專利名稱：特別是燃料噴射閥的電磁操作閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個電磁操作閥，特別是屬于權(quán)利要求1之類型的燃料噴射閥。
在EP-OS0007724中已公開了一種燃料噴射閥，它具有一個球形的閥門元件，其可在閥門中軸向運動并同時可作為閥閉合體。該球形的閥門元件與一個固定的非磁性閥座配合作用，同時，閥門元件的一個終端位置在電磁線圈不激勵時，通過閥門元件靠置在閥座上而被確定。一個磁性的內(nèi)極，相對閥門元件而言精確地位于閥座相反的對面。如果一個電磁回路的激勵發(fā)生了，則該球形的閥門元件被拉向內(nèi)極，因此，它直接限位在內(nèi)極的接觸表面上。此時該閥門被打開。該閥門元件被一個磁性的側(cè)極所包圍，它形成一個具有圓柱開口的磁性盤。該磁場磁力線從側(cè)極通過閥門元件延伸至內(nèi)極，因此，在側(cè)極和閥門元件之間出現(xiàn)一個大的徑向空氣隙縫，這由于圓柱形開口的幾何形狀構(gòu)成。另一個缺點是在設(shè)置限位表面時，難以處理內(nèi)極。在這個限位表面成型和表面處理(涂層)時，通常必須是整個的內(nèi)極都被處理。
在US-PS4308890中公開了一個類似的可電磁操作的噴射閥，它同樣具有一個球形的閥門元件。該閥門元件之軸向運動的兩個終端位置則又通過位于電磁內(nèi)極和固定閥座上的各一個限位表面而被確定。在閥門元件作兩個終端位置之間的軸向運動時不存在一個導(dǎo)引結(jié)構(gòu)。在閥門元件的軸向延伸的區(qū)域內(nèi)，一個環(huán)區(qū)域從磁性殼體伸出至該閥門元件附近。通過該環(huán)區(qū)域設(shè)置一個內(nèi)部的柱形開口區(qū)，通過它，該閥門元件可運動。還有此處，在閥門元件和用作內(nèi)極的環(huán)區(qū)域之間存在一個大的徑向空氣間隙。這個同樣的并且已述的缺點也存在于在EP-PS0063952中公開的電磁可操作的流體噴射閥中。
本發(fā)明電磁可操作的并具有權(quán)利要求1特征部分技術(shù)內(nèi)容的閥門，特別是燃料噴射閥具有優(yōu)點是，可以簡單和成本低廉的方工實現(xiàn)一個高效的磁性回路，因為由于結(jié)構(gòu)簡單的措施使得磁場的損失可以保持在很微小的水平。
一個按照發(fā)明要求的，包圍著一個球形閥門元件的軟磁性導(dǎo)引體，通過其在內(nèi)部導(dǎo)引孔的區(qū)域中至少部分球面形的結(jié)構(gòu)不僅可以提供一個良好的閥門元件的導(dǎo)引作用，而且提供一個理想的到閥門元件的磁場線之過度，因為可以使在兩者之間形成的徑向空氣隙保持在最小水平上。
通過從屬權(quán)利要求中設(shè)置的措施就可實現(xiàn)對權(quán)利要求1中限定的電磁操作閥做出有利的發(fā)展變型和改進。
此外，本發(fā)明的優(yōu)點是，幾個閥門構(gòu)件的處理可在確定的加工程序中如表面處理中明顯簡單地實現(xiàn)。一個在用作內(nèi)極的芯體和球形閥門元件之間安置的限位元件可以作為分開的嵌入件很好地成型，而比經(jīng)受表面處理(例如涂層)要容易，另外裝配也更簡單。再一個優(yōu)點是，將限位元件設(shè)置為盤形結(jié)構(gòu)并借助一個壓力彈簧被擠壓到芯體上，因此，限位元件的導(dǎo)引作用就可通過一個非磁的中間件實現(xiàn)。
