DE19949222A1 - Verfahren zur Einstellung eines Restluftspalts eines Magnetventils - Google Patents
Verfahren zur Einstellung eines Restluftspalts eines MagnetventilsInfo
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Abstract
Zur Einstellung eines Restluftspalts (a) zwischen einem Anker (18) und einem Polstück (12) eines Magnetventils (10) schlägt die Erfindung vor, das Magnetventil (10) teilweise soweit zusammenzubauen, dass ein Stößel (14) noch zugänglich ist. Der Stößel (14) wird in eine Schließstellung gegen einen Ventilsitz (26) gedrückt und ein axialer Anschlag (20) des Stößels (14) wird beispielsweise durch Ultraschallbearbeitung mit einer Sonotrode (58) soweit verformt, dass der Anschlag (20) um den gewünschten Restluftspalt aus einem Polstück (12) vorsteht.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung eines Restluftspalts zwischen
einem Anker und einem Ankeranschlag eines Magnetventils, welches
insbesondere zur Verwendung in einer eine Schlupfregeleinrichtung
aufweisenden Fahrzeugbremsanlage vorgesehen ist, mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ein derartiges Magnetventil ist bekannt aus der DE 197 16 856 A1. Das bekannte
Magnetventil weist ein hohlzylindrisches Polstück, einen hohlzylindrischen,
koaxial zum Polstück angeordneten und axial zu diesem verschiebbaren Anker
und einen Stößel auf, der das Polstück verschiebbar durchsetzt und der sich mit
dem Anker mitbewegend im Anker aufgenommen ist. Mit dem Stößel ist ein
Ventilschließkörper zum Schließen des Magnetventils gegen einen Ventilsitz
drückbar und zum Öffnen vom Ventilsitz abhebbar. Durch Bestromen einer das
Polstück und den Anker umgebenden Spule wird der Anker in Richtung des
Polstücks gezogen und dabei der Stößel axial verschoben. In der Endstellung
des Ankers, in der dieser in Richtung des Polstücks gezogen wird, soll ein sog.
Restluftspalt zwischen dem Polstück, welches einen Ankeranschlag des
Magnetventils bildet, und dem Anker bestehen. Zum Einstellen des
Restluftspalts weist der Stößel des bekannten Magnetventils einen Flansch auf
und in den Anker ist eine Hülse eingesetzt, gegen die der Stößel mit seinem
Flansch von einer Feder gedrückt wird. Das bekannte Magnetventil wird teilweise
zusammengebaut, so dass der Stößel und der Anker noch zugänglich sind und
das Magnetventil wird in die Endstellung gebracht, in der der Anker in Richtung
des den Ankeranschlag bildenden Polstücks verschoben ist. Dabei wird der
Anker soweit verschoben, dass der gewünschte Restluftspalt zwischen dem
Anker und dem Polstück bestehen bleibt. Mit dem Verschieben des Ankers wird
die in den Anker eingesetzte Hülse, an der der Stößel mit seinem Flansch
anliegt, verschoben und nach Einstellung des Restluftspalts durch eine radiale
Einprägung des Ankers im Anker fixiert, wodurch der Restluftspalt eingestellt ist.
Anschließend wird das Magnetventil fertig montiert. Diese Art der Einstellung des
Restluftspalts ist aufwendig und erfordert als zusätzliches Bauteil die in den
Anker eingesetzte Hülse sowie eine Feder, die den Stößel mit seinem Flansch
gegen die Hülse drückt.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1
wird das Magnetventil teilweise zusammengebaut, der Anker mit dem Stößel oder
auch der Stößel für sich in die Endstellung gebracht, in der der Restluftspalt
zwischen dem Anker und dem Ankeranschlag bestehen soll und es wird
anschließend eine den Restluftspalt bestimmende Länge des Stößels auf das
erforderliche Maß gebracht. Die den Restluftspalt bestimmende Länge des
Stößels kann dessen Gesamtlänge oder beispielsweise auch die Länge von
einem am Stößel angebrachten Ventilschließkörper bis zu einem Axialanschlag
des Stößels für den Anker sein. Teilweiser Zusammenbau bedeutet, dass
diejenigen Teile des Magnetventils, die den Restluftspalt bestimmen, also
beispielsweise der Stößel, das Polstück und ein Ventilsitzteil, zusammengesetzt
werden. Der teilweise Zusammenbau kann provisorisch zur Einstellung des
Restluftspalts erfolgen, wonach die Teile des Magnetventils wieder auseinander
genommen und das Magnetventil anschließend oder erst später
zusammengebaut wird. Der teilweise Zusammenbau kann auch Teil des
endgültigen und vollständigen Zusammenbaus des Magnetventils sein, d. h. das
Magnetventil wird teilweise zusammengebaut, dann wird entsprechend dem
erfindungsgemäßen Verfahren der Restluftspalt eingestellt und der
Zusammenbau des Magnetventils wird anschließend vollendet.
