EP2825335B1 - Verfahren zur herstellung eines ventils - Google Patents

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EP2825335B1
EP2825335B1 EP13703824.6A EP13703824A EP2825335B1 EP 2825335 B1 EP2825335 B1 EP 2825335B1 EP 13703824 A EP13703824 A EP 13703824A EP 2825335 B1 EP2825335 B1 EP 2825335B1
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EP
European Patent Office
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embossing
stamping
anchor pin
armature pin
valve
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EP13703824.6A
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EP2825335A1 (de
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Pierre-Marie Rochas
Samuel ROBIN
Elian VERDIER
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/12—Forming profiles on internal or external surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/20—Making machine elements valve parts
    • B21K1/22—Making machine elements valve parts poppet valves, e.g. for internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
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    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0033—Lift valves, i.e. having a valve member that moves perpendicularly to the plane of the valve seat
    • F02M63/0036—Lift valves, i.e. having a valve member that moves perpendicularly to the plane of the valve seat with spherical or partly spherical shaped valve member ends
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/005—Pressure relief valves
    • F02M63/0052—Pressure relief valves with means for adjusting the opening pressure, e.g. electrically controlled

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an electromagnetically actuated pressure control valve for a high-pressure accumulator of an internal combustion engine, wherein the valve comprises an axially slidably received in a valve housing anchor pin, which has on an end face an introduced by embossing calotte.
  • the field of application of the present invention extends to valves, in particular to pressure control valves, as they occur in high pressure accumulators of internal combustion engines of cars, commercial vehicles, emergency generators and locomotives and ships.
  • the fuel system pressure in the high-pressure accumulator is kept substantially constant by means of a pressure regulating valve.
  • the pressure regulating valve has the task to set and maintain the pressure in the high pressure accumulator depending on the load condition of the engine. It opens at high pressure in the high-pressure accumulator, so that a part of the fuel from the high-pressure accumulator via a manifold reaches back to the fuel tank. At low pressure in the high-pressure accumulator, it seals the High-pressure side against the low-pressure side, wherein an anchor pin presses a serving as a closing element valve ball in a seal seat of a valve body.
  • a pressure control valve of the anchor pin is embossed within a valve housing (see, eg EP 1 744 054 A1 ).
  • a stamping ball is placed in the valve seat of the valve body, after which the anchor pin is inserted in a guide bore of a valve housing.
  • a defined embossing force is applied to the anchor pin in order to impress a dome in the end face of the anchor pin by plastic deformation.
  • the anchor pin is removed from the valve housing to remove the embossing ball and use a serving as a closing element valve ball, which has a diameter which is smaller than the diameter of the embossing ball. Thereafter, the mounting of the embossed anchor pin in the valve body.
  • the dome on the end face of the anchor pin has the task to guide the valve ball in the direction of a conical valve seat in the valve body and to limit a radial movement with respect to the longitudinal axis of the anchor pin.
  • embossing the calotte is further caused by work hardening an increase in the strength and hardness of the anchor pin in the region of its end face, which is associated with an increase in the wear resistance.
  • a disadvantage of the known solution is that the production time is increased by a double assembly or disassembly of the anchor pin, which is necessary by replacing the embossing ball by the valve ball.
  • ball misalignments may occur. Due to a function-related play between the guide bore and the anchor pin of about 19-37 microns may cause unwanted elastic and / or plastic deformation of the anchor pin. These have the consequence that large variations in the depth of the embossed dome can occur.
  • coaxial errors between the cap in the anchor pin and the valve seat in the valve body may occur, so that optimum contact between the valve ball and the conical valve seat is no longer guaranteed.
  • plastic deformations can occur on the valve seat. This has the consequence that the sealing function of the valve ball is impaired and problems in the Pressure control restrict the performance of the internal combustion engine.
  • the generic DE 40 18 256 A1 discloses a method for manufacturing an electromagnetically operable pressure control valve for a high-pressure accumulator of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • the embossing of the calotte takes place outside of the valve housing by means of a tool. This eliminates a change of an embossing ball in a valve housing within the manufacturing process of the dome and thus eliminates a possible swap the embossing ball with a valve ball. In addition, unwanted plastic deformation of a conical valve seat of a valve body can be avoided.
