專利名稱：尤其是用于電磁閥的金屬復合構件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種按照獨立權利要求所述類型的金屬復合構件、尤其是用于電磁閥 的金屬復合構件。
背景技術：
在圖1中示出由現(xiàn)有技術已知的燃料噴射閥，該燃料噴射閥具有內部的金屬導流 件的典型的三件式結構并且同時具有殼體構件。內部的閥管由一個形成內極的進入接管、 一個非磁性的中間件和一個接納閥座的閥座支架構成并且在對圖1的說明中詳細闡述。由DE 35 02 287 Al已知一種用于制造空心圓柱形的金屬殼體的方法，該殼體包 括兩個能磁化的殼體件和一個位于其間的將這兩個殼體件磁性分隔開的非磁性的殼體區(qū)。 該金屬殼體在此由能磁化的坯件一體地預加工直到外徑的過量尺寸，其中在殼體內壁中在 所希望的中間的殼體區(qū)的寬度內刺出一環(huán)形槽。當殼體旋轉時，在加熱環(huán)形槽區(qū)域的情況 下將不能磁化的填料填充到環(huán)形槽中并且保持殼體旋轉直到填料凝固。接著對殼體外部車 削直到外徑的最終尺寸，從而在能磁化的殼體件之間不再存在連接。這樣制造的閥殼體例 如可用在用于機動車防抱死系統(tǒng)(ABS)的電磁閥中。此外，由DE 42 37 405 C2已知用于制造內燃機噴射閥的固定芯體的方法(文獻 的圖幻。該方法的特點在于，直接地或者經(jīng)由之前的相變過程提供一體式的套筒形的、磁性 的、馬氏體的工件，該工件在磁性的馬氏體工件的中間區(qū)段中經(jīng)受局部的熱處理，以將該中 間區(qū)段轉變成非磁性的奧氏體的中間區(qū)段。替代地，在局部熱處理時在熱處理的位置處添 加形成借助激光熔化的奧氏體或熔化的鐵素體的元素，以形成固定芯體的非磁性的、奧氏 體的中間區(qū)段。
發(fā)明內容
按照本發(fā)明的、具有獨立權利要求的特征部分特征的金屬復合構件具有這樣的優(yōu) 點，即以特別簡單且經(jīng)濟的方式和方法在一體的、例如套筒狀的復合構件上實現(xiàn)磁分隔，該 復合構件能大批量地可靠地制造。該復合構件的特點在于，設有至少兩個相鄰的不同磁化 的區(qū)段，其中有利的是，在復合構件中通過具有相對于第一區(qū)段降低的飽和極化強度Js的 第二區(qū)段形成的磁性節(jié)流部不是非磁性的、而是在這樣的量級中是部分磁性的，該量級理 想地允許將這樣的復合構件應用在電磁閥中。此外有利的是，能實現(xiàn)在復合構件本身的幾何結構(例如對于長度、外徑、階梯) 的設計方面的高靈活性。通過在從屬權利要求中列出的措施能夠實現(xiàn)在獨立權利要求中給出的磁性復合 構件的有利的擴展構成和改進方案。特別有利的是，作為復合構件的原材料使用半奧氏體不銹鋼例如17-7PH或 15-8PH。通過一次或者多次熱處理并且利用深度冷卻在成型期間或者在成型之后使材料具 有磁性。之后在一個部分區(qū)域內借助激光束、感應加熱或者電子射束等進行局部熱處理，這導致在冷卻之后形成具有降低的飽和極化強度的第二區(qū)段。
本發(fā)明的實施例在附圖中簡化示出并且在下面的描述中詳細說明。圖1示出按照現(xiàn)有技術的燃料噴射閥，包括一個三件式的內部金屬閥管作為殼 體；圖2示出按照本發(fā)明的由三個區(qū)段組成的第一復合構件；圖3示出按照本發(fā)明的由三個區(qū)段組成的第二復合構件；以及圖4示出具有按照本發(fā)明的復合構件的噴射閥的示意性的局部，以說明應用可能 性。
具體實施例方式在根據(jù)圖2和3描述按照本發(fā)明的金屬復合構件60、60’的特征之前，應根據(jù)圖1 詳細說明現(xiàn)有技術的燃料噴射閥作為這樣的復合構件60、60’的可能的應用產(chǎn)品。在圖1中示例性示出的可電磁操縱的閥以用于混合增壓的外點火式內燃機的燃 料噴射設備的噴射閥的形式具有一個被電磁線圈1圍繞的、用作燃料進口接管和內極的管 狀的芯體2，該芯體例如在其整個長度上具有恒定的外徑。沿徑向方向成階梯的線圈體3接 納電磁線圈1的繞組并且能夠與芯體2相結合地實現(xiàn)噴射閥在電磁線圈1區(qū)域內的緊湊結 構。管狀的非磁性的金屬中間件12與閥縱向軸線10同心地通過焊接緊密地與芯體2 的下芯體端部9相連接并且在軸向上部分地圍繞該芯體端部9。一管狀的閥座支架16在線 圈體3和中間件12下游延伸，該閥座支架固定地與中間件12相連接。在閥座支架16中設 置有一可軸向運動的閥針18。在閥針18的下游端部23上設有一球狀的閥關閉體M，在該 閥關閉體的圓周上例如設有五個供燃料流過的削平部25。