电磁阀、特别是燃料高压泵的量控制阀

摘要

本发明涉及一种电磁阀，特别是燃料高压泵的量控制阀(12)，具有磁极铁芯(38)和轴向可移动的电枢(18)，其中磁极铁芯(38)的端侧(37)形成用于电枢(18)的止挡部(39)，并且其中，磁极铁芯(38)由一种不生锈的铁氧体钢组成，并且磁极铁芯(38)的形成所述止挡部(39)的端侧(37)存在于通过塑性冷成型制造的部段(50b)上。

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序的电磁阀以及根据并列的权利 要求的方法。

背景技术

从市场已知用于多种应用的电磁阀。例如用于燃料高压泵的量控制阀 可以借助于磁力控制通过燃料高压泵输送的燃料量。由此可以将燃料的限 定的输送量在高压下抽吸到用于内燃机的蓄压器(“轨”)中。经常地电磁 阀如此构成，使得在给线圈通电时电枢相对于一个止挡部例如在磁极铁芯 上可以止挡。

发明内容

作为本发明的基础的问题通过根据权利要求1的电磁阀以及通过根据 并列的权利要求的方法解决。有利的改进在从属权利要求中给出。对于本 发明重要的特征位于在随后的描述和附图中，其中各特征不仅单独地而且 以不同组合的形式地对于本发明可以是重要的，在没有对此再次明确指出 的情况下。

本发明具有的优点在于，电磁阀可以特别耐磨地构成，其中磁极铁芯 具有好的如此特性并且在磁极铁芯的端部区域上形成的电枢止挡部是特别 持久的。电枢止挡部可以具有磁分离层例如硬铬层，其中磁极铁芯的材料 在硬铬层的环绕中是比较固定的，虽然磁极铁芯总地来说有一种自身更软 的材料制造。此外可以借助于按照本发明用于制造电磁阀的方法特别精确 并且同时有效地制造磁极铁芯。通过在优选一个夹紧装置中顺序的加工实 现了成型的材料区域的比较高的定位准确性。该制造实现了形状准确的加 工并且再者是比较低成本的。

本发明涉及一种电磁阀，特别是燃料高压泵的量控制阀，具有磁极铁 芯和轴向可移动的电枢，其中磁极铁芯的端侧形成用于电枢的止挡部。按 照本发明，磁极铁芯由一种铁氧体材料、例如不生锈的铁氧体钢制造，并 且磁极铁芯的形成所述止挡部的端侧在通过塑性冷成型制造的部段上存 在。在此基于以下考虑，即软退火的不生锈的铁氧钢——例如由“1.4511” -材料组成——具有好的软磁特性，其中该钢然而在机械上同样比较“软”。 钢的冷成型虽然可以使之总体上更硬，其中但是损害了磁极铁芯的磁特性。 因此按照本发明仅仅磁极铁芯的朝向电枢的端部区域或涉及的端侧构成为 可塑冷变形。除此之外本发明如果必要也可以用于其他材料作为铁氧体钢 并且也用于作为电磁阀的其他应用情况。

如果止挡部以硬铬层涂层，那么改善电磁阀的疲劳强度。如果电枢被 止挡，那么硬铬层使得止挡部更硬并且实现了磁分离，由此至少降低了在 止挡部上电枢的磁粘牢性。磁极铁芯的塑性冷成型在此实现了用于优选电 镀施加的硬铬层的特别固定的基础，由此改善了在基础上硬铬层的疲劳强 度和持久性。

特别是本发明设定，磁极铁芯的形成止挡部的端侧在一个通过径向圆 锻和/或轧制和/或轴向顶锻和/或轨道成型挤压制造的部段上存在。该制造 部段通过简单和低成本的方式实现了在端侧上局部受限的冷成型。由此磁 极铁芯的朝向电枢的端部区域或端侧仅仅具有增大的硬度，由此——特别 是结合硬铬层——提高电磁阀的疲劳强度。同时磁极铁芯的其余部段非冷 成型并且因此具有软磁特性。

如果磁极铁芯的形成止挡部的端侧在一个在塑性冷成型之后切削加工 的部段上存在，那么该电磁阀更精确地工作。由此端侧同时具有大的硬度 和特别小的机械公差。

此外本发明涉及一种用于制造电磁阀的方法，其中，用于电磁阀的磁 极铁芯借助于以下步骤制造：

(a)塑性成型亚铁磁材料或铁磁材料的端部部段；

(b)切削加工端部部段。

在步骤(a)中实现的塑性成型——其优选实施为冷成型——实现了对 于止挡部或对于硬铬层的基础需要的大的硬度。在步骤(b)中实施的切削 加工实现了特别小的机械公差。这特别是在止挡部上是有利的，由此在电 磁阀的运行中可以形成分别最小或最优的空气间隙。切削加工仅仅如此程 度上实现，使得在磁极铁芯的端部区域上保留塑性成型材料的足够的体积。

优选地该方法如此实施，借助于径向圆锻和/或借助于轧制和/或借助于 轴向顶锻和/或借助于轨道成型挤压制造实现塑性成型。如果应该塑性成型 亚铁磁材料或铁磁材料的仅仅比较小的体积，那么这是对于塑性成型特别 适合的方法。

