EP2929172B1 - Verfahren und vorrichtung zum montieren und befüllen eines hydraulischen kopplermoduls - Google Patents

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EP2929172B1
EP2929172B1 EP13798293.0A EP13798293A EP2929172B1 EP 2929172 B1 EP2929172 B1 EP 2929172B1 EP 13798293 A EP13798293 A EP 13798293A EP 2929172 B1 EP2929172 B1 EP 2929172B1
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coupler
coupler body
piston
container
valve piston
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Gerhard Lemke
Christian Belke
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Robert Bosch GmbH
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    • F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0026—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators

Definitions

  • the invention relates to a method for assembling and filling a hydraulic coupler module with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the method.
  • Hydraulic coupler modules are used, for example, in fuel injection valves for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine. They serve to couple an injection valve member with an actuator, in particular a piezoelectric actuator, for actuating the injection valve member.
  • the hydraulic coupler module can be designed such that in this case a translation of the actuator force and / or the Aktorhubes is effected. Furthermore, thermally induced changes in length of the actuator can be compensated via the hydraulic coupler module (szB US 2003/042325 A1 ).
  • the proper functioning of a fuel injection valve with a hydraulic coupler module requires complete filling of a coupler volume formed in the coupler module with an incompressible coupler medium, for example with test oil.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a method and a device by means of which hydraulic coupler modules can be filled in a process-reliable and cost-effective manner and can be filled without air.
  • a coupler piston and a valve piston are inserted into a hollow cylindrical coupler body and formed between the two pistons Kopplervolumen is filled with a coupler medium.
  • the inventive method provides that at least the valve piston and the coupler body are pre-assembled and used with the valve piston in advance in a receiving bore of a container of a device for mounting and filling a hydraulic coupler module and then the receiving bore via a arranged in the bottom region of the container inlet bore with the Coupling medium is flooded. When flooding existing air is displaced upwards in the receiving bore and / or in the coupler body and the coupler body is completely filled with the coupler medium.
  • the inlet bore is therefore arranged in the bottom region of the container or in the region of the lower end of the receiving bore.
  • the container is set up to carry out the method such that the receiving bore is vertically aligned and open at the top. From above, the valve piston and the coupler body are then inserted. On the one hand, the coupler medium penetrates the clearance between the valve piston and the coupler body into the coupler volume. On the other hand, the coupler medium runs over the edge of the coupler body from above into the coupler body without thereby enclosing air in the coupler body.
  • the inlet bore of the container is preferably connectable to a hose, which can be charged with the coupler medium and further preferably via a valve to open and close.
  • the inlet bore and / or the hose is preferably preceded by a fine filter.
  • the coupler piston is pressed into the coupler body, wherein a press die of the device for mounting and filling a hydraulic coupler module is preferably used for the injection.
  • the coupler piston is pressed into the coupler body until a defined coupler volume is formed between the coupler piston and the valve piston.
  • part of the coupler medium present in the coupler body is displaced via a clearance present between the coupler piston and the coupler body.
  • the ram can be moved back after installation and the assembled and filled coupler module can be removed for further use of the receiving bore of the container.
  • a spring is arranged between the valve piston and the coupler body before inserting the valve piston and the coupler body into the receiving bore of the container.
  • the spring is used for later biasing of the valve piston and is for this purpose supported on the one hand on the valve piston and on the other hand on the coupler body.
  • the valve piston and / or the coupler body may or may have a radially extending shoulder.
  • the coupler body is fixed in a predetermined axial position.
  • the fixation ensures that when flooding the mounting hole of the coupler body is not pushed up by the coupler medium.
  • the valve piston is further fixed.
  • the fixation of the valve piston in a predetermined axial position ensures the formation of a defined Kopperervolumens. Furthermore, it can be ensured via a fixation of the coupler body and the valve piston, that the spring arranged between the coupler body and the valve piston is relaxed.
  • an insert for receiving the at least partially preassembled coupler module comprising the valve piston and the coupler body, be inserted into the container of the device for mounting and filling a hydraulic coupler module and the at least partially pre-assembled coupler module before or after inserting the insert is inserted into the container in the insert.
  • the insertion of the at least partially preassembled coupler module in the container on the other hand can be guaranteed by the use of compliance with a given mounting dimension.
  • the insert in turn allows a simple design of the receiving bore of the container, since annular paragraphs to support the valve piston and / or the Koppler stressess are unnecessary.
  • the insert further eliminates the need for additional spacers, such as an insertable spacer.
  • a device for carrying out the method according to the invention, which according to the invention comprises a container with a receiving bore for receiving the valve piston and the coupler body, wherein in the bottom region of the container an inlet bore for flooding the receiving bore is arranged with the coupler medium.
  • the inlet bore in the region of the lower end of the receiving bore opens into this. Because this ensures when flooding the mounting hole that the coupler medium is pressed from below on the game between the valve piston and the coupler body in the coupler volume and the existing air escapes upwards.
  • the receiving bore of the container is designed as a stepped bore and has at least one preferably annular shoulder for axially fixing the position of the coupler body and / or the valve piston.
  • the coupler body and / or the valve piston also preferably has or have a counter-shaped shoulder with which the coupler body or the valve piston is supported on the shoulder of the receiving bore during flooding of the receiving bore and / or when the coupler piston is pressed in.
  • a piston for lifting the valve piston directly or indirectly is received in a liftable manner in the receiving bore of the container.