一個特別的優(yōu)點是，該限位元件調(diào)置為粗氣孔的燒結(jié)體。這樣，該限位元件可由于球粒燒結(jié)而成，這些球粒的直徑在十分之一毫米的范圍內(nèi)。在燒結(jié)一起的球粒之間還可以很好地流通流體，因此，就不必附加的滾動通道了。通過這種粗氣孔特性，除了幾何形狀簡單和制作簡單以外還可獲得的優(yōu)點是，在限位表面的區(qū)域中還抑制了一種液體的粘附性。同時該限位元件還可作為過濾器，以使粗污染物遠離閥座區(qū)域。
此外有優(yōu)點的是，為了避免液體的粘附性；該限位元件的球面形限位表面和球面形閥門元件的表面輪廊或者說其半長不要精確一致。這樣，在限位時，基本上只能產(chǎn)生一個環(huán)形的線接觸。
本發(fā)明實施例在附圖中作了簡化描述并在下面的說明書中作詳細解釋。


圖1是本發(fā)明可電磁操作的閥門局部圖，圖2是沿剖示線II-II通過一限位元件的截面圖；圖3表明一個閥門元件在限位元件之外部區(qū)域上的限位，圖4表明一個閥門元件在限位元件之里邊區(qū)域上的限位和圖5表明一個閥門元件在限位元件之中間區(qū)域中的限位；在圖1中以實施例方式和只局部描述的可電磁操作的閥門是用于混合壓縮式、外點火內(nèi)燃機的燃料噴射裝置的噴射閥結(jié)構(gòu)，它有一個電磁回路，其中置有一電磁線圈1，一個階梯式管形的磁性殼體3和一個用作內(nèi)極和燃料進入接頭的芯體5，它例如在其整個長度上具有一個不變的直徑。一個例如階梯式的線圈架6容置一個電磁線圈1的繞組并能結(jié)合磁性殼體3的階梯結(jié)構(gòu)方式實現(xiàn)一個特別緊湊的在電磁線圈1區(qū)域內(nèi)的噴射閥結(jié)構(gòu)。
該電磁線圈1以其線圈架6按照適當方式嵌置在階梯式的磁性殼體3中，也就是說，它被磁性殼體3在圓周方式完全包圍住而朝下方至少部分包圍住。一個可安裝到磁性殼體3上但未描繪的蓋件用于在上邊蓋住電磁線圈1并用于使磁性回路閉合。這樣，該蓋件將芯體5和磁性殼體3在電磁線圈1的上方相連接。通過一個直接在線圈架6下方的磁性殼體3的臺階7就可在朝流動下游方向上看，獲得一個磁性殼體3直徑的減小，該殼體3以其滾動下游的端部區(qū)域9起作用而且其中用作閥座載體。該線圈架6例如安置在磁性殼體3的臺階7上。
該管形的磁性殼體3對中地朝閥縱軸線10延伸。在磁性殼體3中延伸著一個縱向孔12，它同樣相對該閥縱軸線10為對中的結(jié)構(gòu)。在縱向通孔12中，安置一個球形的閥門元件13，它不僅扮演該噴射閥的銜鐵而且是閥門閉合體。與芯體5之下邊的芯體端部14密封地連接一個管形的金屬的非磁性的中間件15例如用釬焊方法，并同時軸向上部分地圍住該芯體端部14。因為通過中間件15與磁性殼體3的一個密封的和牢固的連接也就確保了在芯體5和磁性殼體3之間的密封性，所以電磁線圈1可保持干燥。該線圈架6因此例如也靠量在中間件15的一個上邊的端表面16上。
該噴射閥的操作是以公知的方式用電磁實現(xiàn)的。為了閥門元件13的軸向運動和依此為了開啟克服一個在閥門元件13上靠置的復(fù)位彈簧的彈簧力或者為了關(guān)閉噴射閥而設(shè)置了該電磁回路，它具有電磁線圈1，磁性殼體3和芯體5。在磁性殼體3之下游安置的遠離電磁線圈1的端部區(qū)域9中，并在縱向孔12內(nèi)例如通過焊接密封地安裝一個圓柱形閥座體20，它有一個固定的閥座21。
為了在閥門元件13沿閥門縱軸線10作軸向運動期間導(dǎo)引它設(shè)置一個盤形的導(dǎo)引體25。該球形的閥門元件13與在流動方向上截錐形收縮的閥座體20之閥座21配合作用。該閥座體20的圓周具有一個比磁性殼體3的縱向孔12稍小的直徑。在閥座體20之遠離閥門元件13的端側(cè)面26上，例如通過一個環(huán)繞的，密封的和借助激光形成的焊縫對中和固定連接一個例如缽形結(jié)構(gòu)的噴射孔盤27。
