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Die
Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Elektromagnetventils
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei derartigen, in der Praxis
verwendeten Elektromagnetventilen, die aus einem Magnetteil und
aus einem Ventilanschlußelement
bestehen, wird das Magnetgehäuse
des Magnetteils im Tiefziehverfahren, das heißt spanlos hergestellt. In
dem so vorgefertigten Magnetgehäuse wird
anschließend
in dessen Mantel durch Drehen ein Bördelrand mit einer umlaufenden
Schulter ausgebildet. Um trotz der Abnutzung des Drehwerkzeugs im
Bereich zwischen der Schulter und dem Bördelrand einen rechtwinkligen Übergang
zu erzielen, wird in einem zusätzlichen
Fertigungsschritt ein Hinterstich ebenfalls bsw. durch Drehen ausgebildet. Das
so gefertigte Magnetgehäuse
wird anschließend mit
den Bauteilen des Magnetteils bestückt. Dann findet gegebenfalls
ein Ausspritzen des Magnetgehäuses
mit Kunststoff statt. Um das Ventilanschlußelement mit dem Magnetteil
bzw. dem Magnetgehäuse zu
verbinden wird das Ventilanschlußelement im Bereich des Bördelrands
in das Magnetgehäuse
eingeschoben. Dabei ist gegebenfalls zur reibungsarmen Lagerung
des Ankers zwischen dem Magnetgehäuse und dem Ventilanschlußelement eine
Membranfeder eingelegt, die auf der Schulter des Magnetgehäuses plan
anliegt. Anschließend
wird der Bördelrand
des Magnetgehäuses
gegen das Ventilanschlusselement umgebördelt, wodurch die gewünschte Verbindung zwischen
dem Magnetgehäuse
und dem Ventilanschlusselement erzielt wird.
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Aus
der
DE 88 09 143 U1 ist
ein nach dem bekannten Verfahren hergestelltes Elektromagnetventil
bekannt, das ein Magnetteil mit Magnetgehäuse, in dem eine Magnetspule,
ein Magnetkern und ein mit dem Anker verbundener Stößel angeordnet
sind, und ein Ventilanschlusselement mit Ventilelement zur Steuerung
eines Druckmittelflusses aufweist. Das Magnetteil ist durch Umbördeln eines
im Magnetgehäuse
ausgebildeten Bördelrandes
mit einer Schulter gegen das Ventilanschlusselement verbunden.
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Nachteilig
bei dem bekannten Fertigungsverfahren ist, daß das Magnetgehäuse durch
den spanend hergestellten Bördelrand
mit Schulter und den durch einen zusätzlichen spanenden Fertigungsschritt
ausgebildeten Hinterstich relativ aufwendig und somit teuer in der
Herstellung ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, den Fertigungsaufwand und die
Kosten zur Herstellung eines Elektromagnetventils mit den gattungsbildenden
Merkmalen zu verringern. Dies Aufgabe wird durch ein Verfahren zur
Herstellung eines Elektromagnetventils mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung eines Elektromagnetventils mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß das Magnetgehäuse einfach
und preiswert herstellbar ist.
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Da
der Bördelrand
und die Schulter während des
Tiefziehprozesses des Magnetgehäuses
spanlos ausgebildet werden, sind keinerlei Umrüst- bzw. Umspannarbeiten notwendig.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der
Beschreibung. Besonders preiswert und genau läßt sich das Magnetgehäuse herstellen,
wenn auch der Hinterstich spanlos während des Tiefziehprozesses
des Magnetgehäuses
ausgebildet wird. Durch die Verwendung eines Werkstoffes mit geringer
Koerzitivfeldstärke
für das
Magnetgehäuse
können
entweder die elektromagnetischen Eigenschaften des Elektromagnetventils
verbessert werden, oder es wird durch größere Fertigungstoleranzen der
Bauteile des Magnetkreises eine einfachere und damit preiswertere
Herstellung des Elektromagnetventils ermöglicht. Eine längere Werkzeugstandzeit
läßt sich erzielen,
wenn der Hinterstich bei einem nach außen umgelegten Bördelrand
ausgebildet wird.
