CN104169019A - 制造阀的方法和冲压阀的衔铁销中球形顶的工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制造一种阀的方法，所述阀尤其是内燃机高压贮存器中电磁致动的调压阀，所述阀包括衔铁销(1)，所述衔铁销轴向可移动地容纳在阀壳体中，所述衔铁销在一端面具有通过冲压引入的球形顶(2)，所述球形顶(2)的冲压利用工具在所述阀壳体的外部执行。将球形顶(2)冲压到这个阀的衔铁销(1)端面中的工具包括导向体(4)和冲压体(6)，所述导向体具有导向孔(3)，所述冲压体容纳在所述导向孔(3)中并且用于使所述衔铁销(1)的端面塑性变形，所述导向孔(3)的直径相对于衔铁销(1)的直径被选择，以便使插入的衔铁销(1)和导向体(4)之间的余隙保持小于15毫米，优选小于10毫米。

Description

制造阀的方法和冲压阀的衔铁销中球形顶的工具

技术领域

本发明涉及一种制造阀的方法，所述阀尤其是内燃机高压贮存器的、电磁操纵的调压阀，所述阀包括衔铁销，所述衔铁销轴向可移动地容纳在阀壳体中，所述衔铁销在一个端面上具有用冲压方式引入的球形顶。

本发明还涉及一种用于将球形顶冲压到阀的衔铁销的端面中的工具，所述阀尤其是内燃机高压贮存器的、电磁操纵的调压阀。

本发明的应用领域扩展到阀，尤其是调压阀，例如PKW、NKW、备用发电机组以及机车和船舶的内燃机的高压贮存器中。

背景技术

在具有高压贮存器的自点火式内燃机运行中，高压贮存器中的燃料系统压力利用调压阀保持基本恒定。所述调压阀的任务是依据发动机的负荷状况调整并保持高压贮存器中的压力。在高压贮存器中的压力过高时，所述调压阀开启，从而一部分燃料从高压贮存器经由主管回流到燃料箱中。在高压贮存器中处于低压时，所述调压阀相对于低压侧密封高压侧，衔铁销将用作闭合元件的阀球推压到阀体的阀座中。

在制造这种调压阀时，所述衔铁销被冲压到阀壳体内部。此外，冲压球置于阀体的阀座中，此后所述衔铁销插入阀壳体的导向孔中。限定的冲压力施加到所述衔铁销上，以通过塑性变形将球形顶冲压到所述衔铁销的端面中。在冲压所述球形顶后，所述衔铁销离开所述阀壳体，以使所述冲压球移除及使用作闭合元件的阀球插入，所述阀球的直径小于所述冲压球的直径。此后，冲压的衔铁销装配到所述阀壳体中。

所述衔铁销的端面上的球形顶的任务是将所述阀球导向向阀体中的锥形阀座，并且限制相对于所述衔铁销的纵轴径向运动。在冲压所述球形顶时，还通过冷作硬化引起在所述衔铁销的端面区域中所述衔铁销的刚度和硬度的增加，同时伴随着耐磨强度的提高。

已知解决方案的缺点是因为衔铁销的双重装配或拆卸，尽管这是通过阀球更换冲压球所必需的，但增长了制造时间，而且还可能出现球的混淆。因为导向孔和衔铁销之间的、约19-37μm的功能性余隙，可能导致衔铁销不希望地弹性和/或塑性变形，它的结果是所述冲压的球形顶的深度可能出现大的方差。此外，所述衔铁销中的球形顶和阀体中的阀座之间可能出现共轴误差，从而不再保证所述阀球和锥形阀座之间的最优接触。在阀座上也可能出现塑性变形，这导致所述阀球的密封功能受到损害，在调整压力时限制内燃机效率的问题。

发明内容

因而，本发明的目的是提供一种方法和工具，在将球形顶冲压到衔铁销的端面中时能够具有更高的制造精度，并且缩短了制造时间。

本发明的目的从根据权利要求1前序部分所述的制造阀的方法出发，结合权利要求1的区别特征部分来实现。本发明的目的还从根据权利要求6前序部分所述的用于将球形顶冲压到阀的衔铁销端面中的工具出发，结合权利要求6的区别特征部分来实现。本发明的有利改进方案从后面的从属权利要求得知。

根据本发明，在所述阀壳体外部利用一种工具实现球形顶的冲压。由此消除在球形顶的制造工序中在阀体中冲压球的改变，并因而消除了冲压球与阀球的可能交换。此外，避免了阀体的锥形阀座的不希望的塑性变形。

本发明包含下面的技术原理，即在冲压时，所述衔铁销的球形顶通过所述工具的导向体中的导向孔导向。所述衔铁销的导向反作用于所述衔铁销沿着它的纵轴的变形，进而反作用于冲压球形顶时的共轴误差，提高了所述球形顶的制造精度，延长了所述阀的使用寿命。

