ringnut eine Schräge. Die Schräge erleichtert zum einen das Einbringen von Material des Gehäuses in die Nut und kann zum anderen eine Zentrierfunktion ausüben.
Bevorzugt weist die Nut einen zumindest im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt auf, wobei sich die dadurch schräg ausgerichteten Seitenflanken zu dem Nutgrund hin einander annähern. Beim Einbringen beziehungsweise plastischen Verformen von Material der Gehäusekappe werden diese und das verformende Werkzeug durch die Zentrierfunktion der V-förmigen Nut an dem Grundkörper axial ausgerichtet.
Alternativ ist die Nut hinterschnitten ausgebildet. So kann die Nut beispielsweise ebenfalls einen V-förmigen Querschnitt aufweisen, bei dem jedoch die Seitenflanken sich zu dem Grund der Nut hin voneinander entfernen. Dadurch kann das Material beim plastischen Verformen der Gehäusekappe in den Hinterschnitt der Nut beziehungsweise Ringnut eingreifen und dadurch eine besonders feste, nur schwer bis nicht lösbare Halteeinrichtung bilden.
Vorteilhafterweise weist der Ventilgrundkörper – in Einschiebrichtung in die Gehäusekappe gesehen – hinter der Nut einen kleineren Durchmesser auf als vor der Nut, sodass der zuerst eingeschobene Abschnitt des Ventilgrundkörpers einen kleineren Durchmesser aufweist. Dadurch lässt sich eine axiale Ausrichtung der Gehäusekappe an dem Ventilgrundkörper auf einfache Art und Weise realisieren. Die so gebildete Stufe im Längsschnitt des Ventilgrundkörpers kann dabei als Axialanschlag für die Gehäusekappe dienen.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die Nut eine oder mehrere über den Umfang verteilt angeordnete, vertiefte Taschen aufweist. In diese Taschen kann eine größere Menge Material der Gehäusekappe eingebracht werden, was insbesondere dann von Bedeutung ist, wenn die Gehäusekappe voll umfänglich plastisch verformt beziehungsweise plastisch verjüngt wird. Darüber hinaus bieten die vertieften Taschen eine zusätzliche Verdrehsicherung für die Gehäusekappe auf dem Ventilgrundkörper.
Bevorzugt ist die Gehäusekappe als Blechteil und/oder der Ventilgrundkörper als Ventileinsatzhülse ausgebildet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Ventils zeichnet sich dadurch aus, dass zum Befestigen Material der Gehäusekappe in wenigstens eine Vertiefung auf der Mantelaußenseite des Grundkörpers durch plastische Verformung eingebracht wird. Hierdurch ergeben sich die oben bereits beschriebenen Vorteile.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden.
Dazu zeigen
1 ein vorteilhaftes Ventilmodul in einer Längsschnittdarstellung,
2 einen Herstellungsschritt eines Herstellungsverfahrens und
3 einen Ventilgrundkörper in einer Draufsicht.
Die 1 zeigt in einer vereinfachten Längsschnittdarstellung ein Ventilmodul 1, insbesondere für ein Hydraulikaggregat, das beispielsweise in einem Antiblockiersystem (ABS), in einem Antriebsschlupfregelsystem (ASR) und/oder in einem Elektronischen Stabilitätsprogramm-System (ESP), also vorteilhafterweise in einem Bremssystem eines Kraftfahrzeugs einsetzbar ist.