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Weiterhin
ist zur Verbindung des Magnetgehäuses
mit dem Ventilanschlußelement
eine besonders geringe Bördelkraft
erforderlich, wenn im Bördelrand
wenigstens ein Längsschlitz
ausgebildet ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen 1 ein Elektromagnetventil
im Längsschnitt,
die 2 bis 6 verschiedene Phasen während der
Herstellung eines Magnetgehäuses
in schematischer Darstellung, die 7 eine
Einzelheit X nach 6, 8 ein Magnetgehäuse bei
einem ersten abgewandelten Ausführungsbeispiel
im Längsschnitt
und die 9 ein Magnetgehäuse während eines
Herstellungsschrittes bei einem zweiten abgewandelten Ausführungsbeispiel
im Längsschnitt.
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Das
in der 1 dargestellte
Elektromagnetventil ist beispielsweise in dem Automatikgetriebe
eines Kraftfahrzeugs eingebaut und regelt auf bekannte Art und Weise
einen Druckmittelfluß zu
einem nicht näher
dargestellten Verbraucher. Das Elektromagnetventil hat ein Magnetteil 10 mit
einem Magnetgehäuse 11.
Das im Tiefziehverfahren hergestellte Magnetgehäuse 11 weist an einem
Ende einen im Längsschnitt
U-förmig
eingezogenen Boden 12 und am gegenüberliegenden Ende einen umlaufenden Bördelrand 13 auf.
Im Bereich des Bördelrands 13 ist im
Innenraum 14 des Magnetgehäuses 11 eine zylindrische
Vertiefung 15 mit einer umlaufenden Schulter 16 ausgebildet.
Weiterhin ist im Innenraum 14 des Magnetgehäuses 11 eine
Magnetspule 19 angeordnet, die einen im wesentlichen hülsenförmigen Magnetkern 20 umschließt. Im Magnetkern 20 ist
eine Einstellschraube 21 zur Einstellung der Kennlinie
des Elektromagnetventils eingesetzt. In der Einstellschraube 21 ist
ein Gleitlager 22 angeordnet, in dem ein Stößel 23 gleitend
geführt
ist. Der Stößel 23 ist mit
einem Anker 25 fest verbunden, gegen dessen Unterseite 26 sich
eine Schraubenfeder 27 abstützt, die auf einer Stirnseite
des Gleitlagers 22 aufliegt. Im Magnetkern 20 ist
ferner auf der der Einstellschraube 21 gegenüberliegenden
Seite eine zylindrische Vertiefung 29 ausgebildet, in die
ein Fortsatz 30 des Ankers 25 eintaucht. Auf der
Oberseite 31 des Ankers 25 ist ein Absatz 32 ausgebildet,
der mit einer Membranfeder 33 verbunden ist, die plan auf
der Schulter 16 aufliegt und bis zum Bördelrand 13 des Magnetgehäuses 11 heranragt.
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In
das mit den eben beschriebenen Einbauteilen vormontierte Elektromagnetventil
wird im Bereich des Bodens 12 des Magnetgehäuses 11 Kunststoff
eingespritzt, der die Zwischenräume
im Innenraum 14 zwischen dem Magnetgehäuse 11, der Magnetspule 19 und
dem Magnetkern 20 ausfüllt,
wodurch insbesondere beim Betrieb des Elektromagnetventils eine
gute Wärmeabfuhr
erzielt wird. Gleichzeitig wird ein Stecker 35 an der Außenseite des
Magnetgehäuses 11 angeformt,
in dem Anschlußfahnen 36 für die Magnetspule 19 angeordnet sind.
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In
die Vertiefung 15 des Magnetgehäuses 11 ist ein Ventilanschlußelement 40 radialspielfrei
eingesetzt, dessen ringförmig
ausgebildete Unterseite 41 auf der Membranfeder 33 aufliegt.
Das Ventilanschlußelement 40 ist
mit dem Magnetteil 10 bzw. dem Magnetgehäuse 11 fest
verbunden, indem der Bördelrand 13 des
Magnetgehäuses 11 gegen
die im Bereich der Vertiefung 15 angeordnete Mantelfläche 42 des
Ventilanschlußelements 40 umgebördelt ist.
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In
dem Ventilanschlußelement 40,
das beispielsweise aus Kunststoff besteht, sind, wie an sich bekannt,
Kanäle
für ein
Druckmittel und Anschlüsse zur
Verbindung des Ventilanschlußelementes 40 bsw.
mit einem Verbraucher A, einer Druckmittelquelle P und einem Rücklaufbehälter T ausgebildet.