該缽形的噴射孔盤27除了一個其上固定了閥座體20的底件28外還具有一個環(huán)繞的朝流動下游指向的固定邊緣30，并在底件28中設(shè)置至少一個，例如4個通過腐蝕或沖制成形的噴射孔29。通過在噴射孔盤27和磁性殼體3之間的焊縫31就防止了流體，特別是燃料直接流入到噴射孔29外邊的內(nèi)燃機抽吸管道中。
該具有缽形的噴射孔盤27的閥座體20之嵌入深度或者說，一個盤形的限位元件33在閥門元件13上游的配置就決定了閥門元件13之行程的大小。同時，該閥門元件13的一個終端位置，在電磁線圈1不激勵時通過該閥門元件13靠置在閥門體20的閥座21上而被確定，而在電磁線圈1激勵時，該閥門元件13的另一終端位置則通過其靠置在限位元件33上形成。
一個推入到和閥縱軸線10對中布置的芯體5之流通孔35中的調(diào)節(jié)套36例如是由滾軋的彈簧鋼板制成，它用于調(diào)節(jié)在流通孔35中延伸的并靠置在調(diào)節(jié)套36上的復(fù)位彈簧17的彈簧予應(yīng)力，該彈簧17又以其相反的側(cè)端支承在球形閥門元件13的表面上。同時該復(fù)位彈簧17還在連續(xù)的內(nèi)孔38中伸過該限位元件33，該內(nèi)孔38具有一個例如和芯體5之流通孔35直徑精確一致的直徑。因此，開孔38扮演了流通孔35的一個延續(xù)部分。
該限位元件33以上面的端面40靠置在芯體5的芯體端部14上。同時，該端面40例如是如此加工的，即該限位元件33僅僅接觸芯體5而不接觸中間件15。為了實現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)例如在限位元件33的外圓周上設(shè)置一個環(huán)繞的傾斜部41。另外，在圓周方向上，該限位元件33還被中間件15所導(dǎo)引。在限位元件33的上邊端面40是平坦的結(jié)構(gòu)設(shè)置時，而其相反對量的對著閥門元件13的下邊限位表面43是球面的結(jié)構(gòu)，以便盡可能有效地通過小的空氣間隙形成磁回路。在限位元件33上形成球面幾何形狀的不同結(jié)構(gòu)方案表明在圖3至5中，以后要詳述。該球面形的限位表面43是通過至少一個例如4個徑向并同時朝下游延伸的流體通道特別是燃料通道44而被切割。同時該至少一個燃料通道44是槽形結(jié)構(gòu)地設(shè)置在限位元件33中。
該限位元件33具有一個階梯式外輪廊、同時，一個上邊區(qū)域具有一個比包含燃料通道44的下邊區(qū)域之直徑要較大的外直徑。依此，在限位元件33上形成一個臺階46，對著它撐上一個壓力彈簧47。在限位元件33上靠置的壓力彈簧47將限位元件33擠壓到芯體5的芯體端部14上的同時，它還以其相反對置的側(cè)端支承在導(dǎo)引體25上，該導(dǎo)引體25又靠量在閥座體20上。該限位元件33由軟磁性材料制成并至少在下邊的球面形限位表面43上為了防止容損而進行表面處理如鍍鉻。