Das Ventilmodul 1 umfasst eine hier nicht dargestellte Magnetgruppe zur Erzeugung eines Magnetflusses, die über elektrische Anschlüsse ansteuerbar ist, um eine in einem Ventilgrundkörper 2 axial verlagerbar gehaltene Ventilnadel 3 zu bewegen. Die Magnetgruppe weist dazu zweckmäßigerweise eine elektrische Spule auf, die aus einer auf einem Wicklungsträger gewickelten Spulenwicklung gebildet wird. Die Magnetgruppe erzeugt eine Magnetkraft, die auf einen mit der Ventilnadel 3 fest verbundenen Anker 4 wirkt. Der Anker 4 ist an dem der Spitze 7 der Ventilnadel gegenüberliegenden Ende und beabstandet zu dem Ventilgrundkörper 2 angeordnet. Weiterhin weist das Ventilmodul 1 einen sich an den Ventilgrundkörper 2 anschließenden Ventilkörper 5 mit einer kleinen Durchflussbohrung auf, wobei der Ventilkörper 5 einen Dichtsitz 6 umfasst, in welchem der als Dichtkörper ausgeführte Dichtbereich der Spitze 7 eintaucht, um die Dichtfunktion des Ventilmoduls 1 zu realisieren, und um einen Volumenstrom zwischen einem Ventileinlass 8 und einem Ventilauslass 9 freizugeben beziehungsweise einzustellen. Die Ventilnadel 3 wird durch eine Schraubenfeder 10 von dem Dichtsitz weg gedrängt, sodass erst durch Betätigen der Magnetgruppe die Ventilnadel 3 in den Ventilsitz 6 geführt wird. Es handelt sich somit um ein sogenanntes stromlos offenes Ventilmodul.
Der im Wesentlichen zylinderförmige Ventilgrundkörper 2 ist in eine Gehäusekapsel 11, die als Blechteil 12 ausgebildet ist, eingepresst und in dieser in einem Pressverband gehalten.
Der Ventilgrundkörper 2 weist an seiner Mantelaußenfläche 13 eine Nut 14 auf, die als Ringnut 15 ausgebildet ist und sich somit über den gesamten Umfang des Ventilgrundkörpers 2 erstreckt. Wie am besten aus den 2 und 3 ersichtlich, weist die Ringnut 15 einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt auf, wobei die Seitenflanken 16, 17 der Ringnut 15 derart schräg ausgerichtet sind, dass sie sich zu dem Nutgrund 18 hin einander annähern.
Wie aus der 1 ersichtlich, ist vorteilhafterweise Material der Gehäusekapsel 11 durch plastische Verformung eines Bereichs 19 in die Ringnut 15 eingebracht. Zweckmäßigerweise erstreckt sich der Bereich 19 über den gesamten Umfang der Gehäusekapsel 11, sodass ein radial einwärts vorstehender Ringwulst 20 gebildet ist, der in der Ringnut 15 einliegt. Vorteilhafterweise wird dazu das Material der Gehäusekapsel 11 in den Bereich 19 mit einem oder mehreren speziell ausgebildeten Pressstempeln oder Crimp-Stempeln, beispielsweise in einer Art Spannzange, plastisch verformt, wobei die Gehäusekapsel 11 mit einer zumindest im Wesentlichen radial nach innen gerichteten Kraft beaufschlagt wird. Die V-förmige Ausbildung der Ringnut 15 hat den Vorteil, dass ein Versatz des Ventilmoduls 1 in axialer Richtung zwischen dem Ventilgrundkörper 5 und dem zum plastischen Verformen verwendeten Werkzeug, wie beispielsweise Crimp-Backen, automatisch ausgeglichen wird. Die Ringnut 15 wirkt dabei selbst zentrierend für das Werkzeug und den Ventilgrundkörper 2.
Die durch die plastische Verformung des Bereichs 19 erzeugte form- und kraftschlüssige Halteeinrichtung 25 zwischen der Gehäusekapsel 11 und dem Ventilgrundkörper 2 ist in der Lage, hohe im Betrieb wirkende Kräfte derart abzustützen, dass sich der Ventilgrundkörper 2 in der Gehäusekapsel 11 axial nicht verschiebt, sodass ein zuverlässiger Betrieb des Ventilmoduls 1 und insbesondere einer das Ventilmodul 1 aufweisender Bremsanlage dauerhaft gewährleistet werden kann. Die Dichtfunktion der Gehäusekappe 2, die den Ventilgrundkörper 2 bereichsweise und den Anker 4 vollständig umfängt, wird durch den Pressverband zwischen Gehäusekapsel 11 und dem Ventilgrundkörper 2 unterstützt. Zur Sicherung der Funktion des Ventilmoduls 1 weist dieses weiterhin ein Rückschlagventil 21 auf.
