DE102009055346A1

DE102009055346A1 - Magnetventil, Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils

Info

Publication number: DE102009055346A1
Application number: DE102009055346A
Authority: DE
Inventors: Elmar 71691 Vier; Norbert 71706 Alaze
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-12-29
Filing date: 2009-12-29
Publication date: 2011-06-30
Also published as: JP5592504B2; KR20120105489A; US20130207015A1; WO2011079994A1; EP2519432A1; JP2013515933A; CN102712306A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil (1) mit einer Kernhülse (3), in der eine Ventilnadel (4) längsverschlieblich anordenbar ist, wobei die Kernhülse (3) wenigstens eine Radialöffnung (11) in ihrer Mantelwand aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass die Kernhülse (3) eine erste Teilhülse (13) und eine sich an die erste Teilhülse (13) axial anschließende zweite Teilhülse (14) aufweist, wobei die Radialöffnung (11) im Anschlussbereich (17) in wenigstens einer der Teilhülsen (14) als stirnseitige Axialaussparung (21) ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil mit einer Kernhülse, in der eine Ventilnadel längsverschieblich anordenbar ist, wobei die Kernhülse wenigstens eine Radialöffnung in ihrer Mantelwand aufweist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils, das eine Kernhülse aufweist, in der eine Ventilnadel längsverschieblich anordenbar ist, und die mit wenigstens einer Radialöffnung versehen wird.
Stand der Technik
Magnetventile sowie Verfahren zur Herstellung der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden beispielsweise als Steuer- und/oder Regelventile in hydraulischen Einrichtungen, beispielsweise bei Bremssystemen von Kraftfahrzeugen, eingesetzt. Dazu weisen die Magnetventile zumindest eine Kernhülse auf, in welcher eine Ventilnadel längsverschieblich angeordnet beziehungsweise gelagert ist. Üblicherweise dient der Innenraum der Kernhülse als Strömungskanal für das zu steuernde beziehungsweise zu regelnde Fluid. Durch eine in der Mantelwand der Kernhülse ausgebildete Radialöffnung, die in der Regel als Querbohrung ausgebildet ist, kann das Fluid durch Betätigen der Ventilnadel dosiert entströmen. Aufgrund der spanenden Bearbeitung der Kernhülse, die in der Regel als Drehteil ausgebildet ist, ergeben sich hohe Herstellungskosten.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Kernhülse eine erste Teilhülse und eine sich an die erste Teilhülse axial anschließende zweite Teilhülse aufweist, wobei im Anschlussbereich die Radialöffnung in wenigstens einer der Teilhülsen als stirnseitige Axialaussparung ausgebildet ist. Es ist somit vorgesehen, dass die Kernhülse zweiteilig ausgebildet ist, wobei die beiden Teilhülsen axial aneinander anliegen. In dem Anschlussbereich, also in dem Bereich, in dem die beiden Teilhülsen mit ihren aufeinander zuweisenden Stirnseiten aneinander anliegen, ist die Radialöffnung vorgesehen. Die Radialöffnung ist dabei als Axialaussparung in einer Stirnseite zumindest einer der Teilhülsen ausgebildet, sodass die Radialöffnung letztendlich durch das Zusammenspiel beider Teilhülsen definiert wird. So weist die Axialaussparung beispielsweise einen U-förmigen Längsschnitt auf und wird an ihrer freien Seite durch die geschlossene Stirnseite der gegenüberliegenden Teilhülse verschlossen. Durch die Ausbildung als stirnseitige Axialaussparung ist es möglich, die Radialöffnung bereits beim Urformen der Teilhülsen darzustellen beziehungsweise auszubilden. Dadurch erübrigt sich die aufwendige und kostenintensive spanende Bearbeitung, die sonst zur Herstellung der Querbohrung notwendig wäre.
