DE102013207406A1 - Method for manufacturing measuring probe socket for receiving measuring probe used in exhaust system, involves making probe socket having flange, case and thread using only one progressive die essentially by reshaping flat slug - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Messsonden-Buchse zum Aufnehmen einer Messsonde. Die Erfindung betrifft ferner eine solche Messsonden-Buchse, ein Bauteil einer Abgasanlage mit einer solchen Messsonden-Buchse sowie eine Abgasanlage mit einem solchen Bauteil.The invention relates to a method for producing a measuring probe socket for receiving a measuring probe. The invention further relates to such a probe socket, a component of an exhaust system with such a probe socket and an exhaust system with such a component.
Messsonden-Buchsen, also Gewindebuchsen, die zur Aufnahme von Messsonden verschiedenster Art ausgebildet sein können, sind häufig als Drehteile, Feingussteile oder Sinterteile ausgeführt, in welche in einem separaten, nachträglichen Verfahrensschritt ein Gewinde eingebracht wird. Mittels eines solchen Gewindes kann dann eine Messsonde in die Gewindebuchse eingeschraubt werden. Probe sockets, so threaded bushings that can be designed to accommodate various types of probes are often designed as turned parts, investment castings or sintered parts, in which in a separate, subsequent process step, a thread is introduced. By means of such a thread, a probe can then be screwed into the threaded bushing.
Solche Messsonden-Buchsen können beispielsweise in einem Bauteil einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine verwendet und hierzu an diesem Bauteil angebaut werden, wenn in der Messsonden-Buchse ein Abgassensor, beispielsweise in der Art einer sog. Lambdasonde, aufgenommen werden soll, um ein in die Abgasanlage eingebrachtes Abgas auf seine Zusammensetzung hin o.ä. zu untersuchen.Such probe sockets can be used, for example, in a component of an exhaust system of an internal combustion engine and for this purpose be attached to this component, if in the probe socket an exhaust gas sensor, for example in the manner of a so-called. Lambda probe to be included, introduced into the exhaust system Exhaust gas on its composition or similar to investigate.
Nachteilig bei herkömmlichen Herstellungsverfahren für Messsonden-Buchsen ist jedoch, dass das Verfahren mehrere Herstellungsschritte umfasst, zu deren Durchführung verschiedene Bearbeitungs-Vorrichtungen erforderlich sind, so dass sich das Herstellungsverfahren als relativ aufwändig und somit kostenintensiv gestaltet.However, a disadvantage of conventional production methods for measuring probe jacks is that the method comprises a plurality of production steps, for the implementation of which different processing devices are required, so that the production method is relatively complicated and thus expensive.
Die
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Ausführungsform für ein Verfahren zum Herstellen einer Messsonden-Buchse zum Aufnehmen einer Messsonde anzugeben, bei welcher oben erläuterte Nachteile beseitigt oder zumindest reduziert sind, und welche sich insbesondere durch reduzierte Herstellungskosten auszeichnet. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Ausführungsform für eine Messsonden-Buchse anzugeben, welche sich durch reduzierte Herstellungskosten auszeichnet.It is therefore an object of the present invention to provide an improved embodiment of a method for producing a probe socket for receiving a probe, in which the above-described disadvantages are eliminated or at least reduced, and which is characterized in particular by reduced manufacturing costs. It is a further object of the present invention to provide an improved embodiment for a probe socket which is characterized by reduced manufacturing costs.
Die oben genannte Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The above object is solved by the subject matter of the independent claims. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Messsonden-Buchse mit Flansch, Hülse und Innengewinde unter Verwendung eines einzigen Folgeverbundwerkzeugs im Wesentlichen durch Umformen aus einem einzigen flachen Rohling herzustellen. Mittels des Folgeverbundwerkzeugs können dabei eine große Anzahl von Verfahrensschritten unter Verwendung einer entsprechenden Anzahl an Umformstationen simultan durchgeführt werden. Typischerweise kann die Herstellung der erfindungsgemäßen Messsonden-Buchse bis zu 20 Verfahrensschritte umfassen, wobei jeder Verfahrensschritt an einer separaten Umformstation durchgeführt werden kann, so dass das Folgeverbundwerkzeug folglich auch bis zu 20 Umformstationen aufweisen kann. The invention is based on the general idea of making the flange, sleeve and female probe socket essentially by forming from a single flat blank using a single progressive die. By means of the progressive tool, a large number of method steps can be carried out simultaneously using a corresponding number of forming stations. Typically, the manufacture of the measuring probe socket according to the invention can comprise up to 20 method steps, wherein each method step can be carried out at a separate forming station, so that the progressive tool can consequently also have up to 20 forming stations.