Entsprechend dem von der Druckmittelquelle P bereitgestellten hydraulischen
Druck, der Federkraft der Feder 27 sowie der Bestromung
der Magnetspule 19 wird mittels eines mit dem Stößel 23 zusammenwirkenden
Ventilschiebers 43 der Druckmittelfluß im hydraulischen System gesteuert.
Anstelle des Schiebers 43 ist genauso jedes andere Betätigungselement
bzw. Ventilelement zur Druckmittelsteuerung, wie beispielsweise
ein Sitzventil oder ein Kugelventil, denkbar. Ebenso kann der Aufbau
des Magnetteils 10 des Elektromagnetventils vom gewählten Ausführungsbeispiel
abweichen.
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Wesentlich
für die
Erfindung ist das Herstellungsverfahren des Magnetgehäuses 11,
wie in den 2 bis 6 dargestellt. In einem
ersten Tiefziehschritt wird dabei aus einer Ronde 45 ein
becherförmiges
Rohgehäuse 46 hergestellt
(3). Durch das Tiefziehen
wird die Wanddicke des Mantels 47 im Verhältnis zur
Dicke des Bodens 48 des Rohgehäuses 46 beispielsweise
um circa 20% reduziert. Durch einen zweiten Tiefziehschritt (4) wird zum einen der Außendurchmesser
d4 des Zwischengehäuses 49 im Verhältnis zum
Außendurchmesser
d3 des Rohgehäuses 46 reduziert,
zum anderen wird durch den nunmehr geringeren Außendurchmesser d4 überschüssiges Material
aus dem Bereich des ursprünglichen
Bodens 48 des Rohgehäuses 46 im
Bereich des Mantels 47 des Zwischengehäuses 49 angesammelt,
so daß die
Höhe h4* des Zwischengehäuses 49 (rechter Teil
der 4) größer ist
als die entsprechende Höhe
h3 des Rohgehäuses 46. Ferner wird
durch ein entsprechend geformtes Tiefziehwerkzeug bei dem zweiten
Tiefziehschritt im Bereich des späteren Bördelrands 13 ein sogenannter
Einzug 50 eingeformt. Der Einzug 50 bildet in
dessen Bereich eine schräg
verlaufende Mantelinnenwand 51 aus. Nach dem zweiten Tiefziehschritt
wird die Höhe des
Mantels 47 beispielsweise durch Abschlagen auf die Höhe h4 (linker Teil der 4) reduziert. Dadurch wird die zuerst
im oberen Ende spitz zulaufende Mantelinnenwand 51 abgeflacht,
so daß eine
ebene Oberseite 52 entsteht. Beim nachfolgenden dritten Tiefziehschritt
(5) wird die Wandstärke des
Mantels 47 weiter reduziert, wobei überschüssiges Material zurest ein
Anwachsen der Höhe
des Mantels 47 bewirkt. Gleichzeitig wird durch einen entsprechend geformten
Stempel eine Zwischenschulter 53 eingeprägt, und
anschließend
die Mantelhöhe
wieder auf die Höhe
h4 reduziert. Es folgt ein vierter und letzter Tiefziehschritt
(6) zur Fertigstellung
des Magnetgehäuses 11.
Bei diesem Fertigungsschritt wird der Außendurchmesser D des Magnetgehäuses 11 auf sein
entgültiges
Maß gebracht
und der U-förmig
eingezogene Boden 12 eingeformt. Weiterhin wird die Wandstärke des
Mantels 47 im Bereich des Bördelrands 13 weiter
reduziert, wodurch die Höhe
H des Magnetgehäuses 11 auf
sein endgültiges
Maß anwächst. Gleichzeitig
wird gegebenfalls ein Hinterstich 54 im Bereich der Schulter 16 eingeprägt (7) und gleichzeitig der
Abstand zwischen der Schulter 16 und dem eingezogenen Boden 12 eingestellt.
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Mit
den oben beschriebenen Fertigungsschritten wird somit der Bördelrand 13,
die Schulter 16 und der Hinterstich 54 in spanlosen
Verfahren während
des Herstellprozesses des Magnetgehäuses 11 hergestellt.
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Bei
einem gemäß der 8 ersten abgewandelten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist im Bördelrand 13 ein
Längsschlitz 55 ausgebildet,
der maximal die Höhe
des Bördelrands 13 aufweist.
