專利名稱：無剩余氣隙盤的電磁閥的制作方法
無剩余氣隙盤的電磁閥
背景技術(shù)：
DE 196 50 865 Al涉及例如一個(gè)共軌噴射系統(tǒng)的、用于控制噴射閥的控制室中的 燃料壓力的電磁閥。通過控制室中的燃料壓力可控制一個(gè)閥體的升降運(yùn)動(dòng)，借助該運(yùn)動(dòng)可 打開或關(guān)閉噴射閥的噴射孔。該電磁閥包括一個(gè)電磁鐵，一個(gè)可運(yùn)動(dòng)的銜鐵及一個(gè)與銜鐵 一起運(yùn)動(dòng)的及由閥關(guān)閉彈簧在關(guān)閉方向上加載的閥件，該閥件與閥件的閥座相互配合地由 控制室控制燃料的噴出。使用在高壓存儲(chǔ)器噴射系統(tǒng)(共軌)上的燃料噴射器也可具有由兩部分構(gòu)成的銜 鐵，該銜鐵也通過一個(gè)電磁閥來操作。該銜鐵在任何情況下當(dāng)電磁閥無電流時(shí)對(duì)一個(gè)閥球 施加關(guān)閉力。如果電磁鐵通電，則銜鐵抵抗作用在閥球上的關(guān)閉力向上運(yùn)動(dòng)一個(gè)銜鐵行程 及使排流閥打開。一個(gè)固定地由螺絲旋在燃料噴射器的噴射器體中的銜鐵導(dǎo)向件接收銜鐵 栓。銜鐵板在銜鐵栓上被導(dǎo)向，銜鐵板本身被電磁鐵吸引。由于導(dǎo)向間隙銜鐵栓可在銜鐵 導(dǎo)向件中傾斜。銜鐵板本身則可在銜鐵栓上傾斜，以致銜鐵栓/銜鐵板組件相對(duì)噴射器軸 線的總傾斜可被確定為導(dǎo)向間隙的和。在借助電磁閥操作的燃料噴射器上通常通過置入由一種非磁性材料作的剩余氣 隙盤_它為分級(jí)的調(diào)節(jié)盤_來調(diào)節(jié)銜鐵板與電磁鐵線圈下端面之間的剩余氣隙。通過剩余 氣隙將防止銜鐵板“粘接”在通電的電磁鐵線圈上，以避免燃料噴射器上的電磁閥延遲地響應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明提出，不用作為單獨(dú)地及高精度地加工的部件的剩余氣隙盤，其剩余 氣隙通過一個(gè)凸起或階臺(tái)來調(diào)節(jié)，該凸起或階臺(tái)優(yōu)選構(gòu)成在銜鐵板的位于電磁閥的電磁鐵 線圈對(duì)面的平面上。因此取消了代表高精度加工的、分選的調(diào)節(jié)盤的剩余氣隙盤，以致在取 消該高精度地加工的構(gòu)件的情況下電磁閥的制造成本可急劇地下降。通過銜鐵板的位于電 磁鐵線圈對(duì)面的平面上的凸起或階臺(tái)就形成了這樣地布置的凸起或階臺(tái)，使得銜鐵組件通 過設(shè)定的液壓阻尼被如此強(qiáng)地阻尼，以致該銜鐵組件僅可這樣快地碰撞在電磁鐵組件的磁 芯的端面上，使得無論銜鐵還是磁芯不會(huì)被損壞及可抑制抖動(dòng)現(xiàn)象。由例如DE 196 50 865 Al公開的電磁閥的另一缺點(diǎn)在于當(dāng)接收在電磁閥中的 銜鐵傾斜的情況下該銜鐵在打開時(shí)單側(cè)地碰撞在高精度地加工的剩余氣隙盤的一個(gè)邊緣 上。這在長(zhǎng)時(shí)間上將導(dǎo)致通常為50 μ m厚的剩余氣隙盤的損壞。如果剩余氣隙通過一個(gè)磨 削出的凸起來實(shí)現(xiàn)，由于高的材料密度預(yù)期凸起的變形小。對(duì)于根據(jù)本發(fā)明提出的通過銜鐵上的凸起形成的行程止擋的有利之處在于，由于 該凸起，使由電磁閥的電磁鐵線圈產(chǎn)生的電磁鐵力得到稍微提高。由此可使通過電磁鐵線 圈的電流下降及使升壓時(shí)間-在該期間施加升高的升壓電壓-縮短。通過電流的下降得到 電磁鐵線圈及控制它的控制裝置的熱負(fù)荷的減小。由此又得到了 控制裝置根據(jù)對(duì)它提出 的要求可成本上有利地實(shí)施。