  • a spacer to adjust the axial position of the valve piston with respect to the coupler body.
  • the piston has a collar portion which can be brought into contact with a preferably annular shoulder of the receiving bore for axially fixing the position of the piston. In installation with the paragraph of the receiving bore of the piston is fully retracted. In this position, the piston is when pressing the coupler piston in the coupler body and serves in this way as an abutment. To insert the valve piston and the coupler body in the receiving bore of the piston can be extended to facilitate the partial assembly.
  • the container has an overflow for collecting the excess coupler medium. Because preferably, the coupler body is completely flooded with the coupler medium, so that the coupler medium when pressing the coupler piston in the Coupling piston overflows and is caught in the overflow of the container. Preferably, the overflow is connected to a drain hole and / or the inlet bore. The excess coupler medium can be collected in this way and possibly reused.
  • the device comprises an insert for receiving the valve piston and the coupler body, which can be inserted into the receiving bore of the container.
  • the valve body and the coupler body can then be inserted as a preassembled unit into the insert, before or after it has been inserted into the container.
  • the insert for receiving the valve piston and the coupler body has at least one radially extending shoulder for axially fixing the position of the valve piston and / or the coupler body.
  • a precise placement of the at least partially preassembled Kopplermoduls is achieved.
  • the insert for receiving the valve piston and the coupler body has a collar by means of which the insert can be fixed in position in the axial and / or radial direction with respect to the container.
  • the insert is preferably inserted into the receiving bore of the container such that it is supported by the collar on a preferably annular shoulder of the container.
  • the annular shoulder can be, for example, an annular end face of a hollow cylindrical end portion of the container, which is encompassed by the collar.
  • the collar need not be circumferentially formed, but may comprise a plurality of collar sections, which are preferably arranged at the same angular distance from one another.
  • the insert for receiving the valve piston and the coupler body has at least one opening extending over a partial circumference.
  • the insert is not designed as a closed body.
  • a plurality of apertures are provided, which are arranged at the same angular distance from each other.
  • the wall pieces arranged between the openings are preferably provided in each case with a collar or a collar section for hooking the insert into the container.
  • the in the FIG. 1 The apparatus shown comprises a container 7 with a central receiving bore 6, which is formed as a stepped bore and in which a piston 12 is received in a liftable manner.
  • the piston 12 has at its upper end a collar portion 13 formed as a head plate, on which a spacer 19 is placed.
  • the collar portion 13 is engageable with an annular shoulder 14 of the receiving bore 6, when the piston 12 is retracted.
  • the outer diameter of the spacer 19 is smaller than the outer diameter of the collar portion 13 of the piston 12 is selected so that when retracted piston 12 a around the spacer 19 around remaining annular space is formed.
  • this annular space which is part of the receiving bore 6, opens a trained as a radial bore inlet bore 8.
  • the mouth of the inlet bore 8 is therefore in the range of a
  • the height of the inlet bore 8 is set such that the mouth is located immediately above the collar portion 13 of the piston 12 when it is fully retracted, that is, the collar portion 13 on the annular shoulder 14 of the receiving bore 6 is present.
  • the receiving bore 6 can be filled with a coupling medium.
  • a further constituent of the device is formed by a press die 9 for pressing in a coupler piston 3 of the hydraulic coupler module 1 into the coupler body 5.
  • the offset depth is predetermined by a defined coupler volume 2 which is formed in the coupler body 5 between the coupler piston 3 and a valve piston 4.
  • the coupler module 1 comprises in addition to the hollow cylindrical coupler body 5, the valve piston 4 and the coupler piston 3, a first spring 10 surrounding the valve piston 4 and on the one hand on the valve piston 4, on the other hand supported on the coupler body 5, and a tube spring 18 which surrounds the coupler body 5 , First, the spring 10 and the coupler body 5 inclusive the tube spring 18 is pushed onto the valve piston 4 and then used together in the receiving bore 6 of the container 7. The recorded in the receiving bore 6 liftable piston 12 is extended, so that the valve piston 4 comes into contact with the resting on the piston 12 spacer 19 (see FIG. 1 ).
  • the receiving bore 6 Via the inlet bore 8, the receiving bore 6 with a coupler medium, such as test oil, flooded.
  • the inlet bore 8 is for this purpose connected to a hose line (not shown), in which a valve (not shown) is arranged to control the feed rate.
  • the valve is preceded by a fine filter (not shown), in order to prevent particles from being introduced into the hydraulic coupler module via the coupler medium.
  • the receiving bore 6 is flooded via the inlet bore 8 from below, so that the existing air in the receiving bore 6 is displaced upwards.
  • the coupler medium is pressed into the coupler body 5 via the clearance existing between the valve piston 4 and the coupler body 5, which then fills up to the brim with the coupler medium.
  • the coupler piston 3 is inserted together with a shim, not shown here in the coupler body 5 and pressed by means of the press ram 9 in the coupler body 5.
  • the excess coupler medium exiting via the edge of the coupler body 5 is collected in the overflow 16 of the container 7, collected and removed via a drainage bore 17.
  • the press ram 9 or the pressure force of the press ram 9, which acts on the coupler piston 3, is adjusted such that a predetermined amount of the coupler medium remains between the coupler piston 3 and the valve piston 4. In this way, a hydraulic coupler module 1 is created with a defined coupler volume 2, which also has no air pockets.