Obwohl die meisten der Verfahrensschritte unter dem Oberbegriff "Umformen" zusammengefasst werden können, ist es im Sinne der Erfindung auch vorstellbar, dass einzelne Verfahrensschritte abweichend nicht notwendigerweise reine Umformschritte im eigentlichen Sinne sein müssen. Beispielsweise kann in einem einzelnen Verfahrensschritt in einer diesem Verfahrensschritt zugeordneten Station des Folgeverbundwerkzeugs eine Durchgangsöffnung oder eine seitliche Aussparung in das Werkstück gestanzt werden. Auch ein solcher Stanzvorgang ist durch den erweiterten Umformungsbegriff im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens ausdrücklich abgedeckt, so dass entsprechend auch die ein solches Stanzen durchführende Station des Folgeverbundwerkzeugs als Umformstation bezeichnet werden kann. Im Folgenden werden daher der Einfachkeit halber alle Verfahrensschritte als "Umformschritte" bezeichnet und alle Stationen des Folgeverbundwerkzeugs als "Umformstationen" bezeichnet.Although most of the method steps can be summarized under the generic term "forming", it is also conceivable within the meaning of the invention that individual method steps deviating not necessarily pure forming steps have to be in the true sense. For example, in a single method step, in a station of the progressive tool associated with this method step, a passage opening or a lateral recess can be punched into the workpiece. Also, such a punching process is explicitly covered by the extended transformation concept in the context of the method according to the invention, so that correspondingly also the such a punching performing station of the progressive tool can be referred to as a forming station. In the following, therefore, for the sake of simplicity, all method steps are referred to as "forming steps" and all stations of the progressive tool are referred to as "forming stations".
Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Folgeverbundwerkzeugs kann auf aufwändige Verfahrensschritte, insbesondere ein aufwändiges Herstellen eines Guss- oder Sinterteils und ein nachträgliches Einbringen eines Gewindes in das Guss- bzw. Sinterteil, verzichtet werden. Vielmehr ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung der erfindungsgemäßen Messsonden-Buchse basierend auf einem einzigen flachen Rohling, beispielsweise einem Blech o.ä., aus welchem mittels Durchführung mehrerer Umformungsschritte unter Verwendung des Folgeverbundwerkzeugs die gewünschte Messsonden-Buchse hergestellt werden kann. Mittels des Folgeverbundwerkzeugs werden dabei die zum Ausbilden der erfindungsgemäßen Messsonden-Buchse erforderlichen Verfahrensschritte, z.B. das Formen einer Hülse aus dem Rohling, das Ausbilden eines Befestigungsflansches sowie das Ausformen eines Innengewindes auf effektive Weise durchgeführt, was die Herstellungskosten für eine mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Messsonden-Buchse gegenüber herkömmlichen Verfahren deutlich reduziert. The use according to the invention of a follow-on composite tool makes it possible to dispense with complex process steps, in particular complicated manufacture of a cast or sintered part and subsequent introduction of a thread into the cast or sintered part. Rather, the method according to the invention makes it possible to produce the measuring probe socket according to the invention based on a single flat blank, for example a sheet metal or the like, from which the desired measuring probe socket can be produced by carrying out a plurality of forming steps using the progressive die tool. By means of the follow-on composite tool, the process steps required for forming the probe socket according to the invention, eg forming a sleeve from the blank, forming a fastening flange and forming an internal thread, are carried out in an effective manner, which reduces the manufacturing costs for a device according to the invention Method manufactured measuring probe socket compared to conventional methods significantly reduced.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Folgeverbundwerkzeug mehrere aufeinander folgende Umformstationen auf, mittels welcher eine Vielzahl von Verfahrensschritten zum Herstellen der erfindungsgemäßen Messsonden-Buchse mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt werden können. Mittels dieser Umformstationen können am Rohling bzw. im Werkstück in wenigstens einem Umformschritt Flansch und Hülse ausgebildet und in einem weiteren Umformschritt das Innengewinde in der Hülse ausgeformt werden. Beide Umformschritte können dabei jeweils mehrere Unterschritte wie z.B. Tiefziehen, Stauchen, Senken, Kalibrieren, Lochen etc. aufweisen. In a preferred embodiment, the follow-on composite tool has a plurality of successive forming stations, by means of which a plurality of method steps for producing the measuring probe socket according to the invention can be carried out by means of the method according to the invention. By means of these forming stations flange and sleeve can be formed on the blank or in the workpiece in at least one forming step and in a further forming step, the internal thread in the sleeve are formed. Both forming steps can each have several sub-steps, such as e.g. Deep drawing, upsetting, countersinking, calibrating, punching, etc.