  • the invention includes the technical teaching that during embossing of the dome of the anchor pin is guided over a guide bore in a guide body of the tool.
  • the guiding of the anchor pin counteracts a deformation of the anchor pin along its longitudinal axis and thus counteracts coaxiality errors when impressing the calotte.
  • the manufacturing accuracy of the dome increases, whereby the life of the valve is increased.
  • the anchor pin After embossing the dome in the end face of the anchor pin, the anchor pin can be mounted in the valve body, so that dismantling due to a ball change is no longer necessary.
  • step b) is preferably ended when the anchor pin strikes a stop face of the stamping body. This option proves to be particularly helpful in setting a precise depth of the imprinted dome. Upon contact of the anchor pin with the abutment surface of the embossing body, the force is stopped on the end face remote from the end of the anchor pin and the embossing process is completed.
  • the abutment of the anchor pin is detected on the abutment surface of the embossing body based on a sudden increase in the applied embossing force.
  • the applied embossing force so fast that this represents a signal to relieve the anchor pin.
  • a tool for producing an anchor pin of a valve, a tool is further provided which comprises a guide body with a guide bore and an embossing body received in the guide bore for plastically deforming the end face of the anchor pin, wherein the diameter of the guide bore is selected with respect to the diameter of the anchor pin such that between introduced anchor pin and guide body a game ⁇ 15 microns, preferably ⁇ 10 microns remains.
  • an axial clearance of 5 microns is not exceeded.
  • the small clearance between the inserted anchor pin and the guide body contributes to the manufacturing accuracy of the dome, since the anchor bolt in the guide bore has only a very small possibility of evasion due to the low clearance when acting on him embossing force. Thus, a deformation, in particular bending of the anchor pin is effectively minimized and coaxial errors avoided.
  • the spherically shaped part of the embossing body is surrounded by a radially extending annular surface serving as a stop surface.
  • the abutment surface serves as a contact surface for the end face of the anchor pin and initiates the end of the embossing process in contact with the anchor pin.
  • the spherically shaped part of the embossing body is an embossing ball inserted in a depression of an end face of the embossing body.
  • the advantage of the embossing ball inserted in the recess of the end face of the embossing body is the possibility to replace the embossing ball. A change of the embossing ball appears in case of increased wear of the embossing ball as appropriate, since a change of the entire embossing body is eliminated.
  • the radially extending abutment surface of the embossing body is only minimally worn due to the low force.
  • the material of the embossing body preferably has a higher hardness and strength compared to the material of the anchor pin, whereby the embossing of the calotte in the end face of the anchor pin is possible.
  • a conically shaped section of the embossing body adjoins the spherically shaped part of the embossing body or the annular surface surrounding the embossing body.
  • This design of the embossing body allows easy insertion of the embossing body in the designated guide bore. A tilting of the embossing body during insertion into the guide bore is reliably avoided by the conically shaped portion.
  • the invention includes the technical teaching that a transverse bore for venting the guide bore is formed in the guide body at the level of the spherically shaped part of the embossing body. Due to the proposed low clearance between the anchor pin and guide bore, the air in the guide bore should be removed when the anchor pin is dipped into the guide bore. It is advantageous if the transverse bore is arranged as deep as possible in the guide bore in order to avoid clogging of the transverse bore serving for venting by the anchor pin.
  • FIG. 1 To FIG. 1 is located in a guide bore 3 of a guide body 4 an anchor bolt, wherein the anchor bolt comprises an anchor pin 1 and an anchor plate 11.
  • the guide bore 3 at one end Embossing 6 with a stamping ball 8 on.
  • the tool is in this case constructed in two parts, wherein the lower part (A) of the tool serves the embossing body 6 as a stop surface.
  • the upper part (B) serves as a guide body 3 and is mounted on the lower part (A) of the tool such that the embossing body 6 penetrates into the guide bore 3 from a direction opposite to the direction of penetration of the anchor pin 1 direction.
  • the upper and the lower part (A + B) of the tool by means of a screw 12 are positively connected to each other.
  • FIG. 2 shows an enlarged view of the embossing body 6 FIG. 1 ,
  • the anchor pin 1 is arranged above the embossing body 6, wherein in a recess on the end face of the embossing body 6, the embossing ball 8 is arranged coaxially to the anchor pin longitudinal axis 5.