Zur Einstellung des Restluftspalts ist es nicht in jedem Fall erforderlich, dass der
Anker am Stößel angebracht ist. Weist beispielsweise der Stößel einen
Axialanschlag für den Anker auf, kann dessen axialer Abstand von einem am
Stößel angebrachten Ventilschließkörper als den Restluftspalt bestimmende
Länge des Stößels auf das erforderliche Maß gebracht werden, ohne dass der
Anker am Stößel angebracht ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass es die Einstellung des
Restluftspalts des Magnetventils auf einfache Weise und schnell ermöglicht, so
dass in einer Serienfertigung kurze Taktzeiten möglich sind. Das
erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Automatisierung und ist
insbesondere als ein Arbeitsschritt in den Zusammenbau des Magnetventils
integrierbar. Weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dessen
kleine Toleranz des Restluftspalts. Eine kleine Toleranz des Restluftspalts ist
Voraussetzung für ein möglichst gleiches Öffnungs- und Schließverhalten
mehrerer Magnetventile, was wiederum Vorraussetzung für eine hohe Regelgüte
einer Schlupfregelung einer Fahrzeugbremsanlage ist.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
Gemäß Anspruch 2 wird die den Restluftspalt des Magnetventils bestimmende
Länge des Stößels durch ein Umformverfahren wie Warmumformen, Heißprägen
oder Ultraschallbearbeitung auf das erforderliche Maß gebracht. Vorteilhaft für
das Umformen ist es, wenn der Stößel aus einem Kunststoff (Anspruch 4),
insbesondere aus einem Thermoplast (Anspruch 5) besteht, so dass der Stößel
durch Erwärmen, auch durch örtlich begrenztes Erwärmen erweichbar und
umformbar ist.
Gemäß Anspruch 3 ist eine spanende Bearbeitung des Stößels vorgesehen, um
die den Restluftspalt des Magnetventils bestimmende Länge des Stößels auf das
erforderliche Maß zu bringen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Magnetventil zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens im
Achsschnitt;
Fig. 2 das Magnetventil aus Fig. 1 in teilweise zusammengebautem Zustand.
Das in Fig. 1 dargestellte Magnetventil 10 ist als in seiner stromlosen
Grundstellung offenes Magnetventil 10 ausgebildet. Dargestellt ist das
Magnetventil 10 in seiner geschlossenen, bestromten Schaltstellung. Das
Magnetventil 10 ist zur Verwendung als Einlass- oder Druckaufbauventil in einer
hydraulischen, eine Schlupfregeleinrichtung aufweisenden Fahrzeug
bremsanlage vorgesehen, wo es einem Radbremszylinder hydraulisch
vorgeschaltet ist.
Das Magnetventil 10 weist ein hohlzylindrisches Polstück 12 auf, in welchem ein
Stößel 14 axial verschieblich aufgenommen ist. Der Stößel 14 besteht aus einem
Kunststoff, insbesondere aus einem Thermoplast. An einer Stirnfläche 20 des
Stößels 1-4 liegt ein Anker 18 lose an.
An einem dem Anker 18 abgewandten, im Polstück 12 befindlichen, sich
verjüngenden Ende 22 des Stößels 14 ist eine Kugel als Ventilschließkörper 24
in den Stößel 14 eingepreßt. Der Ventilschließkörper 24 wirkt mit einem
konischen Ventilsitz 26 eines hohlzylindrischen Ventilsitzteils 28 zusammen,
welches in ein dem Anker 18 abgewandtes Ende des Polstücks 12 um eine
vorgegebene Einpresstiefe eingepresst ist. Eine als Schraubendruckfeder
ausgebildete Ventilöffnungsfeder 30 ist auf das sich verjüngende Ende 22 des
Stößels 14 aufgesetzt, sie stützt sich am Ventilsitzteil 28 ab und drückt den
Stößel 14 vom Ventilsitzteil 28 und damit den auf den Stößel 14 aufgesetzten
Anker 18 vom Polstück 12 weg.