本发明进一步提出，所述冲压包括下述步骤：

a)将所述衔铁销利用端面前导地引入到所述工具的导向体的导向孔中；

b)朝向冲压体，与所述衔铁销的纵轴同轴地施加限定的冲压力于所述衔铁销的背离端面的端部上，所述冲压体容纳在所述导向孔的端部处并且至少部分地成形为球形，所述衔铁销的端面根据所述至少部分成形为球形的冲压体的几何形状塑性变形；

c)所述衔铁销从所述工具的导向体的导向孔移除；以及

d)将所述衔铁销插入到所述阀壳体中。

所述方法步骤的这种顺序保证间隔时间短，并且提高生产率。在将所述球形顶冲压到所述衔铁销的端面中后，所述衔铁销能够装配到所述阀壳体中，从而因为球更换引起的拆卸不再是必需的。

此外，优选地，当所述衔铁销碰撞在所述冲压体的止挡面上时，结束步骤b)。为了调整所述冲压的球形顶的冲压深度，这个可能性表明是尤其有利的。在所述衔铁销接触所述冲压体的止挡面时，停止作用到所述衔铁销的背离所述端面上的力的作用，并且结束所述冲压过程。

优选地，依据施加的冲压力的突然增大能够识别所述衔铁销碰撞到所述冲压体的止挡面上。在所述衔铁销与所述冲压体的止挡面接触时，因为止挡面带来的阻力，所述施加的冲压力迅速增大，这描绘了所述衔铁销卸载的信号。

为了制造阀的衔铁销，本发明还说明了一种工具，所述工具包括导向体和冲压体，所述导向体具有导向孔，所述冲压体容纳在所述导向孔，使所述衔铁销的端面塑性变形，所述导向孔的直径相对于所述衔铁销的直径这样选择，以使得被导向的衔铁销和导向体之间存在小于等于15μm，优选小于等于10μm的余隙。有利地，轴向余隙不超过5μm。

被导向的衔铁销和导向体之间的小余隙范例性地有助于所述球形顶的制造精度，因为当冲压力施加到衔铁螺栓上时，所述衔铁螺栓在导向孔中基于小的余隙而只具有非常小的偏移可能性。因此，有效地使所述衔铁销的变形，尤其是弯曲达到最小，并且避免共轴误差。

根据本发明，所述冲压体的成形为球形的部分被径向延伸的且用作止挡面的环形面围绕。所述止挡面用作所述衔铁销的端面的接触面，并且在于所述衔铁销接触时所述冲压开始结束。替代地或者补充地，本发明提出所述冲压体的成形为球形的部分是插入所述冲压体端面的凹槽中的冲压球。插入所述冲压体端面的凹槽中的冲压球的优点是更换所述冲压球的可能性。在所述冲压球的磨损现象严重时，所述冲压球的改变显得是有利益的，因为取消了整个冲压体的改变。

所述冲压体的径向延伸的止挡面因为小的力作用而只被最小地磨损。所述冲压体的材料相对于所述衔铁销的材料优选具有更高的硬度和刚度，由此可能将球形顶冲压到所述衔铁销的端面中。

优选地，所述冲压体的成形为圆锥形的部段连接到所述冲压体的成形为球形的部分或者连接到围绕所述冲压体的环形面。所述冲压体的这个结构能够使所述冲压体容易地引入到为此设置的导向孔中。可靠地避免在所述冲压体被引入到所述导向孔中时没有意识到所述冲压体穿过所述成形为圆锥形的部段。

本发明包含下述技术原理，即在导向体中在所述冲压体的成形为球形的部分的高度上构造横向孔，用于排空所述导向孔。因为本发明提出在所述衔铁销和导向孔之间存在小余隙，位于导向孔中的空气在所述衔铁销插入到导向孔中时被排出。在这里它具有的优点是，横向孔布置得足够深，例如布置在所述导向孔中，以避免因所述衔铁销而增加用于排空的横向孔。

附图说明

下面将参考附图，与本发明的优选实施例的说明一起详细阐述本发明的改进措施，其中：

图1示出了根据本发明的、用于冲压衔铁销的工具的剖视示意图；

图2示出了图1的工具的冲压体的剖视放大示意图；

图3示出了冲压体的替换实施例的剖视示意图；

图4示出了冲压体的替换实施例的剖视示意图。

具体实施方式

根据图1，衔铁螺栓位于导向体4的导向孔3中，所述衔铁螺栓包括衔铁销1和锚板11。而且导向孔3在一端具有冲压体6，冲压体6带有冲压球8。所述工具目前设计为两部分式的：所述工具的下部部分(A)供冲压体6用作止挡面；上部部分(B)用作导向体3，并且安装在所述工具的下部部分(A)上，以使冲压体6从与衔铁销1插入方向相反的方向进入到导向孔3中。所述工具的上部和下部部分(A+B)利用螺栓12相互力锁合地连接。