  • the depression in the end face of the embossing body 6 is surrounded by a radially extending annular surface, wherein a conically shaped section of the embossing body 6 adjoins the annular surface surrounding the embossing body 6.
  • This conically shaped portion facilitates the insertion of the embossing body 6 in the guide bore 3.
  • In the guide body 4 at the level of the embossing ball 8 is a transverse bore 9 for venting the guide bore 3 is formed.
  • the Indian FIG. 3 shown in the guide bore 3 located embossing body 6 has at its end face on a spherically shaped part on which a conically shaped portion of the embossing body 6 is connected.
  • the spherically shaped part of the embossing body 6 is coaxial with the anchor pin longitudinal axis 5, wherein above the embossing body of the anchor pin. 1 is arranged.
  • a transverse bore 9 is formed for venting the guide bore 3.
  • the embossing body 6 is arranged in the guide bore 3.
  • the embossing body 6 has coaxially with the anchor pin longitudinal axis 5 on a spherically shaped part, which is surrounded by a radially extending and serving as a stop surface 7 annular surface.
  • the spherically shaped part of the embossing body 6 penetrates into the end face of the anchor pin 1 and deforms it plastically.
  • a dome 2 is formed in the end face of the anchor pin 1.
  • the dome 2 serves to guide a valve ball, not shown here, on a valve seat in a valve body.
  • a transverse bore 9 is formed for venting the guide bore 3.
  • the guide bore 3 should be formed as a blind hole to receive the embossing body 6 at the end of the blind hole.
  • embossing ball 8 other geometrical shapes are also possible in order to emboss an anchor pin 1 such that the guiding of a valve ball to the valve seat in the valve body is realized.
  • Such geometric shapes could be cones, truncated cones, pyramids, truncated pyramids and cylinders.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetisch betätigbaren Druckregelventils für einen Hochdruckspeicher einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das Ventil einen in einem Ventilgehäuse axial verschiebbar aufgenommenen Ankerstift umfasst, welcher an einer Stirnfläche eine mittels Prägen eingebrachte Kalotte aufweist.
  • Das Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung erstreckt sich auf Ventile, insbesondere auf Druckregelventile, wie sie in Hochdruckspeichern von Verbrennungskraftmaschinen von PKW, NKW, Notstromaggregaten sowie Lokomotiven und Schiffen vorkommen.
    • Stand der Technik
  • Im Betrieb einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine mit einem Hochdruckspeicher wird der Kraftstoffsystemdruck in dem Hochdruckspeicher mittels eines Druckregelventils im Wesentlichen konstant gehalten. Das Druckregelventil hat die Aufgabe, den Druck im Hochdruckspeicher abhängig vom Lastzustand des Motors einzustellen und zu halten. Es öffnet bei zu hohem Druck im Hochdruckspeicher, so dass ein Teil des Kraftstoffs aus dem Hochdruckspeicher über eine Sammelleitung zurück zum Kraftstoffbehälter gelangt. Bei niedrigem Druck im Hochdruckspeicher dichtet es die Hochdruckseite gegen die Niederdruckseite ab, wobei ein Ankerstift eine als Schließelement dienende Ventilkugel in einen Dichtungssitz eines Ventilkörpers drückt.
  • Bei der Herstellung eines solchen Druckregelventils wird der Ankerstift innerhalb eines Ventilgehäuses geprägt (siehe z.B. EP 1 744 054 A1 ). Dazu wird eine Prägekugel in den Ventilsitz des Ventilkörpers gelegt, wonach der Ankerstift in einer Führungsbohrung eines Ventilgehäuses eingesetzt wird. Eine definierte Prägekraft wird auf den Ankerstift aufgebracht, um durch plastisches Verformen eine Kalotte in die Stirnfläche des Ankerstiftes einzuprägen. Nach dem Prägen der Kalotte, wird der Ankerstift aus dem Ventilgehäuse entnommen, um die Prägekugel zu entfernen und eine als Schließelement dienende Ventilkugel einzusetzen, welche einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser der Prägekugel. Danach erfolgt die Montage des geprägten Ankerstiftes in das Ventilgehäuse.