該球形的閥門元件13具有一個球赤道線48，它位于一個球平面內(nèi)該平面將球體分割成兩個相同大小的球半拉。在這個球赤道線48的區(qū)域內(nèi)延伸著該盤形的導(dǎo)引體25，它具有一個導(dǎo)引孔49，其中，閥門元件13可以運動。該導(dǎo)引體25由一種軟磁性材料制成并在閥門元件13靠置在閥座21上情況下至少從球面赤道線48開始的軸向高度上朝下游的方向上設(shè)置成與閥門元件13的外輪廊適應(yīng)的球面結(jié)構(gòu)。該磁力線流通過磁性殼體3，導(dǎo)引體25，閥門元件13和限位件33到達芯體5。通過在導(dǎo)引體25上設(shè)置為球面的導(dǎo)引孔49結(jié)構(gòu)，該磁力線流就可以最小的徑向空氣間隙過度到閥門元件13上。該導(dǎo)引孔49的上邊部分例如是圓柱形結(jié)構(gòu)。該導(dǎo)引體25還可以如此翻轉(zhuǎn)180°作結(jié)構(gòu)設(shè)置，即，導(dǎo)引孔49的球面結(jié)構(gòu)的部分位于球赤道線48的上方。為了在朝閥座21的方向上導(dǎo)引流體可以在導(dǎo)引體25的導(dǎo)引孔49上設(shè)置軸向延伸的類似槽的深凹結(jié)構(gòu)。該導(dǎo)引體25例如通過沖制，燒結(jié)或M1M-技術(shù)(金屬-注射-模制)來制造。
而且，限位元件33也可以通過沖制，燒結(jié)或M1M-技術(shù)制。作為優(yōu)選，該限位元件33還可以由球體燒結(jié)而成，這些球體具有0.1毫米范圍內(nèi)的直徑。在這種粗孔的燒結(jié)體中，流體通孔，特別是燃料通孔44就不再需要了，因為在燒結(jié)一起的球體之間，燃料就可以流過去。通過限位元件33的粗氣孔表面還可有效地抑制一個液體的粘附作用。該限位元件33還可用作過濾器，以使污染物遠離閥座區(qū)域。
在磁性殼體3的端部區(qū)域9上例如安裝一個由板料制成的固定環(huán)52。這個環(huán)繞的截面形狀為鉤形的固定環(huán)52在圓周的三個或四個位置上具有切制的夾板53，它在拆卸噴射閥時，可以通過自身制動作用防止固定環(huán)52的脫離。通過磁性殼體3的臺階7和固定環(huán)52，在磁性殼體3的外圓周上構(gòu)成一個環(huán)槽，其中安置一個密封環(huán)55。
圖2表明沿圖1中剖示線II-II通過限位元件33的截面圖。在這個實施例中，設(shè)置4個槽形的，相互分別以90°間距安置的燃料通道44，它們從內(nèi)通孔38徑向往外地延伸。同樣可以想到其他數(shù)目的燃料通道44。當限位元件33是由粗氣孔的燒結(jié)體構(gòu)成時就可完全放棄這種燃料通道44。
為了避免液壓的粘附作用，該限位元件33之球面限位表面43的幾何形狀和球形閥門元件13的表面輪廊或者說它的半徑不是精確一致的。圖3、4和5表明了防止液壓粘附性的可能輪廊。這樣，該閥門元件13就可能僅在限位元件33之限位表面43的一個外部區(qū)域上(圖3)被限位，或者僅在一個里邊區(qū)域上(圖4)被限位，或者僅在一中間區(qū)域上(圖5)被限位，同時，該限位表面43之相應(yīng)另外的區(qū)域從閥門元件13延伸很小的距離。這樣，總是盡可能只還存在一個環(huán)形的線接觸。
權(quán)利要求
1.可電磁操作的閥門，特別是用于內(nèi)燃機之燃料噴射裝置的燃料噴射閥具有一個閥縱軸線，一個沿閥縱軸線可軸向運動時球形閥門元件，它與一閥座配合作用，在閥座上靠置著處在軸向運動終端位置的閥門元件還具有至少一個在閥座下游的噴射孔；具有一個扮演電磁回路之內(nèi)極的芯體，它與閥座，以及相對閥門元件相反對置，同時該閥門元件具有一個球體赤道線，它與閥門縱軸線相垂直配置并在其平面中延伸配置一個帶導(dǎo)引孔的導(dǎo)引體，其特征在于該導(dǎo)引體(25)的導(dǎo)引孔(49)至少部分是球面結(jié)構(gòu)，其中，閥門元件(13)可作軸向運動。
2.按權(quán)利要求1所述的閥門，其特征在于該導(dǎo)引體(25)的導(dǎo)引孔(49)沿其軸向延伸方向上看具有一個圓柱形部分的結(jié)構(gòu)，其上，連接一個具有球面形輪廊的收斂部分。