Die 2 zeigt einen Ausschnitt des Ventilmoduls 1 ohne Ventilnadel 3 bei einem Schritt des Herstellungsprozesses, bei dem der Ventilgrundkörper 2 in die Gehäusekapsel 11 eingepresst ist. Wird nun das Verformwerkzeug in Richtung des Pfeils 22 radial einwärts auf die Gehäusekapsel 11 zu bewegt, findet eine axiale Selbstzentrierung statt, wie durch einen Doppelpfeil 23 angedeutet.
Die 3 zeigt den Ventilgrundkörper 2 in einer Draufsicht. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen weist der vorliegende Ventilgrundkörper 2 oberhalb der Ringnut 15 einen kleineren Durchmesser auf als unterhalb der Ringnut 15. Hierdurch lässt sich der Axialausgleich und insgesamt die Ausrichtung des Ventilgrundkörpers 2 in der Gehäusekapsel 11 besonders einfach gewährleisten.
Wie weiterhin aus der 3 ersichtlich, weist der Ventilgrundkörper 2 in der Nut 14 beziehungsweise Ringnut 15 eine oder mehrere über den Umfang verteilt ausgebildete, vertiefte Taschen 24 auf. Die Taschen 24 können überschüssiges Material, das beim Verformen der Gehäusekapsel 11 entsteht, aufnehmen und dadurch gegebenenfalls als Verdrehsicherung zwischen der Gehäusekapsel 11 und dem Ventilgrundkörper 2 dienen. Auch kann durch die vertieften Taschen 24 die Kompensation des Axialversatzes verbessert werden.
Abweichend von den dargestellten Ausführungsbeispielen ist es auch möglich, die Nut 14 beziehungsweise Ringnut 15 mit einer anderen Querschnittsform auszuführen, wie beispielsweise mit senkrechten Seitenflanken, wie bei einer konventionellen Ringnut, oder mit Hintergriffen, ähnlich der Form eines Schwalbenschwanzes. Es sind auch zwei oder mehrere übereinander, also axial voneinander beabstandete Nuten 14 beziehungsweise Ringnuten 15 möglich, die entweder die gleiche Querschnittsform oder unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen. Zweckmäßigerweise sind die Breite der Nut 14 beziehungsweise Ringnut 15 zu ihrer Tiefe sowie zu der Werkzeugkontur und Eindringtiefe aufeinander abgestimmt.

Claims

Ventilmodul (1), insbesondere Magnetventil für ein Bremssystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Ventilgrundkörper (2), in welchem eine Ventilnadel (3) axial verlagerbar angeordnet ist, und mit einer den Ventilgrundkörper (2) einendig verschließenden Gehäusekappe (11), die durch wenigstens eine Halteeinrichtung (25) an dem Ventilgrundkörper (2) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (25) wenigstens eine Vertiefung an der Mantelaußenfläche (13) des Ventilgrundkörpers (2) umfasst, in welche plastisch verformtes Material der Gehäusekappe (11) eingebracht ist.
Ventilmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung als Nut (14), insbesondere als Ringnut (15) ausgebildet ist.
Ventilmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Seitenflanke (16,17) der Nut (14) eine Schräge bildet.
Ventilmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (14) einen zumindest im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt aufweist.
Ventilmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (14) hinterschnitten ausgebildet ist.
Ventilmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilgrundkörper (2) – in Einschiebrichtung in die Gehäusekappe (11) gesehen – hinter der Nut (14) einen kleineren Durchmesser aufweist als vor der Nut (14).
Ventilmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (14) eine oder mehrere über den Umfang verteilt angeordnete, vertiefte Taschen (24) aufweist.
Ventilmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusekappe (11) als Blechteil (12) ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Ventilmoduls (1), insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein zumindest im Wesentlichen zylinderförmiger Ventilgrundkörper (2), in dem eine Ventilnadel (3) axial verlagerbar angeordnet wird, in eine einendig geschlossene Gehäusekappe (11) geschoben und mit dieser befestigend verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Befestigen Material der Gehäusekappe (11) in wenigstens eine Vertiefung an der Mantelaußenfläche des Ventilgrundkörpers (2) durch plastische Verformung eingebracht wird.