  • Die Kalotte an der Stirnfläche des Ankerstiftes hat die Aufgabe, die Ventilkugel in Richtung eines kegelförmigen Ventilsitzes im Ventilkörper zu führen und eine radiale Bewegung im Bezug auf die Längsachse des Ankerstiftes zu limitieren. Beim Einprägen der Kalotte wird ferner durch Kaltverfestigung eine Erhöhung der Festigkeit und der Härte des Ankerstiftes im Bereich seiner Stirnfläche hervorgerufen, die mit einer Erhöhung des Verschleißwiderstands einhergeht.
  • Ein Nachteil der bekannten Lösung besteht darin, dass durch eine doppelte Montage bzw. Demontage des Ankerstiftes, die durch ein Auswechseln der Prägekugel durch die Ventilkugel nötig ist, die Fertigungszeit erhöht wird. Zudem können Kugelverwechslungen auftreten. Aufgrund eines funktionsbedingten Spiels zwischen der Führungsbohrung und dem Ankerstift von ca. 19-37 µm kann es zu ungewollten elastischen und/oder plastischen Verformungen des Ankerstiftes kommen. Diese haben zur Folge, dass große Streuungen in der Tiefe der eingeprägten Kalotte auftreten können. Darüber hinaus können Koaxialitätsfehler zwischen der Kalotte im Ankerstift und dem Ventilsitz im Ventilkörper auftreten, so dass ein optimaler Kontakt zwischen Ventilkugel und dem kegelförmigen Ventilsitz nicht mehr gewährleistet wird. Ferner können plastische Verformungen am Ventilsitz auftreten. Das hat zur Folge, dass die Dichtfunktion der Ventilkugel beeinträchtigt wird und Probleme bei der Druckregelung die Leistungsfähigkeit der Verbrennungskraftmaschine einschränken.
  • Die gattungsgemäße DE 40 18 256 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetisch betätigbaren Druckregelventils für einen Hochdruckspeicher einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, welche eine höhere Fertigungsgenauigkeit beim Prägen einer Kalotte in eine Stirnfläche eines Ankerstiftes ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren zur Herstellung eines Ventils gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Ein Werkzeug zum Prägen einer Kalotte in eine Stirnfläche eines Ankerstifts eines Ventils wird dazu verwendet. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den nachfolgenden abhängigen Ansprüchen hervor.
  • Erfindungsgemäß erfolgt das Prägen der Kalotte außerhalb des Ventilgehäuses mittels eines Werkzeuges. Dadurch entfällt ein Wechsel einer Prägekugel in einem Ventilgehäuse innerhalb des Fertigungsprozesses der Kalotte und damit auch ein mögliches Vertauschen der Prägekugel mit einer Ventilkugel. Darüber hinaus werden ungewollte plastische Verformungen eines kegelförmigen Ventilsitzes eines Ventilkörpers vermieden.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass beim Prägen der Kalotte der Ankerstift über eine Führungsbohrung in einem Führungskörper des Werkzeuges geführt wird. Das Führen des Ankerstiftes wirkt einer Verformung des Ankerstiftes entlang seiner Längsachse und somit Koaxialitätsfehlern beim Einprägen der Kalotte entgegen. Die Fertigungsgenauigkeit der Kalotte nimmt zu, wobei die Lebensdauer des Ventils erhöht wird.
  • Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass das Prägen folgende Schritte umfasst:
    1. a) Einführen des Ankerstiftes mit der Stirnfläche voraus in die Führungsbohrung des Führungskörpers des Werkzeuges,
    2. b) Aufbringen einer definierten Prägekraft auf ein der Stirnfläche abgewandtes Ende des Ankerstiftes koaxial zur Ankerstiftlängsachse in Richtung eines am Ende der Führungsbohrung aufgenommenen, zumindest teilweise sphärisch geformten Prägekörpers, wobei die Stirnfläche des Ankerstifts gemäß der Geometrie des zumindest teilweise sphärisch geformten Prägekörpers plastisch verformt wird,
    3. c) Entnehmen des Ankerstiftes aus der Führungsbohrung des Führungskörpers des Werkzeuges und
    4. d) Einsetzen des Ankerstiftes in das Ventilgehäuse.