  • the proposed device for mounting and filling a hydraulic coupler module has the advantage that the mounting and filling can be automated. This ensures high process reliability and cost-effective installation.
  • FIG. 2 and 3 There is shown another preferred embodiment of the invention modified to have a basket-like insert 20 for receiving a semi-preassembled hydraulic coupler module 1 comprising a valve piston 4 and a coupler body 5.
  • the basket-like insert 20 is not formed as a closed body, but has two openings 23 which face each other.
  • the openings 23 are bounded by wall pieces 24, at the end of each of which a collar portion is designed to form a collar 22.
  • the collar 22 allows the basket-like insert 20 to be suspended in the container 7, the insert 20 being supported by the collar 22 at the edge of the container 7 (see FIG FIG. 3 ).
  • the collar 22 of the insert 20 surrounds the edge of the container 7, so that an axial and radial positional fixation of the insert 20 and the partially pre-assembled coupler module 1 accommodated in relation to the container 7 can be achieved.
  • the insert 20 thus ensures compliance with a predetermined mounting dimension and makes additional spacers, such as a spacer 19 according to the embodiment of FIG. 1 , dispensable. Conveniently, this is the formation of a radially extending shoulder 21 in the region of the inner peripheral surface of the wall pieces 24, which cause an axial positional fixation of the partially preassembled coupler module 1.
  • the liftable piston 12 is present a rod 12 'inserted into the container 7. The rod 12 'is connected to the container 7 via a screw connection.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Montieren und Befüllen eines hydraulischen Kopplermoduls mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
    • Stand der Technik
  • Hydraulische Kopplermodule finden beispielsweise Einsatz in Kraftstoffeinspritzventilen zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine. Sie dienen der Kopplung eines Einspritzventilgliedes mit einem Aktor, insbesondere einem Piezoaktor, zur Betätigung des Einspritzventilgliedes. Das hydraulische Kopplermodul kann derart ausgelegt sein, dass dabei eine Übersetzung der Aktorkraft und/oder des Aktorhubes bewirkt wird. Ferner sind über das hydraulische Kopplermodul thermisch bedingte Längenänderungen des Aktors ausgleichbar (s. z.B. US 2003/042325 A1 ). Die einwandfreie Funktion eines Kraftstoffeinspritzventils mit einem hydraulischen Kopplermodul setzt eine vollständige Befüllung eines im Kopplermodul ausgebildeten Kopplervolumens mit einem inkompressiblen Kopplermedium, beispielsweise mit Prüföl, voraus. Das heißt, dass sich keine Luft im Kopplervolumen befinden darf, da diese kompressibel ist und demnach die Kraftübertragung vom Aktor auf das Einspritzventilglied beeinträchtigen würde. In Abhängigkeit von der im Kopplervolumen eingeschlossenen Luftmenge verkleinert sich die übertragene Kraft, was eine Verringerung der Einspritzmenge zur Folge hat. Im Extremfall ist die Einspritzmenge gleich Null, so dass das Kraftstoffeinspritzventil seine Funktion nicht mehr erfüllt.
  • Es gilt demnach bereits bei der Montage eines hydraulischen Kopplermoduls sicherzustellen, dass das Kopplervolumen vollständig mit dem Kopplermedium befüllt ist und keine Lufteinschlüsse enthält. Gleiches gilt im Reparaturfall, wenn zerlegte und entleerte hydraulische Kopplermodule wieder zusammengesetzt und befüllt werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mittels welcher hydraulische Kopplermodule prozesssicher und kostengünstig montierbar und luftfrei befüllbar sind.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Beim Montieren und Befüllen eines hydraulischen Kopplermoduls werden zur Ausbildung eines definierten Kopplervolumens ein Kopplerkolben und ein Ventilkolben in einen hohlzylinderförmigen Kopplerkörper eingesetzt und das zwischen den beiden Kolben ausgebildete Kopplervolumen wird mit einem Kopplermedium befüllt. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass zumindest der Ventilkolben und der Kopplerkörper vormontiert werden und mit dem Ventilkolben voran in eine Aufnahmebohrung eines Behälters einer Vorrichtung zum Montieren und Befüllen eines hydraulischen Kopplermoduls eingesetzt werden und anschließend die Aufnahmebohrung über eine im Bodenbereich des Behälters angeordnete Zulaufbohrung mit dem Kopplermedium geflutet wird. Beim Fluten wird in der Aufnahmebohrung und/oder im Kopplerkörper vorhandene Luft nach oben verdrängt und der Kopplerkörper wird vollständig mit dem Kopplermedium befüllt. Wesentlich ist dabei, dass das Kopplermedium von unten zugeführt wird, so dass die Luft nach oben entweichen kann. Die Zulaufbohrung ist demzufolge im Bodenbereich des Behälters bzw. im Bereich des unteren Endes der Aufnahmebohrung angeordnet. Der Behälter wird zur Durchführung des Verfahrens derart aufgestellt, dass die Aufnahmebohrung senkrecht ausgerichtet und nach oben offen ist. Von oben werden dann der Ventilkolben und der Kopplerkörper eingesetzt. Das Kopplermedium dringt zum Einen über das Spiel zwischen dem Ventilkolben und dem Kopplerkörper in das Kopplervolumen ein. Zum Anderen läuft das Kopplermedium über den Rand des Kopplerkörpers von oben in den Kopplerkörper ohne dabei Luft im Kopplerkörper einzuschließen.