Vorteilhafterweise ist die Radialöffnung als axial ausgerichtetes Langloch ausgebildet. Die Länge der Radialöffnung ist somit größer als deren Breite, wobei ihre Längsachse axial zu der Kernhülse beziehungsweise der entsprechenden Teilhülse ausgerichtet ist. Dadurch erhält die Radialöffnung die oben bereits genannte U-förmige Längsschnitt-Ausbildung. Natürlich ist es auch denkbar, die Radialöffnung halbkreisförmig oder auch mit scharfen Winkeln auszubilden. Das Langloch wird bevorzugt im Wesentlichen von nur einer der Teilhülsen gebildet, sodass die andere Teilhülse mit ihrer geschlossenen Stirnseite das Langloch axial abschließt. Natürlich ist es aber auch denkbar, dass die Radialöffnung beziehungsweise das Langloch durch zwei gegenüberliegende Axialaussparungen in jeweils einer der Teilhülsen gebildet wird.
Bevorzugt sind die Teilhülsen im Anschlussbereich durch plastische Verformung miteinander verstemmt. Das Verstemmen gewährleistet eine kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Teilhülsen der Kernhülse. Durch die plastische Verformung wird hierbei eine besonders sichere und zuverlässige Verbindung gewährleistet, die auf einfache Art und Weise herstellbar ist.
Zweckmäßigerweise weist dazu die erste Teilhülse im Anschlussbereich stirnseitig eine Axialaufnahme auf, in der die zweite Teilhülse bereichsweise einliegt. Die erste Teilhülse weist somit an ihrer der zweiten Teilhülse zugeordneten Stirnseite eine Aufnahme beziehungsweise Vertiefung auf, deren Innendurchmesser zumindest im Wesentlichen dem Außendurchmesser der zweiten Hülse an deren der ersten Teilhülse zugewandten Stirnseite entspricht. Zweckmäßigerweise ist die Axialaufnahme koaxial zur Teilhülse beziehungsweise Kernhülse ausgerichtet. Liegt die zweite Teilhülse bereichsweise in der Axialaufnahme ein, kann durch plastische Verformung der ersten Teilhülse im Bereich der Axialaufnahme die zweite Teilhülse darin verstemmt werden. Bevorzugt wird hier das Verstemmen durch eine zumindest im Wesentlichen radiale Krafteinwirkung auf die erste Teilhülse realisiert.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die zweite Teilhülse im Anschlussbereich mindestens einen Radialvorsprung, insbesondere einen sich über den gesamten Umfang erstreckenden Radialsteg aufweist. Der Radialvorsprung oder Radialsteg dient als Haltemittel für das plastisch verformte Material der ersten Teilhülse.
Schließlich ist vorgesehen, dass die Axialerstreckung des Radialvorsprungs kleiner ist als die Axialerstreckung der Axialaufnahme. Mit anderen Worten ist die Höhe des Radialvorsprungs kleiner als die Tiefe der Axialaufnahme, sodass wenn die zweite Teilhülse in der Axialaufnahme der ersten Teilhülse einliegt, der Radialvorsprung vollständig von der ersten Teilhülse übergriffen wird. Durch die plastische Verformung wird beim Verstemmen Material der ersten Teilhülse vorteilhafterweise hinter den Radialvorsprung gedrängt, sodass die erste Teilhülse die zweite Teilhülse an deren Radialvorsprung hintergreift, wodurch axial eine formschlüssige Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Teilhülse gewährleistet wird. Letztendlich umgreift somit die erste Teilhülse den Radialvorsprung oder Radialsteg der zweiten Teilhülse.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Magnetventils zeichnet sich dadurch aus, dass die Kernhülse aus einer ersten Teilhülse und einer sich an die erste Teilhülse anschließenden zweiten Teilhülse gebildet wird, wobei im Anschlussbereich die Radialöffnung wenigstens einer der Teilhülsen als stirnseitige Axialaussparung gefertigt wird. Hierdurch ergeben sich die oben beschriebenen Vorteile.
Bevorzugt wird die Axialaussparung bei einem Urform-Prozess hergestellt. Dies kann beispielsweise durch Vorsehen entsprechender Guss- oder Spritz-Formen auf einfache und kostengünstige Art und Weise realisiert werden. Eine spätere spanende Bearbeitung der Kernhülse zur Herstellung der Radialöffnung entfällt.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
1 ein vorteilhaftes Magnetventil in einer Längsschnittdarstellung und
2 eine Teilhülse des Magnetventils in einer perspektivischen Darstellung.