  • Eine derartige Abfolge der Verfahrensschritte gewährleistet kurze Taktzeiten und erhöht die Produktivität der Herstellung. Nach dem Prägen der Kalotte in die Stirnfläche des Ankerstiftes, kann der Ankerstift in das Ventilgehäuse montiert werden, so dass eine Demontage aufgrund eines Kugelwechsels nicht mehr nötig ist.
  • Des Weiteren bevorzugt wird der Schritt b) beendet, wenn der Ankerstift an einer Anschlagfläche des Prägekörpers anschlägt. Diese Möglichkeit erweist sich als besonders hilfreich, um eine präzise Tiefe der eingeprägten Kalotte einzustellen. Bei einem Kontakt des Ankerstiftes mit der Anschlagsfläche des Prägekörpers wird die Krafteinwirkung auf das der Stirnfläche abgewandte Ende des Ankerstiftes gestoppt und der Prägevorgang beendet.
  • Vorzugsweise wird das Anschlagen des Ankerstiftes an der Anschlagfläche des Prägekörpers anhand eines sprunghaften Anstiegs der aufgebrachten Prägekraft erkannt. Beim Kontakt des Ankerstiftes mit der Anschlagsfläche des Prägekörpers erhöht sich aufgrund eines von der Anschlagsfläche entgegengebrachten Widerstandes die aufgebrachte Prägekraft derart schnell, dass dies ein Signal zum Entlasten des Ankerstiftes darstellt.
  • Zur Herstellung eines Ankerstiftes eines Ventils wird ferner ein Werkzeug angegeben, das einen Führungskörper mit einer Führungsbohrung sowie einen in der Führungsbohrung aufgenommenen Prägekörper zur plastischen Verformung der Stirnfläche des Ankerstiftes umfasst, wobei der Durchmesser der Führungsbohrung in Bezug auf den Durchmesser des Ankerstiftes derart gewählt ist, dass zwischen eingeführtem Ankerstift und Führungskörper ein Spiel ≤ 15 µm, vorzugsweise ≤ 10 µm verbleibt. Vorteilhafterweise wird ein axiales Spiel von 5 µm nicht unterschritten.
  • Das geringe Spiel zwischen dem eingeführten Ankerstift und dem Führungskörper trägt zur Fertigungsgenauigkeit der Kalotte maßgebend bei, da der Ankerbolzen in der Führungsbohrung aufgrund des geringen Spiels bei auf ihn einwirkender Prägekraft nur eine sehr geringe Ausweichmöglichkeit hat. Somit wird eine Verformung, insbesondere Biegung des Ankerstiftes effektiv minimiert und Koaxialitätsfehler vermieden.
  • Erfindungsgemäß ist der sphärisch geformte Teil des Prägekörpers von einer radial verlaufenden und als Anschlagfläche dienenden Ringfläche umgeben. Die Anschlagsfläche dient als Kontaktfläche für die Stirnfläche des Ankerstiftes und leitet bei einem Kontakt mit der Ankerstift das Ende des Prägeprozesses ein. Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass der sphärisch geformte Teil des Prägekörpers eine in einer Vertiefung einer Stirnfläche des Prägekörpers eingesetzte Prägekugel ist. Der Vorteil der in der Vertiefung der Stirnfläche des Prägekörpers eingesetzten Prägekugel ist die Möglichkeit die Prägekugel auszuwechseln. Ein Wechsel der Prägekugel erscheint bei erhöhten Verschleißerscheinungen der Prägekugel als sinnvoll, da ein Wechsel des gesamten Prägekörpers entfällt.
  • Die radial verlaufende Anschlagfläche des Prägekörpers wird aufgrund der geringen Krafteinwirkung nur minimal verschlissen. Der Werkstoff des Prägekörpers weist im Vergleich zum Werkstoff des Ankerstiftes bevorzugt eine höhere Härte und Festigkeit auf, wodurch das Einprägen der Kalotte in die Stirnfläche des Ankerstiftes möglich ist.