如果銜鐵電流保持不變，則銜鐵可被作得小些，這將導(dǎo)致有利地影響電磁閥結(jié)構(gòu)尺寸的小結(jié)構(gòu)的銜鐵。由銜鐵的小質(zhì)量又得到小的閥座負(fù)荷，而小的銜鐵面積將導(dǎo)致對(duì)銜鐵運(yùn)動(dòng)的液壓影響小。根據(jù)本發(fā)明提出的方案具有潛在的缺點(diǎn)，即銜鐵在其上位置中在磁鐵上保持“粘 連”，因?yàn)樵阢曡F上的、即在其上平面上的凸起與磁罐之間的距離下降到零。但借助電磁鐵 力仿真能表明在所提出的方案中力上升僅稍微快些及力下降稍微慢些。因此通過控制的 適配可達(dá)到相同的轉(zhuǎn)換時(shí)間。在根據(jù)本發(fā)明提出的方案的一個(gè)有利的實(shí)施方案中，在銜鐵的上表面上、即在向 著磁芯中的電磁鐵線圈的平面上，在徑向內(nèi)部區(qū)域中車削加工出一個(gè)凸起，該凸起正好具 有所需剩余氣隙的高度。如果電磁鐵線圈這時(shí)被通電，則通過電磁鐵進(jìn)行對(duì)銜鐵的吸引。在 通過在銜鐵中磨削出的凸起所給定的銜鐵的上行程位置中在銜鐵頂面的大部分上仍保留 剩余氣隙，以致凸起承擔(dān)了被取消的剩余氣隙盤的功能，該凸起例如被磨削或車削在銜鐵 組件的銜鐵板的上平面中。如果凸起相對(duì)上平面或其直徑被作在徑向內(nèi)部，則這就帶來了表面積小及由此對(duì) 液壓阻尼的影響小的優(yōu)點(diǎn)。通過凸起邊緣的倒圓可避免在電磁閥的工作壽命期間當(dāng)銜鐵 傾斜地撞擊在位于銜鐵組件對(duì)面的電磁鐵的端面上時(shí)出現(xiàn)磨損或變形。在位于徑向內(nèi)部的區(qū)域、例如在磁罐的內(nèi)極區(qū)域中車削或磨削出凸起。該凸起正 好具有預(yù)定的剩余氣隙的高度，由此可取消迄今使用的調(diào)節(jié)剩余氣隙的剩余氣隙盤。如果 這時(shí)使嵌入在磁罐中的電磁鐵線圈通電，則銜鐵組件的銜鐵板被電磁鐵線圈吸引。在通過 凸起給定的銜鐵組件的銜鐵板的上位置中在銜鐵板表面上看在徑向上出現(xiàn)剩余氣隙。凸起 的徑向內(nèi)部位置-例如在磁罐內(nèi)極的對(duì)面-具有表面積小及由此對(duì)液壓阻尼影響小的優(yōu) 點(diǎn)O以下將借助附圖來詳細(xì)地描述本發(fā)明。


圖1 一個(gè)電磁閥的概要視圖，圖1. 1 以顯著放大比例表示的位于磁罐的內(nèi)極對(duì)面的具有加工出的凸起的銜鐵 板的視圖，及圖2 設(shè)有剩余氣隙盤的與根據(jù)本發(fā)明提出的在徑向內(nèi)部區(qū)域設(shè)有凸起的方案的 電磁鐵力，電壓及銜鐵行程的對(duì)比。
具體實(shí)施例方式由圖1可看到一個(gè)電磁閥的概要結(jié)構(gòu)。電磁閥10包括一個(gè)電磁鐵組件12，該電磁閥尤其用于操作燃料噴射器以將燃料 噴射到自點(diǎn)火的內(nèi)燃機(jī)中。電磁鐵組件12基本上包括一個(gè)磁罐14或一個(gè)磁芯14，在其中 嵌入了一個(gè)電磁鐵線圈16。電磁鐵線圈16通過圖1中未示出的接觸端子通電及具有一個(gè) 端面18，該端面位于一個(gè)銜鐵組件的銜鐵板24的對(duì)面。銜鐵組件除銜鐵板24外還包括一 個(gè)銜鐵栓22。與銜鐵板24對(duì)著的端面18被電磁鐵線圈16分成一個(gè)內(nèi)極30及一個(gè)外極 32。銜鐵組件12的磁罐14包括一個(gè)透孔20，銜鐵組件的銜鐵栓22的一個(gè)桿在軸向上通過 該透孔延伸。