Die 1 zeigt ein Magnetventil 1 in einer vereinfachten Längsschnittdarstellung. Das Magnetventil 1 ist als sogenanntes stromlos geöffnetes Ventil 2 für ein hydraulisches System eines Kraftfahrzeugs ausgebildet, insbesondere für ein Bremssystem, wie beispielsweise ein ESP-, ABS- oder TSC-System. Das Magnetventil 1 weist eine Kernhülse 3 auf, in der eine Ventilnadel 4 längsverschieblich beziehungsweise axial verlagerbar angeordnet ist. Die Ventilnadel 4 weist an ihrem ihrer Ventilspitze gegenüberliegenden Ende einen Magnetanker 5 auf. Die Ventilnadel wirkt durch ihre Ventilspitze 6 mit einem in einem in der Kernhülse 3 gehaltenen Ventilkörper 7 ausgebildeten Ventilsitz 8 zusammen. Eine Schraubenfeder 9, die mit einem Ende auf dem Ventilkörper 7 und an ihrem anderen Ende an einem Axial-Anschlag der Ventilnadel 4 anliegt, drängt die Ventilnadel 4 von dem Ventilsitz 8 weg, sodass im unbetätigten Zustand des Magnetventils 1 ein Durchströmungsquerschnitt freigegeben ist. Bei geöffnetem Magnetventil 1 kann Fluid durch einen axialen Zulaufkanal 10 des Magnetventils 1 einströmen und durch eine Radialöffnung 11 aus dem Magnetventil 1 wieder herausströmen. Durch hier nicht näher dargestellte Magnet-Aktoren kann die Ventilnadel 4 gegen den Ventilsitz 8 verlagert werden.
Zur Abdichtung nach außen ist das Magnetventil 1 von einer Gehäusekappe 12 umgeben, die den Magnetanker 5 vollständig und die Kernhülse 3 bereichsweise umgibt.
Die Kernhülse 3 ist zweiteilig ausgebildet und weist dazu eine erste Teilhülse 13 und eine zweite Teilhülse 14 auf, die axial hintereinander angeordnet sind, wobei die Teilhülse 13 mit ihrer Stirnseite 15 an der Stirnseite 16 der Teilhülse 14 anschließt.
Die erste Teilhülse 13 weist in dem Anschlussbereich 17 eine Axialaufnahme 18 auf, in welcher die Teilhülse 14 bereichsweise einliegt. Die Teilhülse 14 weist an ihrer Stirnseite 16 einen Radialvorsprung 19 auf, der sich über den gesamten Umfang der Teilhülse 14 erstreckt und somit einen Radialsteg 20 bildet. Der Außendurchmesser des Radialvorsprungs 19 entspricht dabei im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Axialaufnahme 18, sodass die Teilhülse 14 im Anschlussbereich zumindest im Wesentlichen radial formschlüssig in der Axialaufnahme 18 gehalten ist. Die Längs- beziehungsweise Axialerstreckung des Radialvorsprungs 19 ist dabei kleiner ausgebildet als die Längs- beziehungsweise Axialerstreckung der Axial-Aufnahme 18, sodass der Radialvorsprung 19 vollständig in der Axialaufnahme 18 einliegt.
Die im Anschlussbereich 17 angeordnete Radialöffnung 11 ist als stirnseitige Axialaussparung 21 in der Teilhülse 14 ausgebildet. Wie am besten aus der 2 ersichtlich, weist die Teilhülse 14 in ihre Stirnseite 16 drei eingeformte Axialaussparungen auf, die gleichmäßig über den Umfang der Teilhülse 14 verteilt angeordnet sind. Vorliegend weisen die Axialaussparungen 21 einen U-förmigen Längsschnitt auf, der sich durch die gesamte Breite der Mantelwand der Teilhülse 14 erstreckt. Durch die Ausbildung als Axialaussparung 21 sind die dadurch gebildeten Radialöffnungen 11 randoffen zur Stirnseite 16 hin ausgebildet. Bei der Herstellung werden die Axialaussparungen 21 bevorzugt bereits beim Urformen durch eine entsprechende formgebende Guss- und/oder Spritz-Form berücksichtigt. Hierdurch lassen sich die Radialbohrungen 11 besonders einfach und kostengünstig realisieren. Im montierten Zustand, wie in der 1 dargestellt ist, werden die Axialaussparungen 21 an ihrem offenen Ende durch die geschlossene Stirnseite 15 beziehungsweise durch die geschlossene Bodenfläche 22 der Axialaufnahme 18 verschlossen. Die Radialöffnungen 11 werden somit durch die Teilhülsen 14 und 13 gebildet beziehungsweise definiert. Vorteilhafterweise sind die Radialöffnungen 11 dabei, wie dargestellt, als Langlöcher 23 ausgebildet, die axial ausgerichtet sind.