Auf ein aus dem Polstück 12 vorstehendes Ende des Ventilsitzteils 28 ist ein in
seiner Grundform in etwa zylindrisches Bauteil 32 aus Kunststoff aufgesetzt,
welches ein Mittelloch 34 zum Fluidaus- oder -einlass des Magnetventils 10
aufweist. Das Bauteil 32 weist ein Rückschlagventil 36 auf, welches dem
Magnetventil 10 hydraulisch parallel geschaltet ist. Das Bauteil 32 weist eine
Zylindernut 38 auf, mit der es auf das aus dem Polstück 12 vorstehende Ende
des Ventilsitzteils 28 aufgesetzt ist.
Auf das dem Anker 18 zugewandte Ende des Polstücks 12 ist ein dünnwandiger
Ventildom 40 aufgesetzt, der an seinem dem Polstück 12 abgewandten Ende
halbkugelförmig geschlossen ist. Der Anker 18 ist axialverschieblich im Ventildom
40 aufgenommen. Der Ventildom 40 ist durch eine umlaufende Schweißung 42
gasdicht mit dem Polstück 12 verbunden. Der Ventildom 40 bildet mit seinem
geschlossenen Ende einen Ankeranschlag, der einen Öffnungshub des
Magnetventils 10 begrenzt.
Das Magnetventil 10 ist über ungefähr die Hälfte der Länge seines Polstücks 12
in eine Bohrung 44 in einem Hydraulikblock 46 eingesetzt, der Teil einer im
übrigen nicht dargestellten, eine Schlupfregeleinrichtung aufweisenden
Fahrzeugbremsanlage ist. Vom Hydraulikblock 46 ist in Fig. 1 lediglich ein die
Bohrung 44, in die das Magnetventil 10 eingesetzt ist, umgebendes Bruchstück
dargestellt. Ein Teil des Polstücks 12 sowie der Ventildom 40 stehen aus dem
Hydraulikblock 46 vor. Das Polstück 12 weist einen mit ihm einstückigen Flansch
48 auf, der sich etwa in einer Längsmitte des Polstücks 12 befindet und an dem
das Magnetventil 12 durch eine umlaufende Verstemmung 50 des
Hydraulikblocks 46 fluiddicht und druckfest in dessen Bohrung 44 gehalten ist.
Auf den aus dem Hydraulikblock 46 vorstehenden Ventildom 40 ist eine Spule 52
aufgesetzt, die in einem topfförmigen Joch 54 einliegt. In eine dem
Hydraulikblock 46 zugewandte Stirnseite des Jochs 54 ist ein
lochscheibenförmiger Jochboden 56 eingepreßt, mit dem das Joch 54
einschließlich der in ihm einliegenden Spule 52 auf das Polstück 12 aufgepreßt
ist, nachdem das Magnetventil 10 in die Bohrung 44 des Hydraulikblocks 46
eingesetzt und durch die umlaufende Verstemmung 50 dort befestigt worden ist.