Dies bedeutet, dass wie bereits erläutert mittels der verschiedenen Umformstationen mehrere Rohlinge zur Herstellung der erfindungsgemäßen Messbuchsen-Sonde gleichzeitig bearbeitet werden können, wobei hierzu in den verschiedenen Umformstationen jeweils verschiedene Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren durchgeführt werden können. This means that, as already explained, a plurality of blanks for producing the measuring bushing probe according to the invention can be processed simultaneously by means of the various forming stations, it being possible to carry out different method steps of the production method according to the invention in each of the different forming stations.
Beispielsweise kann in einer ersten Umformstation der flache Rohling in eine Hülse umgeformt werden und in einer zweiten Umformstation ein die Hülse einfassender Befestigungsflansch ausformt werden. In einer dritten Umformstation kann dann ein Innengewinde in der Hülse ausgebildet werden. Gemäß dieser Ausführungsform durchläuft der flache Rohling zum Ausformen der Messsonden-Buchse also wenigstens drei Umformstationen des Folgeverbundwerkzeugs. Alternativ dazu kann auch daran gedacht sein, in dem zweiten Schritt einen Teil der Hülse und des Flansches auszuformen und in dem dritten Schritt Hülse und Flansch gemeinsam fertigzustellen. Es ist klar, dass die drei vorangehend erläuterten Verfahrensschritte lediglich als zentrale Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen sind, das tatsächliche Herstellungsverfahren im Praxiseinsatz aber eine Vielzahl von zusätzlichen Verfahrensschritten (z.B. das oben erwähnte Tiefziehen, Stauchen, Senken, Kalibrieren, Lochen, u.a.) aufweisen kann.For example, in a first forming station, the flat blank may be formed into a sleeve and a mounting flange enclosing the sleeve may be formed in a second forming station. In a third forming station then an internal thread can be formed in the sleeve. According to this embodiment, the flat blank for forming the measuring probe socket thus passes through at least three forming stations of the progressive tool. Alternatively, it may also be thought to form a part of the sleeve and the flange in the second step and to finish together sleeve and flange in the third step. It is clear that the three method steps explained above are to be regarded merely as central method steps of the method according to the invention, but the actual production method in practice can have a multiplicity of additional method steps (eg the above-mentioned deep drawing, upsetting, sinking, calibrating, punching, etc.) ,
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann das Innengewinde der Hülse im Folgeverbundwerkzeug spanlos mittels Gewindeformen hergestellt werden. Auf diese Weise kann die unerwünschte Ausbildung von Spänen beim Ausformen des Innengewindes vermieden werden. Eine Messsonden-Buchse mit spanlos ausgeformtem Innengewinde weist gegenüber spanend hergestellten Gewinden eine erhöhte Festigkeit auf, da ein Faserverlauf des zur Herstellung der Messsonden-Buchse verwendeten Rohlings durch das spanlose Gewindeformen nicht unterbrochen wird. In a particularly preferred embodiment, the internal thread of the sleeve can be produced in the progressive tool without cutting by means of thread forming. In this way, the unwanted formation of chips when forming the internal thread can be avoided. A measuring probe bushing with a non-cutting internal thread has an increased strength compared to threads produced by machining, since a fiber profile of the blank used for producing the measuring probe bush is not interrupted by the non-cutting thread forming.
