EP1224103A1

EP1224103A1 - Verfahren zur einstellung eines restluftspalts eines magnetventils

Info

Publication number: EP1224103A1
Application number: EP00982981A
Authority: EP
Inventors: Dieter Kawa
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2002-07-24
Also published as: JP2003515063A; DE19949222A1; WO2001026946A1

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 gewünchten Restluftspalt aus einem Polstück (12) vorsteht.

Description

Beschreibung

Verfahren zur Einstellung eines Restluftspalts eines Magnetventils

Stand der Technik

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 hohizylindrischen, 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 Ventilschiießkörper 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 Eπdstellung gebracht, in der der Anker in Richtung des den Ankeranschlag bildenden Polstücks verschoben ist. Dabei wird der Anker soweit verschoben, dass der gewünschte Restiuftspalt 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.

Vorteile der Erfindung

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 kuze 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 Ultraschailbearbeitung 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.

Zeichnung

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.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

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 Schlupfregeleiπrichtung 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 14 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 Poistück 12 weg.

Auf ein aus dem Polstück 12 vorstehendes Ende des Ventilsitzteiis 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 irn 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 iochscheibenförmiger 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 Postücks 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.