盡管在圖1中未詳細(xì)表示，電磁鐵線圈16被接收在磁罐14的一個(gè)凹槽中及這樣 地布置，即它盡可能地被設(shè)置在磁罐14的向著銜鐵板24的端面18的附近。不但銜鐵栓22 及與它接合的銜鐵板24而且電磁鐵線圈16及磁罐14均被作成旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。在圖1. 1中以放大尺寸示出位于磁罐的端面與對(duì)面的銜鐵板之間的區(qū)域。圖1. 1示出在該實(shí)施例中，銜鐵板24例如通過壓配合結(jié)合在銜鐵栓22上的結(jié)合 位置50上。在徑向上延伸的銜鐵板24在其第一端面上具有凸起42或隆起42，其位于圖1 中示出的磁罐14或磁芯14的內(nèi)極對(duì)面。凸起42的平面46超出銜鐵板24的第一端面26 的高度確定了剩余氣隙52。因此，該剩余氣隙通過凸起42或隆起42的平面46從第一端面 26伸出的高度來確定。如圖1. 1所示，取消了迄今的為調(diào)節(jié)剩余氣隙525所需的剩余氣隙ο圖1. 1還示出，凸起42的平面46具有第一斜面44和第二斜面48以避免基本上環(huán) 形構(gòu)造的凸起42的端部與平面46之間的銳邊的過渡。也可取代圖1. 1中示出的第一斜面 44和第二斜面48，設(shè)置大的半徑的倒圓。如果銜鐵板24或銜鐵組件連同銜鐵栓22傾斜， 則通過斜面44或斜面48的構(gòu)造避免損壞電磁鐵組件12的磁罐14的端面18，因?yàn)闆]有了 銳邊的過渡。除了損壞外，還避免了磁罐14或凸起42的端面18的變形。如果磁罐14上的電磁鐵線圈16被通電，銜鐵板24被電磁鐵線圈16吸引。在銜 鐵板24的、通過凸起42的高度或凸起42的平面46相對(duì)磁罐14的端面18的位置形成的 上位置中，銜鐵板24的端面26的大部分形成剩余氣隙52。凸起42的相對(duì)第一端面26位 于徑向內(nèi)部的位置還具有優(yōu)點(diǎn)具有小的表面積以及因此對(duì)液壓阻尼施加較小的、但不能 忽略的影響。通過根據(jù)本發(fā)明的在銜鐵板24的第一端面26上構(gòu)造凸起42及其布置的方案，通 過液壓阻尼可如此強(qiáng)地阻尼銜鐵板，使得銜鐵板24僅這種程度地碰撞到磁罐14的端面18 上，以致不僅銜鐵板24的第一平面26而且電磁鐵組件12的磁罐14的端面均不會(huì)受到機(jī) 械損壞。此外通過所提出的設(shè)在銜鐵板24的第一端面26的徑向內(nèi)部區(qū)域中的凸起42得 到一個(gè)好處，即使得磁力輕微地提高。這就允許流過電磁鐵線圈26的電流的絕對(duì)值下降及 使升壓時(shí)間縮短，在該升壓時(shí)間期間施加升高的電壓幅值，這將會(huì)導(dǎo)致不希望有的電磁鐵 線圈16的變熱。通過與迄今工作狀態(tài)相比在電磁鐵線圈16通電時(shí)電流的下降達(dá)到了電磁 鐵線圈本身及所屬控制裝置的熱負(fù)荷的降低。圖2表示對(duì)于設(shè)有剩余氣隙盤的銜鐵與根據(jù)本發(fā)明提出的在銜鐵板端面的徑向 內(nèi)部區(qū)域設(shè)有凸起的銜鐵的電磁鐵力曲線、運(yùn)動(dòng)行程及電磁鐵線圈16的供電電壓的對(duì)比。由圖2可看出，對(duì)于設(shè)有剩余氣隙盤的銜鐵，電磁鐵力按照曲線段60延伸。在時(shí) 間上記錄的曲線段60的特征是在一個(gè)平頂段66的端部的一個(gè)顯著的第一最大值62及一 個(gè)其絕對(duì)值小于第一最大值62的相對(duì)最大值64。直到平頂段66前用第一電壓幅值89. 1 對(duì)電磁鐵線圈供電，參見電壓曲線(標(biāo)號(hào)80)。在達(dá)到最大值62后，電磁鐵線圈16上的電壓一直回調(diào)到第一電壓降82的幅值上 及接著進(jìn)行一個(gè)重新的電壓上升86，在該電壓上升后又接著一個(gè)第二電壓降84。電壓上升 86對(duì)于具有根據(jù)本發(fā)明提出的位于徑向內(nèi)部區(qū)域的凸起42或設(shè)在那里的隆起的銜鐵來說 是在電磁鐵力曲線70中達(dá)到次最大值的原因。