  • Vorzugsweise schließt sich an den sphärisch geformten Teil des Prägekörpers oder an die den Prägekörper umgebende Ringfläche ein konisch geformter Abschnitt des Prägekörpers an. Diese Ausbildung des Prägekörpers ermöglicht ein leichtes Einführen des Prägekörpers in die dafür vorgesehene Führungsbohrung. Ein Verkannten des Prägekörpers beim Einführen in die Führungsbohrung wird durch den konisch geformten Abschnitt sicher vermieden.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass im Führungskörper auf Höhe des sphärisch geformten Teils des Prägekörpers eine Querbohrung zur Entlüftung der Führungsbohrung ausgebildet ist. Aufgrund des vorgeschlagenen geringen Spiels zwischen Ankerstift und Führungsbohrung sollte die in der Führungsbohrung befindliche Luft beim Eintauchen des Ankerstifts in die Führungsbohrung abgeführt werden. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Querbohrung so tief wie möglich in der Führungsbohrung angeordnet ist, um ein Zusetzten der zum Entlüften dienenden Querbohrung durch den Ankerstift zu vermeiden.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.
    • Ausführungsbeispiele
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Schnittdarstellung eines für die Erfindung verwendeten Werkzeuges zum Prägen eines Ankerstiftes,
    Fig. 2
    eine vergrößerte schematische Schnittdarstellung des Prägekörpers des Werkzeuges der Fig. 1,
    Fig. 3
    eine schematische Schnittdarstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Prägekörpers, und
    Fig. 4
    eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren alternativen Ausführungsbeispiels eines Prägekörpers.
  • Nach Figur 1 befindet sich in einer Führungsbohrung 3 eines Führungskörpers 4 ein Ankerbolzen, wobei der Ankerbolzen einen Ankerstift 1 und eine Ankerplatte 11 umfasst. Zudem weist die Führungsbohrung 3 an einem Ende einen Prägekörper 6 mit einer Prägekugel 8 auf. Das Werkzeug ist vorliegend zweiteilig aufgebaut, wobei der untere Teil (A) des Werkzeuges dem Prägekörper 6 als Anschlagfläche dient. Der obere Teil (B) dient als Führungskörper 3 und wird derart auf dem unteren Teil (A) des Werkzeuges montiert, dass der Prägekörper 6 aus einer zur Eindringrichtung des Ankerstifts 1 entgegengesetzten Richtung in die Führungsbohrung 3 eindringt. Ferner sind der obere und der untere Teil (A+B) des Werkzeuges mittels einer Schraube 12 miteinander kraftschlüssig verbunden.
  • Beim Aufbringen einer definierten Prägekraft F koaxial zur Ankerstiftlängsachse 5 auf ein der Stirnfläche abgewandtes Ende des Ankerstiftes 1 dringt die unterhalb des Ankerstifts 1 koaxial zur Ankerstiftlängsachse 5 befindlichen Prägekugel 8 des Prägekörpers 6 in die Stirnfläche des Ankerstifts 1 ein. Gemäß der Geometrie der Prägekugel 8 wird die Stirnfläche des Ankerstiftes 1 plastisch verformt, so dass im Ankerstift 1 eine Kalotte 2 ausgebildet wird. Um ein Eindringen des Ankerstiftes 1 in die Führungsbohrung 3 zu erleichtern, ist im Führungskörper 4 auf Höhe der Prägekugel 8 eine Querbohrung 9 zur Entlüftung der Führungsbohrung 3 ausgebildet.
  • Figur 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Prägekörpers 6 aus Figur 1. Der Ankerstift 1 ist oberhalb des Prägekörpers 6 angeordnet, wobei in einer Vertiefung an der Stirnfläche des Prägekörpers 6 die Prägekugel 8 koaxial zur Ankerstiftlängsachse 5 angeordnet ist. Die Vertiefung in der Stirnfläche des Prägekörpers 6 ist von einer radial verlaufenden Ringfläche umgeben, wobei an die den Prägekörper 6 umgebende Ringfläche ein konisch geformter Abschnitt des Prägekörpers 6 anschließt. Dieser konisch geformte Abschnitt erleichtert das Einführen des Prägekörpers 6 in die Führungsbohrung 3. Im Führungskörper 4 auf Höhe der Prägekugel 8 ist eine Querbohrung 9 zur Entlüftung der Führungsbohrung 3 ausgebildet.