Zum Minimieren der Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Messsonden-Buchse kann das Herstellungsverfahren wenigstens die folgenden zentralen Verfahrensschritte aufweisen:
- a) Bereitstellen einer Blechbahn,
- b) Umformen der Blechbahn zu der Hülse mit dem Flansch mittels des Folgeverbundwerkzeugs,
- c) Gewindeformen eines Innengewindes in der Hülse mittels desselben Folgeverbundwerkzeugs.
- a) providing a metal sheet,
- b) forming the sheet metal web to the sleeve with the flange by means of the progressive tool,
- c) thread forming an internal thread in the sleeve by means of the same progressive tool.
Wie bereits erläutert, ist das erfindungsgemäße Verfahren aber nicht auf die vorangehend definierten Schritte a) bis c) beschränkt; vielmehr kann das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren noch eine Vielzahl von zusätzlichen (Unter)Verfahrensschritten (z.B. Tiefziehen, Stauchen, Senken, Kalibrieren, Lochen, u.a.) aufweisen.As already explained, however, the method according to the invention is not limited to the above-defined steps a) to c); rather, the manufacturing method of the present invention may have a variety of additional (sub) process steps (e.g., deep drawing, upsetting, sinking, sizing, punching, etc.).
Die Erfindung betrifft ferner Messsonden-Buchse zum Aufnehmen einer Messsonde. Die Messsonden-Buchse umfasst eine Hülse, die ein Innengewinde zum Einschrauben der Messsonde aufweist, sowie einen Flansch zum Befestigen der Messsonden-Buchse an einem Gehäuse eines Bauteils einer Abgasanlage, wobei der Flansch die Hülse umschließt. Erfindungsgemäß ist die Messsonden-Buchse mit Hülse, Flansch und Innengewinde im Wesentlichen durch spanloses Umformen aus einem einzigen Rohling hergestellt. Insbesondere kann das Innengewinde spanlos durch Umformen hergestellt sein.The invention further relates to measuring probe socket for receiving a measuring probe. The measuring probe socket comprises a sleeve which has an internal thread for screwing in the measuring probe, and a flange for fastening the measuring probe socket to a housing of a component of an exhaust system, wherein the flange encloses the sleeve. According to the invention, the measuring probe bushing with sleeve, flange and internal thread is produced essentially by non-cutting shaping from a single blank. In particular, the internal thread can be made without cutting by forming.
Die Erfindung betrifft ferner ein Bauteil einer Abgasanlage mit einem Gehäuse, an das die vorangehend erläuterte Messsonden-Buchse angebaut ist. Die Erfindung betrifft auch eine Abgasanlage mit einem solchen Bauteil sowie mit einer in die Messsonden-Buchse eingeschraubten Messsonde.The invention further relates to a component of an exhaust system with a housing, to which the above-described probe socket is attached. The invention also relates to an exhaust gas system with such a component as well as with a measuring probe screwed into the measuring probe socket.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Es zeigen, jeweils schematisch It show, each schematically
In der
Die erfindungsgemäße Messsonden-Buchse ist in der
Die Messsonde-Buchse
In einem zweiten Schritt S2 wird nun der Rohling
In einem dritten Schritt S3 wird an der Hülse
In einer Variante kann alternativ zu den vorangehend erläuterten Verfahrensschritten S2, S3 auch daran gedacht sein, in einem zweiten Schritt S2' gemäß dieser Variante einen Teil der Hülse und des Flansches auszuformen und anschließend in einem dritten Schritt S3' Hülse und Flansch gemeinsam fertigzustellen.In a variant, as an alternative to the above-described method steps S2, S3, it may also be conceivable to form a part of the sleeve and the flange in a second step S2 'according to this variant, and subsequently to finish the sleeve and flange together in a third step S3'.
In einem weiteren Schritt S4 wird in der Hülse
Auch zwischen dem Ausformen der Hülse 2/des Flanschabschnitts
In das Innengewinde
In der
Die erfindungsgemäße Messsonden-Buchse kann an ein in den
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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