如由對(duì)于設(shè)有剩余氣隙盤的銜鐵與根據(jù)本發(fā)明提出的設(shè)有凸起42的銜鐵的兩個(gè) 電磁鐵力60與70的比較可看出的，這些曲線基本上相似地延伸。標(biāo)號(hào)80表示施加在電磁鐵組件12的電磁閥26上的電壓的曲線。該電壓在一個(gè) 第一電壓幅值87. 1與一個(gè)第二電壓幅值87. 2之間變動(dòng)，第一電壓幅值在達(dá)到-由電磁鐵 力曲線中讀出的_平頂段66后下降到第二電壓幅值上。在該第二電壓幅值87. 2后電壓將 按照曲線80再次回調(diào)，確切地回調(diào)到第一電壓降82，在此期間出現(xiàn)電磁鐵力很強(qiáng)的下降。電磁鐵力60與70向著電壓上升86的終端出現(xiàn)升高，在該終端上接著出現(xiàn)第二電 壓下降84。在第二電壓下降期間根據(jù)電磁鐵線圈26的磁滯特性電磁鐵力60與70幾乎彼 此相同地下降。
用標(biāo)號(hào)90與100表示設(shè)有剩余氣隙盤的銜鐵的行程曲線_參見位置90-及具有 凸起42的銜鐵的行程曲線100，它們相互對(duì)照。兩個(gè)行程曲線90與100的比較表明在由 設(shè)有根據(jù)本發(fā)明提出的凸起42的銜鐵板24構(gòu)成的銜鐵的行程上可得到一個(gè)時(shí)間的提前量 104，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明提出的銜鐵更早地達(dá)到其對(duì)磁罐14的端面18的碰撞。與設(shè)有剩余氣隙盤的銜鐵的行程曲線90-該行程曲線具有比在內(nèi)部徑向區(qū)域設(shè) 有凸起42的銜鐵100的行程曲線的上升邊低的上升邊92-相比，在該行程曲線90上相對(duì) 于達(dá)到上行程止擋具有一個(gè)時(shí)間的延遲。用標(biāo)號(hào)102表示對(duì)于設(shè)有凸起的銜鐵的行程曲線 100上出現(xiàn)的上升邊。與此相對(duì)地用標(biāo)號(hào)92表示對(duì)于設(shè)有剩余氣隙盤的銜鐵的行程曲線的 上升邊。由根據(jù)圖2的視圖可看到根據(jù)本發(fā)明提出的方案按照電磁鐵力曲線70-該曲線 代表對(duì)于設(shè)有凸起的銜鐵的電磁鐵力曲線_的力上升與設(shè)有由非磁性材料作的剩余氣隙 盤的行程止擋的實(shí)施方案相比稍微快地進(jìn)行。在根據(jù)圖2的視圖中對(duì)于設(shè)有剩余氣隙盤的 銜鐵的該力上升由電磁鐵力曲線60表示。在根據(jù)本發(fā)明提出的方案中，當(dāng)電磁鐵線圈16 通電時(shí)銜鐵組件的銜鐵板24較早地、即早Δ tl04地達(dá)到其磁罐14的端面18上的最大位 置。這意味著，電磁鐵組件12的電磁鐵線圈16上的電壓可由升壓電壓幅值87. 1下降到小 的電壓幅值上，即下降到車電壓幅值87. 2上，該電壓幅值相應(yīng)于第二電壓幅值。該下降與 設(shè)有剩余氣隙盤的銜鐵方案的電壓曲線的下降相比較早地進(jìn)行，但出于簡(jiǎn)要表示的原因后 者的電壓曲線未示出。在本方案中通過電接通時(shí)隨著對(duì)于設(shè)有凸起的銜鐵出現(xiàn)的電磁鐵力 曲線70的較快力上升可使通過電磁鐵線圈16的電流早些關(guān)斷。由此可補(bǔ)償較慢進(jìn)行的力 上升，以致根據(jù)對(duì)于設(shè)有凸起的銜鐵的電磁鐵力曲線70銜鐵的轉(zhuǎn)換時(shí)間近似相同。