噴射閥的操縱以已知的方式電磁式地進行。包括電磁線圈1、芯體2和銜鐵27的 電磁回路用于使閥針18軸向運動并且因而用于克服復位彈簧沈的彈簧力打開或關閉噴射 閥。管狀的銜鐵27通過例如焊縫與閥針18的背離閥關閉體M的端部固定地連接并且對 準芯體2。一圓柱形的閥座體四通過焊接密封地安裝在閥座支架16的位于下游的、背離芯 體2的端部中，該閥座體具有一固定的閥座30。閥針18的球形的閥關閉體M與閥座體四的沿流動方向截錐形漸縮的閥座30共 同作用。閥座體四在其下端面上與例如罐狀構成的噴孔盤34固定地并且密封地通過例如 借助激光構成的焊縫相連接。在噴孔盤34中設有至少一個、例如四個通過腐蝕或沖裁成型 出的噴出開口 39。為了將磁通量傳導到銜鐵27以便在給電磁線圈1通電時優(yōu)化地操縱銜鐵27并且 因而可靠且精確地打開和關閉閥，電磁線圈1被至少一個例如構成為弓形件并且用作鐵磁 元件的傳導元件45包圍，該傳導元件在圓周方向上至少部分地包圍電磁線圈1以及以它的 一個端部貼靠在芯體2上并且以它的另一個端部貼靠在閥座支架16上，并且能與它們例如 通過熔焊、釬焊或粘結連接。芯體2、非磁性的中間件12和閥座支架16形成一個內部的金 屬閥管作為基架并且因而也形成燃料噴射閥的殼體，彼此固定連接并且總體上在燃料噴射閥的整個長度上延伸。閥的所有其他功能組件設置在閥管內部或者圍繞閥管設置。閥管的 這種布置涉及用于能電磁操縱的組件的殼體的典型的三件式構造，如一個閥，帶有兩個鐵 磁的或能磁化的殼體區(qū)域，這兩個殼體區(qū)域為了有效地傳導磁力線在銜鐵27的區(qū)域內借 助一個非磁性的中間件12彼此磁性分隔或者至少經(jīng)由一個磁性節(jié)流部位相互連接。噴射閥在很大程度上被塑料包封注塑部51包圍，該塑料包封注塑部從芯體2出發(fā) 沿軸向方向經(jīng)過電磁線圈1和所述至少一個傳導元件45延伸直到閥座支架16，其中所述至 少一個傳導元件45完全軸向地并且在圓周方向上被覆蓋。該塑料包封注塑部51例如包括 一起注塑的電插頭52。圖2示出一個按照本發(fā)明的由三個區(qū)段61、62、61組成的復合構件60。但在該復 合構件60中重要的是，設有至少一個能良好磁化的區(qū)段61，在該區(qū)段上直接一體地連接一 個具有部分降低的飽和極化強度Js的第二區(qū)段62。在此，具有降低的飽和極化強度Js的所 述至少一個區(qū)段62的最小飽和極化強度Js為0. IT至1. 3T和/或最大相對磁導率μ r為 2 至 150。作為復合構件60的原材料使用半奧氏體不銹鋼(例如17-7PH、15-8PH)。通過一 次或者多次熱處理(必要時利用深度冷卻)或者通過成型為例如套筒形狀(必要時利用深 度冷卻)使材料具有磁性。之后在一個部分區(qū)域內借助激光束、感應加熱或者電子射束等 進行局部熱處理，這導致在冷卻之后形成部分磁性的區(qū)段62。在此，在該磁性區(qū)段61中或在兩個磁性區(qū)段61中的材料的突出之處在于，該材料 在殘余奧氏體含量為0至50%時具有為0. 8T至1. 5T的飽和極化強度Js。而具有部分降 低的飽和極化強度Js的區(qū)段62中的材料在鐵素體或馬氏體的含量> 0時具有為至少0. IT 的飽和Js。在按照本發(fā)明的第二實施變型(圖3)中，復合構件60’略微改動。在該復合構件 60’中重要的是，設有至少一個具有部分降低的飽和極化強度Js的區(qū)段61’，在該區(qū)段上直 接一體地連接一個具有更強地降低的飽和極化強度Js的第二區(qū)段62’。在此，具有降低的 飽和極化強度Js的所述至少一個區(qū)段61’具有0. IT至1. 7T的飽和極化強度Js，但磁感應 強度為B4000 ^ 0. 3T(H = 4000A/m)。具有更強地降低的飽和極化強度Js的第二區(qū)段62’ 的飽和極化強度Js為0. IT至1. 3T和/或最大相對磁導率μ ,為2至150。在此，作為復合構件60的原材料也使用半奧氏體不銹鋼(例如17-7PH、15-8PH)。 通過一次或者多次熱處理(必要時利用深度冷卻)或者通過成型為例如套筒形狀(必要時 利用深度冷卻)使材料具有磁性。之后在一個部分區(qū)域內借助激光束、感應加熱或者電子 射束等進行局部熱處理，這導致在冷卻之后形成區(qū)段62’。在此，在具有部分降低的飽和極化強度Js的兩個區(qū)段61’中的材料的突出之處在 于，該材料在殘余奧氏體的含量> O時具有為0. 8T至1. 5T的飽和極化強度Js。而在具有 更強地降低的飽和極化強度Js的區(qū)段62’中的材料在鐵素體或馬氏體的含量為> 0時具 有至少0. IT的飽和Js。在復合構件60、60’中通過具有相對于區(qū)段61、61’降低的飽和極化強度Js的區(qū)段 62,62'形成的磁性節(jié)流部以有利的方式就此而言不是非磁性的、而是在這樣的量級中是部 分磁性的，該量級理想地允許將這樣的復合構件60、60’應用在電磁閥中。圖4示出具有按照本發(fā)明的復合構件60、60’的燃料噴射閥的示意的局部，該復合