当限定的冲压力F与衔铁销纵轴5共轴地施加到衔铁销1的背离所述端面的一端上时，衔铁销1的下部部分与衔铁销纵轴5共轴的冲压体6的冲压球8进入到衔铁销1的端面中。根据冲压球8的几何形状，所述衔铁销1的端面塑性变形，以在衔铁销1中构成球形顶2。为了使衔铁销1容易进入到导向孔3中，在导向体4中在冲压球8的高度上构成横向孔9以排空导向孔3。

图2示出了图1的冲压体6的放大视图。衔铁销1布置在冲压体6的上部，冲压球8与衔铁销纵轴5共轴地布置在冲压体6的端面上的凹槽中。冲压体6的端面中的凹槽被径向延伸的环形面围绕，冲压体6的成形为圆锥形的段连接到围绕冲压体6的环形面上。这个成形为圆锥形的段使冲压体6容易被引入到导向孔3中。在导向体4中在冲压球8的高度上构成横向孔9，用于排空导向孔3。

图3详细示出了位于导向孔3中的冲压体6在它的端面上具有成形为球形的部分，它连接到冲压体6的成形为圆锥形的段。冲压体6的成形为球形的部分与衔铁销纵轴5共轴，衔铁销1布置在冲压体的上部。在冲压体6的成形为球形的部分的高度上构造横向孔9，用于排空导向孔3。

根据图4，冲压体6布置在导向孔3中。冲压体6具有与衔铁销纵轴5共轴的、成形为球形的部分，这个成形为球形的部分被径向延伸的且用作止挡面7的环形面围绕。冲压体6的成形为球形的部分进入到衔铁销1的端面中并且塑性变形。此时，球形顶2形成在衔铁销1的端面中。球形顶2用于将这里未示出的阀球导向到阀体中的阀座上。在冲压体6的成形为球形的部分的高度上构造横向孔9，用于排空导向孔3。

本发明不限于上述优选实施例。其实，也可设想落入后述权利要求的保护范围的改型。例如，代替用于排空导向孔3的横向孔9，布置沿着冲压体6的纵向孔或槽或者容纳冲压体6的导向孔3。

此外，也可设想所述工具构成为一件式的，导向孔3应构造为盲孔，以使冲压体6容纳在所述盲孔的端部处。代替冲压球8，其他几何形状也是可能的，以冲压衔铁销1，从而实现阀球被导向到阀体中的阀座上。这种几何形状可能是锥形、截锥形、棱锥形、截棱锥形和圆柱形。

Claims (9)

1.一种制造阀的方法，所述阀尤其是用于内燃机高压贮存器的、电磁操纵的调压阀，所述阀包括轴向可移动地容纳在阀壳体中的衔铁销(1)，所述衔铁销在一端面具有冲压引入的球形顶(2)，其特征在于，

在所述阀壳体外部利用工具实现所述球形顶(2)的冲压。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在冲压所述球形顶(2)时，所述衔铁销(1)通过所述工具的导向体(4)中的导向孔(3)被导向。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述冲压包括下述步骤：

a)将所述衔铁销(1)利用端面前导地引入到所述工具的导向体(4)的导向孔(3)中，

b)限定的冲压力(F)与衔铁销纵轴(5)共轴地朝向容纳在所述导向孔(3)的端部上、至少部分地成形为球形的冲压体(6)，施加到所述衔铁销(1)的背离所述端面的端部上，所述衔铁销(1)的端面根据所述至少部分地成形为球形的冲压体(6)的形状塑性变形，

c)将所述衔铁销(1)从所述工具的导向体(4)的导向孔(3)移除，以及

d)将所述衔铁销(1)插入到所述阀壳体中。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述衔铁销(1)碰撞到所述冲压体(6)的止挡面(7)上时，所述步骤b)结束。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，依据所述施加的冲压力(F)的突然增加识别所述衔铁销(1)碰撞到所述冲压体(6)的止挡面(7)上。

6.一种用于将球形顶(2)冲压到阀的衔铁销(1)的端面中的工具，所述阀尤其是用于内燃机高压贮存器的、电磁操纵的调压阀，其特征在于，

所述工具包括导向体(4)和冲压体(6)，所述导向体(4)具有导向孔(3)，所述冲压体(6)容纳在所述导向孔(3)中，用于使所述衔铁销(1)的端面塑性变形，所述导向孔(3)的直径相对于所述衔铁销(1)的直径选定为使所述被引入的衔铁销(1)和导向体(4)之间存在小于等于15μm的余隙，优选小于等于10μm的余隙。

7.根据权利要求6所述的工具，其特征在于，所述冲压体(6)的成形为球形的部分被径向延伸的且用作止挡面(7)的环形面围绕，和/或是插入到所述冲压体(6)的端面凹槽中的冲压球(8)。

8.根据权利要求6或7所述的工具，其特征在于，所述冲压体(6)的成形为圆锥形的段连接到所述冲压体(6)的成形为球形的部分上或者连接到围绕所述冲压体(6)的环形面上。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的工具，其特征在于，在导向体(4)中在所述冲压体(6)的成形为球形的部分的高度上构造横向孔(9)用于排空所述导向孔(3)。