Erfindungsgemäß wird das Magnetventil 10 zunächst teilweise soweit
zusammengebaut, dass der Stößel 14 noch zugänglich ist. Es wird das
Ventilsitzteil 28 um die vorgegebene Einpresstiefe in das Polstück 12 eingepreßt
und das das Rückschlagventil 36 aufweisende Bauteil 32 wird auf das aus dem
Polstück 12 vorstehende Ende des Ventilsitzteils 28 aufgesetzt. Die
Ventilöffnungsfeder 30 wird auf das sich verjüngende Ende 22 des Stößels 14
aufgesetzt und der Stößel 14 wird in das Polstück 12 eingesetzt. Dieser teilweise
zusammengebauter Zustand des Magnetventils 10 ist in Fig. 2 dargestellt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Restluftspalt a (Fig. 1) zwischem
dem im dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel noch nicht
montierten Anker 18 und dem Polstück 12, welches einen Ankeranschlag bildet,
eingestellt. Der Restluftspalt a ist in der Zeichnung übertrieben dick dargestellt,
er hat üblicherweise eine Dicke im Bereich von 0,05-0,1 mm. Zur Einstellung
des Restluftspalts a wird eine Sonotrode 58 auf die Stirnfläche 20 des Stößels 14
aufgesetzt und der Stößel 14 wird mit dem Ventilschließkörper 24 gegen den
Ventilsitz 26 gedrückt, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Sonotrode 58 weist auf den
Stößel 14 aufgesetzt, die mit ihrer Stirnfläche auf der Stirnfläche 20 des Stößels
14 aufsitzt, welche einen Axialanschlag für den Anker 18 bildet. Die Sonotrode 58
weist eine Ansenkung 60 auf, mit deren Grund sie auf der Stirnfläche 20 des
Stößels 14 aufsitzt. Die Ansenkung 60 weist eine dem einzustellenden
Restluftspalt a entsprechenden Tiefe auf. Die Sonotrode 58 wird zu Ultraschall-
Torsionsschwingungen angeregt und der Stößel 14 dadurch im Bereich der
Stirnfläche 20 ähnlich einer Stauchung umgeformt. Durch diese
Ultraschallbearbeitung wird die Stirnfläche 20 des Stößels 14 in Richtung des in
ihn eingepreßten Ventilschließkörpers 24 versetzt, bis die Sonotrode 58 mit
einem ihre Ansenkung 60 umgebenden Ringrand 62 auf einer ringförmigen
Stirnfläche des Polstücks 12 aufsitzt. Der Stößel 14 steht um die Tiefe der
Ansenkung 60 der Sonotrode 58 aus dem Polstück 12 vor, die Tiefe der
Ansenkung 60 bestimmt das Maß des gewünschten Restluftspalts a. Um zu
vermeiden, daß durch die Ultraschallbearbeitung der Stirnfläche 20 des Stößels
14 ein nach außen überstehender Wulst entsteht, ist der Stößel 14 mit einer
Fase 60 am Übergang zur Stirnfläche 20 versehen. Eine spanlose Bearbeitung
der Stirnfläche 20 hat gegenüber einer ebenfalls möglichen spanenden
Bearbeitung den Vorteil, dass keine Späne anfallen, die entfernt werden müßten,
um eine fehlerfreie Funktion des Magnetventils 10 zu gewährleisten.
Nach der Einstellung des Restluftspalts a wird die Sonotrode 58 entfernt, der
Anker 18 auf den Stößel 14 aufgesetzt und der Ventildom 40 auf das Polstück 12
aufgeschoben und mit diesem verschweißt. Das Magnetventil 10 kann nun in die
Bohrung 44 des Hydraulikblocks 46 eingesetzt und durch Anbringen der
Verstemmung 50 druckdicht in der Bohrung 44 befestigt werden. Abschließend
wird das Joch 54 mit der einliegenden Spule 52 auf den Ventildom 40
aufgeschoben und mit dem Jochboden 56 auf das Polstück 12 aufgepresst.
Claims (6)
1. Verfahren zur Einstellung eines Restluftspalts zwischen einem Anker und
einem Ankeranschlag eines Magnetventils, wobei das Magnetventil einen Stößel
aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Zusammenbaus des
Magnetventils (10) der Stößel (14), solange er noch zugänglich ist, in eine
Endstellung gebracht und eine den Restluftspalt (a) des Magnetventils
bestimmende Länge des Stößels (14) auf das erforderliche Maß gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den
Restluftspalt (a) des Magnetventils (10) bestimmende Länge des Stößels (14)
durch Umformen des Stößels (14) auf das erforderliche Maß gebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den
Restluftspalt (a) des Magnetventils (10) bestimmende Länge des Stößels (14)
durch spanende Bearbeitung des Stößels (14) auf das erforderliche Maß
gebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil
(10) einen Stößel (14) aus Kunststoff aufweist, dessen den Restluftspalt (a) des
Magnetventils (10) bestimmende Länge durch Umformen des Stößels (14) auf
das erforderliche Maß gebracht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff
ein Thermoplast ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endstellung
des Stößels (14), in der die den Restluftspalt (a) bestimmende Länge des
Stößels (14) auf das erforderliche Maß gebracht wird, eine Schließstellung des
Magnetventils (10) ist.
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