  • Um die Aufnahmebohrung des Behälters zu fluten, ist die Zulaufbohrung des Behälters vorzugsweise an eine Schlauchleitung anschließbar, welche mit dem Kopplermedium beschickbar und weiterhin vorzugsweise über ein Ventil zu öffnen und zu verschließen ist. Um den Eintrag von Partikeln zu verhindern, ist der Zulaufbohrung und/oder der Schlauchleitung bevorzugt ein Feinfilter vorgeschaltet.
  • Weiterhin bevorzugt wird nach der Befüllung des Kopplerkörpers mit dem Kopplermedium der Kopplerkolben in den Kopplerkörper eingepresst, wobei zum Einpressen vorzugsweise ein Pressstempel der Vorrichtung zum Montieren und Befüllen eines hydraulischen Kopplermoduls verwendet wird. Der Kopplerkolben wird soweit in den Kopplerkörper eingepresst, bis zwischen dem Kopplerkolben und dem Ventilkolben ein definiertes Kopplervolumen ausgebildet wird. Mit Einpressen des Kopplerkolbens in den Kopplerkörper wird ein Teil des im Kopplerkörper vorhandenen Kopplermediums über ein zwischen dem Kopplerkolben und dem Kopplerkörper vorhandenes Spiel verdrängt. Gleiches gilt für etwaige noch eingeschlossene Luft, so dass nach erfolgter Montage das definierte Kopplervolumen vollständig mit dem Kopplermedium befüllt ist. Der Pressstempel kann nach erfolgter Montage zurückgefahren und das montierte und befüllte Kopplermodul kann zur weiteren Verwendung aus der Aufnahmebohrung des Behälters entnommen werden.
  • Vorteilhafterweise wird vor dem Einsetzen des Ventilkolbens und des Kopplerkörpers in die Aufnahmebohrung des Behälters zwischen dem Ventilkolben und dem Kopplerkörper eine Feder angeordnet. Die Feder dient der späteren Vorspannung des Ventilkolbens und ist hierzu einerseits an dem Ventilkolben und andererseits an dem Kopplerkörper abgestützt. Zur Abstützung der Feder kann bzw. können der Ventilkolben und/oder der Kopplerkörper einen radial verlaufenden Absatz aufweisen. Beim Einpressen des Kopplerkolbens in den Kopplerkörper ist die Feder vorzugsweise entlastet, um zu verhindern, dass sich nach erfolgter Montage die Feder entspannt und im Kopplervolumen einen Unterdruck erzeugt, der dazu führen kann, dass Luft angesaugt wird.
  • Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass nach dem Einsetzen des Ventilkolbens und des Kopplerkörpers in die Aufnahmebohrung des Behälters zumindest der Kopplerkörper in einer vorgegebenen axialen Lage fixiert wird. Die Fixierung stellt sicher, dass beim Fluten der Aufnahmebohrung der Kopplerkörper von dem Kopplermedium nicht nach oben gedrückt wird. Vorzugsweise wird ferner der Ventilkolben fixiert. Die Fixierung des Ventilkolbens in einer vorgegebenen axialen Lage gewährleistet die Ausbildung eines definierten Kopplervolumens. Ferner kann über eine Fixierung des Kopplerkörpers und des Ventilkolbens sichergestellt werden, dass die zwischen dem Kopplerkörper und dem Ventilkolben angeordnete Feder entspannt ist.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass in den Behälter der Vorrichtung zum Montieren und Befüllen eines hydraulischen Kopplermoduls ein Einsatz zur Aufnahme des zumindest teilvormontierten Kopplermoduls, umfassend den Ventilkolben und den Kopplerkörper, eingesetzt wird und das zumindest teilvormontierte Kopplermodul vor oder nach dem Einsetzen des Einsatzes in den Behälter in den Einsatz eingesetzt wird. Zum Einen kann auf diese Weise das Einsetzen des zumindest teilvormontierten Kopplermoduls in den Behälter vereinfacht werden, zum Anderen kann über den Einsatz die Einhaltung eines vorgegebenen Montagemaßes garantiert werden. Letzteres wiederum ermöglicht eine einfache Ausgestaltung der Aufnahmebohrung des Behälters, da ringförmige Absätze zur Abstützung des Ventilkolbens und/oder des Kopplerkörpers entbehrlich sind. Der Einsatz ermöglicht ferner den Verzicht auf zusätzliche Distanzelemente, wie beispielsweise eine einlegbare Distanzscheibe.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ferner eine Vorrichtung vorgeschlagen, die erfindungsgemäß einen Behälter mit einer Aufnahmebohrung zur Aufnahme des Ventilkolbens und des Kopplerkörpers umfasst, wobei im Bodenbereich des Behälters eine Zulaufbohrung zum Fluten der Aufnahmebohrung mit dem Kopplermedium angeordnet ist. Im Bodenbereich des Behälters bedeutet, dass die Zulaufbohrung im Bereich des unteren Endes der Aufnahmebohrung in diese mündet. Denn dadurch ist beim Fluten der Aufnahmebohrung sichergestellt, dass das Kopplermedium von unten über das Spiel zwischen dem Ventilkolben und dem Kopplerkörper in das Kopplervolumen gedrückt wird und die vorhandene Luft nach oben entweicht.