5構件作為薄壁套筒安裝在閥中并且在此徑向地并在圓周方向上包圍芯體2和銜鐵27并且 在此本身被電磁線圈1包圍。顯然，復合構件60的中間的區(qū)段62位于芯體2和銜鐵27之 間的工作氣隙70的軸向延伸區(qū)域內，以便優(yōu)化且有效地在磁路中傳導磁力線。代替在圖1 中示出的弓形的傳導元件45，外面的磁路構件例如構造成磁罐46，其中在磁罐46和殼體66 之間的磁路經(jīng)由一蓋元件47閉合。金屬的復合構件60不僅能用作電磁閥中的閥套筒，而 且能例如用作芯體2。 本發(fā)明不限于應用在燃料噴射閥或用于防抱死系統(tǒng)的電磁閥中，而是涉及不同應 用領域的所有能電磁操縱的閥和通常所有在組件中的固定殼體，在所述組件中相繼地需要 多個不同磁性的區(qū)。按照本發(fā)明的復合構件60、60’不僅能用三個彼此相繼的區(qū)段來制造， 而且也能用多于三個區(qū)段來制造。
權利要求
1.復合構件，尤其是用于電磁閥的復合構件，包括至少兩個不同磁化的區(qū)段(61、62， 61，、62，)，所述至少兩個區(qū)段(61、62，61，、62，)直接相繼地位于一體的構件(60,60')上， 其特征在于，所述復合構件(60，60’)的原材料是半奧氏體鋼并且第一區(qū)段(61，61’)具有 比相鄰的第二區(qū)段(62，62’ )更高的飽和極化強度Js，在此所述第二區(qū)段(62，62’ )具有 0. IT至1. 3T的最小飽和極化強度Js和/或2至150的最大相對磁導率μ r。
2.根據(jù)權利要求1所述的復合構件，其特征在于，在所述第二區(qū)段(62，62’)中的材料 具有> 0的鐵素體或馬氏體含量。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的復合構件，其特征在于，在所述至少一個第一區(qū)段(61) 中的材料在殘余奧氏體含量為0至50%時具有0. 8T至1. 5T的飽和極化強度Js。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的復合構件，其特征在于，所述至少一個第一區(qū)段(61’) 具有0. IT至1. 7T的飽和極化強度Js，但具有B4000 ^ 0. 3T的磁感應強度。
5.根據(jù)權利要求4所述的復合構件，其特征在于，在所述第一區(qū)段(61’)中的材料在 殘余奧氏體含量> 0時具有0. 8T至1. 5T的飽和極化強度Js。
6.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的復合構件，其特征在于，所述第二區(qū)段(62，62’) 形成所述復合構件(60，60’ )中的、部分磁性的磁節(jié)流部。
7.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的復合構件，其特征在于，所述復合構件(60，60’) 是空心圓柱形套筒狀的。
8.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的復合構件，其特征在于，所述復合構件(60，60’) 可在電磁閥中用作閥套筒或芯體O)。
全文摘要
按照本發(fā)明的復合構件的特點在于，設有至少兩個不同磁化的區(qū)段(61、62)，所述至少兩個區(qū)段(61、62)直接相繼地位于一體的構件(60)上。所述復合構件(60)的原材料是半奧氏體鋼。第一區(qū)段(61)具有比相鄰的第二區(qū)段(62)更高的飽和極化強度Js，在此第二區(qū)段(62)的最小飽和極化強度Js為0.1T至1.3T和/或最大相對磁導率μr為2至150。復合構件(60)特別適合應用在電磁閥中，例如也適合應用在內燃機的燃料噴射閥中。
文檔編號H01F7/08GK102099875SQ200980128180
公開日2011年6月15日 申請日期2009年7月17日 優(yōu)先權日2008年7月18日
發(fā)明者S·厄廷格, T·溝邊 申請人:羅伯特·博世有限公司