通過使用設(shè)有凸起的銜鐵在與使用設(shè)有剩余氣隙盤的銜鐵相同的功能的情況下 可成本上更有利地制造。根據(jù)本發(fā)明提出的方案具有潛在的缺點(diǎn)，即銜鐵板24在其上位置上在磁罐14上 保持“粘連”，因?yàn)樵阢曡F板24的第一端面26上的凸起42與磁罐14的端面18之間的距離 下降到零。在所提出的方案中力上升稍快些，即當(dāng)電磁鐵線圈26通電時(shí)銜鐵組件的銜鐵板 24較早地達(dá)到其最大位置-磁罐14的端面18的對(duì)面，而力的下降則較慢。
權(quán)利要求
電磁閥(10)，具有電磁鐵組件(12)及銜鐵組件，該電磁鐵組件包括一個(gè)在其中嵌放了電磁鐵線圈(16)的磁罐，該銜鐵組件具有單件地或多件地設(shè)置的銜鐵栓(22)和/或銜鐵板(24)，其特征在于所述銜鐵板(24)在徑向內(nèi)部區(qū)域中具有一個(gè)環(huán)形的凸起(42)，該凸起確定了剩余氣隙(52)的高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁閥(10)，其特征在于在所述銜鐵板(24)的徑向內(nèi)部區(qū)域 中尤其環(huán)形地構(gòu)成的所述凸起(42)尤其在所述電磁鐵組件(12)的所述磁罐(14)的內(nèi)極 (30)的對(duì)面延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁閥(10)，其特征在于所述凸起(42)具有一個(gè)平面(46)，該 平面的過渡部分連續(xù)地延伸到所述銜鐵板(24)的第一端面(26)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電磁閥(10)，其特征在于所述過渡部分構(gòu)造成斜面(44，48)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的電磁閥(10)，其特征在于所述過渡部分被倒圓地構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁閥(10)，其特征在于所述凸起(42)在所述銜鐵板(24)的 所述第一端面(26)中磨削出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁閥(10)，其特征在于所述凸起(42)在所述銜鐵板(24)的 所述第一端面(26)的徑向內(nèi)部區(qū)域中被車削在所述第一端面中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一電磁閥(10)，具有電磁鐵組件(12)及磁罐。在該磁罐中嵌放了電磁鐵線圈(16)。該電磁閥(10)還包括銜鐵組件，該銜鐵組件具有單件地或多件地設(shè)置的銜鐵栓(22)和/或銜鐵板(24)。所述銜鐵板(24)在徑向內(nèi)部區(qū)域中具有一個(gè)環(huán)形的凸起(42)，該凸起確定了剩余氣隙(52)的高度。
文檔編號(hào)F16K31/06GK101990598SQ200980112261
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2009年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日
發(fā)明者P·伯蘭德, S·坎內(nèi), T·迪蒙 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司