  • Bevorzugt ist die Aufnahmebohrung des Behälters als Stufenbohrung ausgebildet und besitzt mindestens einen vorzugsweise ringförmigen Absatz zur axialen Lagefixierung des Kopplerkörpers und/oder des Ventilkolbens. Der Kopplerkörper und/oder der Ventilkolben weist bzw. weisen weiterhin bevorzugt einen gegengleich ausgebildeten Absatz auf, mit welchem sich der Kopplerkörper bzw. der Ventilkolben beim Fluten der Aufnahmebohrung und/oder beim Einpressen des Kopplerkolbens an dem Absatz der Aufnahmebohrung abstützt.
  • Des Weiteren bevorzugt ist in der Aufnahmebohrung des Behälters ein Kolben zur unmittelbaren oder mittelbaren Abstützung des Ventilkolbens hubbeweglich aufgenommen. Zur mittelbaren Abstützung des Ventilkolbens kann zwischen dem Ventilkolben und dem hubbeweglichen Kolben der Vorrichtung eine Distanzscheibe eingelegt sein, um die axiale Lage des Ventilkolbens in Bezug auf den Kopplerkörper einzustellen. Vorzugsweise besitzt der Kolben einen Bundbereich, der zur axialen Lagefixierung des Kolbens in Anlage mit einem vorzugsweise ringförmigen Absatz der Aufnahmebohrung bringbar ist. In Anlage mit dem Absatz der Aufnahmebohrung ist der Kolben vollständig eingefahren. In dieser Position befindet sich der Kolben beim Einpressen des Kopplerkolbens in den Kopplerkörper und dient auf diese Weise als Widerlager. Zum Einsetzen der Ventilkolbens und des Kopplerkörpers in die Aufnahmebohrung kann der Kolben ausgefahren werden, um die Teilmontage zu erleichtern.
  • Vorteilhafterweise mündet die Zulaufbohrung über eine die Aufnahmebohrung begrenzende Innenumfangsfläche des Behälters in die Aufnahmebohrung. Die Zulaufbohrung ist demnach bevorzugt als Radialbohrung ausgeführt. Die Höhenlage der Zulaufbohrung ist dabei vorzugsweise derart festgelegt, dass bei vollständig eingefahrenem Kolben der Mündungsbereich der Zulaufbohrung unmittelbar oberhalb des Kolbens liegt. Dadurch ist sichergestellt, dass die in der Aufnahmebohrung vorhandene Luft beim Fluten mit dem Kopplermedium vollständig nach oben verdrängt wird.
  • Als weiterbildende Maßnahme wird vorgeschlagen, dass der Behälter einen Überlauf zum Sammeln des überschüssigen Kopplermediums besitzt. Denn bevorzugt wird der Kopplerkörper vollständig mit dem Kopplermedium geflutet, so dass das Kopplermedium beim Einpressen des Kopplerkolbens in den Kopplerkolben überläuft und in dem Überlauf des Behälters aufgefangen wird. Vorzugsweise ist der Überlauf an eine Ablaufbohrung und/oder die Zulaufbohrung angeschlossen. Das überschüssige Kopplermedium kann auf diese Weise gesammelt und ggf. wiederverwendet werden.
  • Zum Einpressen des Kopplerkolbens in den Kopplerkörper umfasst die Vorrichtung bevorzugt einen Pressstempel, mittels dessen der in den Kopplerkörper eingesetzte Kopplerkolben mit einer Druckkraft beaufschlagbar ist. Über die Druckkraft des Pressstempels kann der Kopplerkolben präzise in eine vorgegebene axiale Lage in Bezug auf den Kopplerkörper und/oder den Ventilkolben bewegt werden, so dass ein definiertes Kopplervolumen ausgebildet wird.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung einen Einsatz zur Aufnahme des Ventilkolbens und des Kopplerkörpers umfasst, der in die Aufnahmebohrung des Behälters einsetzbar ist. Der Ventilkörper und der Kopplerkörper können dann als vormontierte Einheit in den Einsatz eingesetzt werden, vor oder nachdem dieser in den Behälter eingesetzt worden ist.
  • Vorteilhafterweise besitzt der Einsatz zur Aufnahme des Ventilkolbens und des Kopplerkörpers mindestens einen radial verlaufenden Absatz zur axialen Lagefixierung des Ventilkolbens und/oder des Kopplerkörpers. Über die axiale Lagefixierung des Ventilkolbens und/oder des Kopplerkörpers wird eine präzise Platzierung des zumindest teilvormontierten Kopplermoduls erreicht.
  • Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass der Einsatz zur Aufnahme des Ventilkolbens und des Kopplerkörpers einen Kragen besitzt, mittels dessen der Einsatz in axialer und/oder radialer Richtung in Bezug auf den Behälter lagefixierbar ist. Dabei wird vorzugsweise der Einsatz derart in die Aufnahmebohrung des Behälters eingesetzt, dass er über den Kragen an einem vorzugsweise ringförmigen Absatz des Behälters abgestützt ist. Bei dem ringförmigen Absatz kann es sich beispielsweise um eine ringförmige Stirnfläche eines hohlzylinderförmigen Endabschnitts des Behälters handeln, welcher vom Kragen umgriffen wird. Auf diese Weise kann der Einsatz korbähnlich in den Behälter eingehängt werden. Der Kragen muss hierzu nicht umlaufend ausgebildet sein, sondern kann mehrere Kragenabschnitte umfassen, die vorzugsweise in gleichem Winkelabstand zueinander angeordnet sind.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Einsatz zur Aufnahme des Ventilkolbens und des Kopplerkörpers mindestens eine sich über einen Teilumfang erstreckende Durchbrechung auf. Das heißt, dass der Einsatz nicht als geschlossener Körper ausgebildet ist. Vorzugsweise sind mehrere Durchbrechungen vorgesehen, die in gleichem Winkelabstand zueinander angeordnet sind. Die zwischen den Durchbrechungen angeordneten Wandstücke sind vorzugsweise jeweils mit einem Kragen bzw. einem Kragenabschnitt zum Einhängen des Einsatzes in den Behälter versehen.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
    • Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem hierin eingesetzten teilmontierten hydraulischen Kopplermodul,
    • Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Einsatz zur Aufnahme eines teilvormontierten Kopplermoduls und
    • Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 2 mit dem hierin eingesetzten teilvormontierten Kopplermodul.
    Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • Die in der Figur 1 dargestellte Vorrichtung umfasst einen Behälter 7 mit einer zentralen Aufnahmebohrung 6, die als Stufenbohrung ausgebildet ist und in welcher ein Kolben 12 hubbeweglich aufgenommen ist. Der Kolben 12 weist an seinem oberen Ende einen als Kopfplatte ausgebildeten Bundbereich 13 auf, auf den eine Distanzscheibe 19 aufgelegt ist. Der Bundbereich 13 ist in Anlage mit einem ringförmigen Absatz 14 der Aufnahmebohrung 6 bringbar, wenn der Kolben 12 eingefahren wird. Der Außendurchmesser der Distanzscheibe 19 ist kleiner als der Außendurchmesser des Bundbereichs 13 des Kolbens 12 gewählt, so dass bei eingefahrenem Kolben 12 ein um die Distanzscheibe 19 herum verbleibender Ringraum ausgebildet wird. In diesen Ringraum, welcher Teil der Aufnahmebohrung 6 ist, mündet eine als Radialbohrung ausgebildete Zulaufbohrung 8. Die Mündung der Zulaufbohrung 8 liegt demnach im Bereich einer die Aufnahmebohrung 6 begrenzenden Innenumfangsfläche 15 des Behälters 7. Die Höhenlage der Zulaufbohrung 8 ist derart festgelegt, dass die Mündung unmittelbar oberhalb des Bundbereichs 13 des Kolbens 12 angeordnet ist, wenn dieser vollständig eingefahren ist, das heißt der Bundbereich 13 an dem ringförmigen Absatz 14 der Aufnahmebohrung 6 anliegt. Über die Zulaufbohrung 8 ist die Aufnahmebohrung 6 mit einem Kopplermedium befüllbar.
  • In der Aufnahmebohrung 6 ist ein weiterer ringförmiger Absatz 11 ausgebildet, der den Ringraum begrenzt und der Abstützung eines in die Aufnahmebohrung eingesetzten hohlzylinderförmigen Kopplerkörpers 5 eines zu montierenden und zu befüllenden hydraulischen Kopplermoduls 1 dient. Über den ringförmigen Absatz 11 wird die Aufnahmebohrung 6 erweitert, wobei der Innendurchmesser der Aufnahmebohrung 6 oberhalb des Absatzes 11 dem Außendurchmesser des Kopplerkörpers 5 angepasst ist.
  • Auf der Oberseite des Behälters 7 ist ein die Aufnahmebohrung 6 einfassender ringförmiger Überlauf 16 ausgebildet, der über eine Ablaufbohrung 17 und eine weitere Radialbohrung mit der Aufnahmebohrung 6 und/oder mit einer Entsorgungsleitung (nicht dargestellt) verbunden ist. Im Überlauf 16 sammelt sich beim Montieren und Befüllen des hydraulischen Kopplermoduls 1 überschüssiges Kopplermedium an.
  • Einen weiteren Bestandteil der Vorrichtung bildet ein Pressstempel 9 zum Einpressen eines Kopplerkolbens 3 des hydraulischen Kopplermoduls 1 in den Kopplerkörper 5. Wobei die Einpresstiefe durch ein definiertes Kopplervolumen 2 vorgegeben ist, das im Kopplerkörper 5 zwischen dem Kopplerkolben 3 und einem Ventilkolben 4 ausgebildet wird.
  • Nachfolgend werden anhand der Figur 1 die Montage und Befüllung des in der Figur dargestellten hydraulischen Kopplermoduls 1 erläutert.
  • Das Kopplermodul 1 umfasst neben dem hohlzylinderförmigen Kopplerkörper 5, dem Ventilkolben 4 und dem Kopplerkolben 3 eine erste Feder 10, die den Ventilkolben 4 umgibt und einerseits am Ventilkolben 4, andererseits am Kopplerkörper 5 abgestützt ist, sowie eine Rohrfeder 18, die den Kopplerkörper 5 umgibt. Zunächst werden die Feder 10 und der Kopplerkörper 5 einschließlich der Rohrfeder 18 auf den Ventilkolben 4 geschoben und anschließend gemeinsam in die Aufnahmebohrung 6 des Behälters 7 eingesetzt. Der in der Aufnahmebohrung 6 aufgenommene hubbewegliche Kolben 12 ist ausgefahren, so dass der Ventilkolben 4 in Anlage mit der auf dem Kolben 12 aufliegenden Distanzscheibe 19 gelangt (siehe Figur 1).