3.按權(quán)利要求2所述的閥門，其特征在于該具有球面形輪廊的部分以對著閥座(21)的方式連接到該導(dǎo)引孔(49)之圓柱形部分上。
4.按權(quán)利要求2所述的閥門，其特征在于具有球面形輪廊的部分以對著芯體(5)的方式連接到該導(dǎo)引孔(49)之圓柱形部分上。
5.按前述權(quán)利要求之一所述的閥門，其特征在于在導(dǎo)引孔(49)內(nèi)至少設(shè)置一個類似槽的深凹結(jié)構(gòu)。
6.按權(quán)利要求1所述的閥門，其特征在于該閥座(21)構(gòu)成在一個閥座體(20)上，其上靠置著該導(dǎo)引體(25)。
7.按權(quán)利要求1所述的閥門，其特征在于在芯體(5)和閥門元件(13)之間安置一個限位元件(33)，它具有一個對著該閥門元件(13)的球面形的限位表面(43)，其上靠置著處在其軸向運動之另一終端位置的閥門元件(13)。
8.按權(quán)利要求7所述的閥門，其特征在于該限位元件(33)是盤形的結(jié)構(gòu)并具有一個軸向延伸的內(nèi)孔(38)。
9.按權(quán)利要求7或8所述的閥門，其特征在于該限位元件(33)在其外輪廊上具有臺肩(46)，通過它在朝下游的方向上外直徑縮小，并在臺肩(46)上靠置一個壓力彈簧(47)，它將限位元件(33)擠壓到芯體(5)上，同時，該壓力彈簧(47)以其相反對置的側(cè)端支承在導(dǎo)引體(25)上。
10.按權(quán)利要求7至9之一所述的閥門，其特征在于該限位元件(33)具有至少一個流體通道(44)，它確保一個從內(nèi)孔(38)開始朝閥座(21)方向的流體流動。
11.按權(quán)利要求10所述的閥門，其特征在于至少一個流體通道(44)是徑向延伸地和槽形結(jié)構(gòu)地設(shè)置在限位元件(33)之對著閥門元件(13)的限位表面(43)上。
12.按權(quán)利要求7至9之一所述的閥門，其特征在于該限位元件(33)是一個有粗氣孔的燒結(jié)體，通過其材料接合縫可以讓流體流通。
13.按權(quán)利要求7所述的閥門，其特征在于該閥門元件(13)在其一個終端位置上僅僅靠置在限位元件(33)之限位表面(43)的一個很小的區(qū)域上。因此，基本上只發(fā)生一個環(huán)形的線接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一個可電磁操作的閥門，它具有一個電磁回路，其由一個電磁線圈(1)，一個磁性殼體(3)和一個作為內(nèi)極的芯體(5)構(gòu)成，一個作為銜鐵和閥閉合體功用的閥門元件(13)是球形的結(jié)構(gòu)和在磁性殼體(3)中作軸向運動。在芯體(5)和閥門元件(13)之間安置一個限位元件(33)，它具有一個對著閥門元件(13)的球面形的限位表面(43)。該閥門元件(13)至少在圓周方向部分地被導(dǎo)引體(25)所包圍，它(25)具有一個導(dǎo)引孔(49)，甚至少部分地同樣為球面形結(jié)構(gòu)。該閥適合于燃料噴射閥的形式特別地用于混合壓縮式外點火內(nèi)燃機的燃料噴射裝置中。
文檔編號F02M51/06GK1166196SQ96191164
公開日1997年11月26日 申請日期1996年6月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月7日
發(fā)明者費迪南德·賴特爾 申請人:羅伯特·博施有限公司