  • Der in der Figur 3 näher dargestellte in der Führungsbohrung 3 befindliche Prägekörper 6 weist an seiner Stirnfläche einen sphärisch geformten Teil auf, an dem sich ein konisch geformter Abschnitt des Prägekörpers 6 anschließt. Der sphärisch geformte Teil des Prägekörpers 6 befindet sich koaxial zur Ankerstiftlängsachse 5, wobei oberhalb des Prägekörpers der Ankerstift 1 angeordnet ist. Auf Höhe des sphärisch geformten Teils des Prägekörpers 6 ist eine Querbohrung 9 zur Entlüftung der Führungsbohrung 3 ausgebildet.
  • Gemäß Figur 4 ist der Prägekörper 6 in der Führungsbohrung 3 angeordnet. Der Prägekörper 6 weist koaxial zur Ankerstiftlängsachse 5 einen sphärisch geformten Teil auf, der von einer radial verlaufenden und als Anschlagfläche 7 dienenden Ringfläche umgeben wird. Der sphärisch geformten Teil des Prägekörpers 6 dringt in die Stirnfläche des Ankerstiftes 1 ein und verformt sie plastisch. Dabei bildet sich in der Stirnfläche des Ankerstiftes 1 eine Kalotte 2 ab. Die Kalotte 2 dient der Führung einer hier nicht dargestellten Ventilkugel auf einen Ventilsitz in einem Ventilkörper. Auf Höhe des sphärisch geformten Teils des Prägekörpers 6 ist eine Querbohrung 9 zur Entlüftung der Führungsbohrung 3 ausgebildet.
  • Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, anstelle einer Querbohrung 9 zur Entlüftung der Führungsbohrung 3, Längsbohrungen oder Nuten entlang des Prägekörpers 6 oder der den Prägekörper 6 aufzunehmenden Führungsbohrung 3 anzuordnen.
  • Des Weiteren ist es denkbar, das Werkzeug einteilig auszubilden, wobei die Führungsbohrung 3 als Sacklochbohrung ausgebildet sein sollte, um den Prägekörper 6 am Ende der Sacklochbohrung aufzunehmen. Statt einer Prägekugel 8 sind auch andere geometrische Formen möglich, um einen Ankerstift 1 derart zu prägen, dass das Führen einer Ventilkugel auf den Ventilsitz im Ventilkörper realisiert wird. Solche geometrischen Formen könnten Kegel, Kegelstümpfe, Pyramiden, Pyramidenstümpfe und Zylinder sein.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetisch betätigbaren Druckregelventils für einen Hochdruckspeicher einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das Ventil einen in einem Ventilgehäuse axial verschiebbar aufgenommenen Ankerstift (1) umfasst, welcher an einer Stirnfläche eine mittels Prägen eingebrachte Kalotte (2) aufweist, wobei das Prägen der Kalotte (2) außerhalb des Ventilgehäuses mittels eines Werkzeuges erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägen folgende Schritte umfasst:
    a) Einführen des Ankerstiftes (1) mit der Stirnfläche voraus in die Führungsbohrung (3) des Führungskörpers (4) des Werkzeuges, wobei zwischen eingeführtem Ankerstift (1) und Führungskörper (4) ein Spiel ≤ 15 µm, vorzugsweise ≤ 10 µm verbleibt,
    b) Aufbringen einer definierten Prägekraft (F) auf ein der Stirnfläche abgewandtes Ende des Ankerstiftes (1) koaxial zur Ankerstiftlängsachse (5) in Richtung eines am Ende der Führungsbohrung (3) aufgenommenen, zumindest teilweise sphärisch geformten Prägekörpers (6), wobei die Stirnfläche des Ankerstifts (1) gemäß der Geometrie des zumindest teilweise sphärisch geformten Prägekörpers (6) plastisch verformt wird,
    c) Entnehmen des Ankerstiftes (1) aus der Führungsbohrung (3) des Führungskörpers (4) des Werkzeuges und
    d) Einsetzen des Ankerstiftes (1) in das Ventilgehäuse.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass beim Prägen der Kalotte (2) der Ankerstift (1) über eine Führungsbohrung (3) in einem Führungskörper (4) des Werkzeuges geführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt b) beendet wird, wenn der Ankerstift (1) an einer Anschlagfläche (7) des Prägekörpers (6) anschlägt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagen des Ankerstiftes (1) an der Anschlagfläche (7) des Prägekörpers (6) anhand eines sprunghaften Anstiegs der aufgebrachten Prägekraft (F) erkannt wird.
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