Die Teilhülsen 13 und 14 sind weiterhin im Anschlussbereich 17 miteinander durch plastische Verformung verstemmt. Dazu wird durch zumindest im Wesentlichen radiale Krafteinwirkung die Teilhülse 13 im Bereich der Axialaufnahme 18 durch ein entsprechendes Werkzeug in eine Kraft derart beaufschlagt, dass das Material der Teilhülse 13 um den Radialvorsprung 19 herum gedrängt beziehungsweise plastisch verformt wird, sodass letztendlich die Teilhülse 13 den Radialvorsprung 19 der Teilhülse 14 kraft- und formschlüssig umgreift. Da die Axialaussparung 18 tiefer ausgebildet ist als der Radialvorsprung 19 hoch beziehungsweise breit ist, wird Material der Teilhülse 13 auch hinter dem Radialvorsprung 19 in einen Hintersitz gepresst, wodurch ein axialer Formschluss zwischen den Teilhülsen 13 und 14 der Kernhülse 3 gewährleistet wird. Durch die Verstemmung können hohe Drücke in dem Magnetventil 1, insbesondere bei geschlossenem Magnetventil 1, vorliegen und ausgehalten werden. Durch das Verstemmen, das eine Kaltumformung darstellt, werden die beiden Teilhülsen 13 und 14 zum Bilden der Kernhülse 3 auf kostengünstige und einfache Art und Weise miteinander beziehungsweise aneinander befestigt. So können beispielsweise Drücke bis zu 280 bar durch das Magnetventil 1 gehalten werden.
Insgesamt wird somit ein Magnetventil 1 geboten, das einfach und kostengünstig herstellbar ist, und dennoch auch hohen Drücken standhält.

Claims

Magnetventil (1) mit einer Kernhülse (3), in der eine Ventilnadel (4) längsverschlieblich anordenbar ist, wobei die Kernhülse (3) wenigstens eine Radialöffnung (11) in ihrer Mantelwand aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernhülse (3) eine erste Teilhülse (13) und eine sich an die erste Teilhülse (13) axial anschließende zweite Teilhülse (14) aufweist, wobei die Radialöffnung (11) im Anschlussbereich (17) in wenigstens einer der Teilhülsen (14) als stirnseitige Axialaussparung (21) ausgebildet ist.
Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialöffnung (11) als axial ausgerichtetes Langloch (23) ausgebildet ist.
Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilhülsen (13, 14) im Anschlussbereich (17) durch plastische Verformung miteinander verstemmt sind.
Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilhülse (13) im Anschlussbereich (17) stirnseitig eine Axialaufnahme (18) aufweist, in der die zweite Teilhülse (14) bereichsweise einliegt.
Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilhülse (14) im Anschlussbereich (17) mindestens einen Radialvorsprung, insbesondere einen sich über den Umfang der zweiten Teilhülse (14) erstreckenden Radialsteg (20) aufweist.
Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialerstreckung des Radialvorsprungs (19) kleiner ist als die Axialerstreckung der Axialaufnahme (18).
Verfahren zum Herstellen eines Magnetventils (1), das eine Kernhülse (3) aufweist, in der eine Ventilnadel (4) längsverschieblich anordenbar ist, und die mit wenigstens einer Radialöffnung (11) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernhülse (3) aus einer ersten Teilhülse (13) und einer sich an die erste Teilhülse (13) anschließenden zweiten Teilhülse (14) gebildet wird, wobei im Anschlussbereich (17) die Radialöffnung (11) in wenigstens einer der Teilhülsen (14) als stirnseitige Axialaussparung (21) gefertigt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialaussparung (21) durch einem Urform-Prozess hergestellt wird.