  • Der Kolben 12 wird anschließend eingefahren, bis der Bundbereich 13 des Kolbens 12 auf dem ringförmigen Absatz 14 der Aufnahmebohrung 6 zum Liegen kommt. Der Kolben 12 dichtet auf diese Weise die Aufnahmebohrung 6 nach unten hin ab. Die im Behälter 7 ausgebildete Zulaufbohrung 8 mündet nunmehr direkt oberhalb des Kolbens 12 in die Aufnahmebohrung 6. Ein außenumfangseitig ausgebildeter Bund des Kopplerkörpers 5, an welchem die Rohrfeder 18 abgestützt ist, gelangt beim Einfahren des Kolbens 12 in Anlage mit dem ringförmigen Absatz 11 der Aufnahmebohrung 6. Über den Abstand der beiden ringförmigen Absätze 11, 14 und die Höhe der Distanzscheibe 19 ist demnach die axiale Lage des Ventilkolbens 4 gegenüber dem Kopplerkörper 5 festlegbar. Diese ist vorliegend derart festgelegt, dass bei eingefahrenem Kolben 12 die zwischen dem Ventilkolben 4 und dem Kopplerkörper 5 eingesetzte Feder 10 entspannt ist.
  • Über die Zulaufbohrung 8 wird die Aufnahmebohrung 6 mit einem Kopplermedium, beispielsweise Prüföl, geflutet. Die Zulaufbohrung 8 ist hierzu an eine Schlauchleitung (nicht dargestellt) angeschlossen, in welcher ein Ventil (nicht dargestellt) zur Steuerung der Zulaufmenge angeordnet ist. Dem Ventil ist ein Feinfilter (nicht dargestellt) vorgeschaltet, um zu verhindern, dass über das Kopplermedium Partikel in das hydraulische Kopplermodul eingetragen werden. Durch Öffnen des Ventils wird die Aufnahmebohrung 6 über die Zulaufbohrung 8 von unten her geflutet, so dass die in der Aufnahmebohrung 6 vorhandene Luft nach oben verdrängt wird. Dabei wird das Kopplermedium unter anderem über das zwischen dem Ventilkolben 4 und dem Kopplerkörper 5 vorhandene Spiel in den Kopplerkörper 5 gedrückt, der sich daraufhin randvoll mit dem Kopplermedium füllt.
  • Dann wird der Kopplerkolben 3 zusammen mit einer hier nicht dargestellten Einstellscheibe in den Kopplerkörper 5 eingeführt und mittels des Pressstempels 9 in den Kopplerkörper 5 eingepresst. Dabei wird ein Teil des im Kopplerkörper 5 vorhandenen Kopplermediums über das zwischen dem Kopplerkolben 3 und dem Kopplerkörper 5 vorhandene Spiel verdrängt. Das über den Rand des Kopplerkörpers 5 austretende überschüssige Kopplermedium wird im Überlauf 16 des Behälters 7 aufgefangen, gesammelt und über eine Ablaufbohrung 17 abgeführt. Der Pressstempel 9 bzw. die Druckkraft des Pressstempels 9, welche den Kopplerkolben 3 beaufschlagt, ist derart eingestellt, dass eine vorgegebene Menge des Kopplermediums zwischen dem Kopplerkolben 3 und dem Ventilkolben 4 verbleibt. Auf diese Weise wird ein hydraulisches Kopplermodul 1 mit einem definierten Kopplervolumen 2 geschaffen, das zudem keine Lufteinschlüsse aufweist.
  • Die vorgeschlagene Vorrichtung zum Montieren und Befüllen eines hydraulischen Kopplermoduls weist den Vorteil auf, dass das Montieren und Befüllen automatisiert werden kann. Dadurch sind eine hohe Prozesssicherheit und eine kostengünstige Montage gewährleistet.
  • In den Figuren 2 und 3 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gezeigt, die dahingehend modifiziert ist, dass sie einen korbähnlichen Einsatz 20 zur Aufnahme eines teilvormontierten hydraulischen Kopplermoduls 1, umfassend einen Ventilkolben 4 und einen Kopplerkörper 5, besitzt. Der korbähnliche Einsatz 20 ist nicht als geschlossener Körper ausgebildet, sondern weist zwei Durchbrechungen 23 auf, die sich gegenüberliegen. Die Durchbrechungen 23 werden von Wandstücken 24 begrenzt, an deren Ende jeweils ein Kragenabschnitt zur Ausbildung eines Kragens 22 ausgebildet ist. Der Kragen 22 ermöglicht das Einhängen des korbähnlichen Einsatzes 20 in den Behälter 7, wobei sich der Einsatz 20 über den Kragen 22 am Rand des Behälters 7 abstützt (siehe Figur 3). Dabei umgreift der Kragen 22 des Einsatzes 20 den Rand des Behälters 7, so dass hierüber eine axiale und radiale Lagefixierung des Einsatzes 20 sowie des hierin aufgenommenen teilvormontierten Kopplermoduls 1 in Bezug auf den Behälter 7 erreichbar ist. Der Einsatz 20 gewährleistet auf diese Weise die Einhaltung eines vorgegebenen Montagemaßes und macht zusätzliche Distanzelemente, wie beispielsweise eine Distanzscheibe 19 entsprechend der Ausführungsform der Figur 1, entbehrlich. Zweckdienlich ist hierbei die Ausbildung eines radial verlaufenden Absatzes 21 im Bereich der Innenumfangsfläche der Wandstücke 24, die eine axiale Lagefixierung des teilvormontierten Kopplermoduls 1 bewirken. Anstelle des hubbeweglichen Kolbens 12 ist vorliegend eine Stange 12' in den Behälter 7 eingesetzt. Die Stange 12' ist mit dem Behälter 7 über eine Schraubverbindung verbunden.