Mit Hilfe des längsgeschlitzen
Bördelrands 13 ist
für das im
Montagevorgang erforderliche Umlegen des Bördelrands 13 gegen
die Mantelfläche 42 des
Ventilanschlußelements 40 eine
geringere Bördelkraft
erforderlich. Zur weiteren Reduzierung der Bördelkraft können auch mehrere Längsschlitze 55 im
Bördelrand 13 ausgebildet
sein, die dann bevorzugt in gleichmäßigen Winkelabständen um
die Längsachse des
Magnetgehäuses 11 angeordnet
sind. Die Ausbildung des Längsschlitzes 55 kann
gleichzeitig mit einem der anderen Fertigungsschritte beim Herstellen
des Magnetgehäuses 11 erfolgen,
bevorzugt mit dem vierten Tiefziehschritt (6). Es ist auch denkbar, für das Längsschlitzen
einen separaten Fertigungsschritt zusätzlich einzuführen.
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Bei
einem zweiten abgewandelten Ausführungsbeispiel
der Erfindung (9) ist
der Bördelrand 13 bevorzugt
im rechten Winkel nach außen vom
Magnetgehäuse 11 weg
umgeklappt. Das Umklappen erfolgt insbesondere nach dem in der 4 dargestellten zweiten
Tiefziehschritt. Nach dem Umklappen des Bördelrands 13 kann
durch ein entsprechend geformtes Werkzeug die exakte Ausbildung des
Bördelrands 13 und
das Einprägen
des Hinterstichs 54 erfolgen. Das Wiederaufrichten des
Bördelrands 13 erfolgt
entweder gleichzeitig mit dem Einformen des Bodens 12,
oder erst beim Verbinden des Magnetgehäuses 11 mit dem Ventilanschlußelement 40 mittels
eines entsprechend ausgebildeten Bördelwerkzeugs. Beim zweiten
abgewandelten Ausführungsbeispiel
läßt sich
die Standzeit des Werkzeugs für
den Hinterstich 54 erhöhen,
so daß auf
Dauer bessere Fertigungstoleranzen erzielt werden können. Selbstverständlich kann
auch zusätzlich
das Merkmal des längsgeschlitzten
Bördelrands 13 gemäß des ersten
abgewandelten Ausführungsbeispiels
(8) bei dem zweiten
abgewandelten Ausführungsbeispiel
angewandt werden.
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Ergänzend wird
erwähnt,
daß durch
die Wandstärkenreduzierung
im Bereich des Bördelrands 13 des
Magnetgehäuses 11 der
Außendurchmesser
D des Magnetgehäuses 11 über seine
gesamte Höhe
H konstant ist. Dadurch wird ein besonders kompaktes Elektromagnetventil
erzielt.
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Unter
den tiefziehfähigen
Materialien zur Herstellung des Magnetgehäuses 11 eignet sich
besonders der Werkstoff RFe80.
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Dieser
ist nicht nur relativ preiswert, sondern besitzt auch eine geringe
Koerizitivfeldstärke,
insbesondere kleiner als 100 A/cm. Das bedeutet in Bezug auf den
Magnetkreis des Elektromagnetventils, daß dieser besonders günstige magnetische
Eigenschaften besitzt. Dadurch ist es möglich, selbst mit relativ großen Fertigungs-
bzw. Maßtoleranzen
der Bauteile des Magnetkreises, wie beispielsweise des Magnetkerns 20 und
des Ankers 25, die zu einem großen Arbeitsluftspalt führen, eine
hohe Magnetkraft zu erzielen. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß sich mit diesem
Werkstoff nicht nur das Magnetgehäuse 11 einfach herstellen
läßt, sondern,
daß bei
normalen Fertigungstoleranzen auch ein besonders hochwertiger Magnetkreis
geschaffen wird. Anderseits kann bei normalen Fertigungstoleranzen
bei gleicher Magnetkraft ein besonders kompakter Aufbau des Elektromagnetventils
erzielt werden. Ist ein hochwertiger Magnetkreis beim Elektromagnetventil
nicht erforderlich, können
anderseits die Fertigungs- bzw. Maßtoleranzen der Bauteile des
Magnetkreises vergrößert werden,
so daß sich
das Elektromagnetventil noch einfacher und preiswerter herstellen
läßt.