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Montieren und Befüllen eines hydraulischen Kopplermoduls (1), bei welchem zur Ausbildung eines definierten Kopplervolumens (2) ein Kopplerkolben (3) und ein Ventilkolben (4) in einen hohlzylinderförmigen Kopplerkörper (5) eingesetzt werden und das zwischen den beiden Kolben (3, 4) ausgebildete Kopplervolumen (2) mit einem Kopplermedium befüllt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Ventilkolben (4) und der Kopplerkörper (5) vormontiert und mit dem Ventilkolben (4) voran in eine Aufnahmebohrung (6) eines Behälters (7) einer Vorrichtung zum Montieren und Befüllen eines hydraulischen Kopplermoduls (1) eingesetzt werden, anschließend die Aufnahmebohrung (6) über eine im Bodenbereich des Behälters (7) angeordnete Zulaufbohrung (8) mit dem Kopplermedium geflutet wird, wobei in der Aufnahmebohrung (6) und/oder im Kopplerkörper (5) vorhandene Luft nach oben verdrängt und der Kopplerkörper (5) vollständig mit dem Kopplermedium befüllt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass nach der Befüllung des Kopplerkörpers (5) mit dem Kopplermedium der Kopplerkolben (3) in den Kopplerkörper (5) eingepresst wird, wobei zum Einpressen vorzugsweise ein Pressstempel (9) der Vorrichtung zum Montieren und Befüllen eines hydraulischen Kopplermoduls (1) verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einsetzen des Ventilkolbens (4) und des Kopplerkörpers (5) in die Aufnahmebohrung (6) des Behälters (7) zwischen dem Ventilkolben (4) und dem Kopplerkörper (5) eine Feder (10) angeordnet wird und/oder nach dem Einsetzen des Ventilkolbens (4) und des Kopplerkörpers (5) in die Aufnahmebohrung (6) des Behälters (7) zumindest der Kopplerkörper (5) in einer vorgegebenen axialen Lage fixiert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass in den Behälter (7) der Vorrichtung zum Montieren und Befüllen eines hydraulischen Kopplermoduls (1) ein Einsatz (20) zur Aufnahme des zumindest teilvormontierten Kopplermoduls (1), umfassend den Ventilkolben (4) und den Kopplerkörper (5), eingesetzt wird und das zumindest teilvormontierte Kopplermodul (1) vor oder nach dem Einsetzen des Einsatzes (20) in den Behälter (7) in den Einsatz (20) eingesetzt wird.
  5. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Behälter (7) mit einer Aufnahmebohrung (6) zur Aufnahme des Ventilkolbens (4) und des Kopplerkörpers (5) umfasst, wobei im Bodenbereich des Behälters (7) eine Zulaufbohrung (8) zum Fluten der Aufnahmebohrung (6) mit dem Kopplermedium angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmebohrung (6) als Stufenbohrung ausgebildet ist und mindestens einen vorzugsweise ringförmigen Absatz (11) zur axialen Lagefixierung des Kopplerkörpers (5) und/oder des Ventilkolbens (4) besitzt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufnahmebohrung (6) ein Kolben (12) zur unmittelbaren oder mittelbaren Abstützung des Ventilkolbens (4) hubbeweglich aufgenommen ist, wobei vorzugsweise der Kolben (12) einen Bundbereich (13) besitzt, der zur axialen Lagefixierung des Kolbens (12) in Anlage mit einem vorzugsweise ringförmigen Absatz (14) der Aufnahmebohrung (6) bringbar ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufbohrung (8) über eine die Aufnahmebohrung (6) begrenzende Innenumfangsfläche (15) des Behälters (7) in die Aufnahmebohrung (6) mündet.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (7) einen Überlauf (16) zum Sammeln des überschüssigen Kopplermediums besitzt, wobei der Überlauf (16) vorzugsweise an eine Ablaufbohrung (17) und/oder die Zulaufbohrung (8) angeschlossen ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Pressstempel (9) umfasst, mittels dessen der in den Kopplerkörper (5) eingesetzte Kopplerkolben (3) mit einer Druckkraft beaufschlagbar ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Einsatz (20) zur Aufnahme des Ventilkolbens (4) und des Kopplerkörpers (5) umfasst, der in die Aufnahmebohrung (6) des Behälters (7) einsetzbar ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (20) zur Aufnahme des Ventilkolbens (4) und des Kopplerkörpers (5) mindestens einen radial verlaufenden Absatz (21) zur axialen Lagefixierung des Ventilkolbens (4) und/oder des Kopplerkörpers (5) besitzt.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (20) zur Aufnahme des Ventilkolbens (4) und des Kopplerkörpers (5) einen Kragen (22) besitzt, mittels dessen der Einsatz (20) in axialer und/oder radialer Richtung in Bezug auf den Behälter (7) lagefixierbar ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (20) zur Aufnahme des Ventilkolbens (4) und des Kopplerkörpers (5) mindestens eine sich über einen Teilumfang erstreckende Durchbrechung (23) aufweist.
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