按照本发明的方法可以以以下步骤特别精确和有效地实施：

在步骤(a)之前：将杆形材料夹入到夹紧装置中；

在步骤(b)之后：分离加工的端部部段，在夹紧装置中移动杆形材料 一个轴向尺寸并且重复之前的步骤。

在步骤(a)之前夹紧的杆形材料是毛坯型材，由该毛坯型材相继制造 多个磁极铁芯。为此，该杆形材料例如夹紧在一个自动车床(金属切削机 床)上。在步骤(a)中那么毛坯型材的相应端部部段借助于上述加工方法 塑性成型。随后在步骤(b)中——优选没有变压过程情况下——实现将毛 坯型材的相应端部部段切削加工到预定的程度。在步骤(b)之后分离加工 的端部部段，也就是基本上完成的磁极铁芯。随后杆形材料在夹紧装置中 沿加工工具的方向移动磁极铁芯的一个轴向尺寸并且重复之前的步骤。由 此取消了不仅至少一个变压过程，而是同样取消了工件的相应的新的定位， 由此可以避免附加的制造公差。

附图说明

以下参照附图阐明本发明示例性的实施形式。附图示出：

图1：量控制阀的第一实施形式的部分截面图；

图2：量控制阀的第二实施形式的电磁操作装置的部分截面图；

图3：通过减小横截面冷成型的示意图；

图4：通过增大横截面冷成型的示意图；

图5：在空间视图中图2的电磁操作装置的磁极铁芯；以及

图6：用于制造磁极铁芯的方法的流程图。

对于功能等同的元件和变量在所有图中也在不同实施形式中使用相同 的附图标记。

具体实施方式

图1示出了量控制阀12的第一实施形式的电磁操作装置10的部分截 面图。量控制阀12是用于内燃机的汽油直喷的燃料系统的(未示出的)高 压泵的一部分。此外示出了壳体14的几个部段、轴向朝纵轴线16可移动 的电枢18以及线圈20。电枢18具有轴向孔19并且容纳在引导部段22中。 此外电枢18与阀针24刚性耦合。构成为螺旋弹簧的电枢弹簧25在图中垂 直向下挤压电枢18。阀针24的在图中的下面的端部部段可以相对于在阀盘 28上作用的阀弹簧30的力作用于阀盘28。阀盘28相对于阀座32工作。 在壳体14的图中的下端部区域包括头部34，阀弹簧30相对于该头部支撑。 电磁操作装置10或量控制阀12基本上绕纵轴线16旋转对称地构成，然而 在图中仅仅示出了纵轴线16的右侧。

引导部段22径向包围电枢18并且作为磁路的一部分引导磁流，该磁 路在此通过在附图中仅仅标明的磁返回36得到完善。此外引导部段22包 括在图的上部区域中设置的锅形的磁极铁芯38。磁极铁芯38在朝向电枢 18的端侧37上具有环形的止挡部39，电枢18可以在该止挡部上止挡。止 挡部39例如借助于硬铬层60(也参见图5)构成。

电磁操作装置10在此在未通电的状态下示出。电枢弹簧25在图中垂 直向下作用于电枢18连同阀针24，从而同样向下相对于阀弹簧30的力作 用于阀盘28并且释放可以流过燃料的间隙40。

如果给线圈20通电，那么通过磁力拉动电枢18从磁极铁芯38直至止 挡部39。由此阀针24也由阀盘28提升，从而阀弹簧30可以喜爱那个对于 阀座32挤压阀盘28，并且量控制阀12由此闭合。

电磁操作装置10的磁材料构件引导在给线圈20通电时产生的磁流并 且在此形成引导部段22的相对最大的体积部分。在止挡部39附近如此设 置非磁性的构件44，使得引导部段22的在图中的上部和下部区域磁分离。

图2示出了量控制阀12的第二实施形式的电磁操作装置10的部分截 面图，该第二实施形式基本上类似于图1的第一实施形式。在图中的上部 部段中电枢弹簧25在磁极铁芯38的中心轴向孔中止挡在锁块46上。电枢 18在朝向磁极铁芯38的端侧上具有环形的接触面48，该接触面与环形的 止挡部39几乎一致。在此止挡部39与接触面48间隔一个轴向尺寸(没有 附图标记)。

图3示出了在不生锈的亚铁磁或铁磁杆形材料51的端部部段52上冷 成型的第一示意图。该图示出了，如何杆形材料51的第一横截面54在端 部部段52的端部区域50a上借助于冷成型通过减小到第二横截面56a上可 以成型或成型。优选地横截面54的减小借助于径向圆锻、借助于轧制、借 助于轴向顶锻、借助于轨道成型挤压制造或者上述的组合实现。

从棒形的材料51的端部部段52的端部区域50a出来由此是磁极铁芯 38的端部区域50b。端部区域50b那么是这样一个部段，在该部段上存在 接触面48的形成止挡部39的端侧37。端部区域50b在图中阴影示出并且 由于冷成型具有提高的坚固性。在端部区域50b与其余端部部段52之间存 在虚线画出的锥形的过渡区域55。在一个紧接着图3的加工步骤中如此预 制的磁极铁芯38在分离位置57与杆形材料51分离，之前但是如果必要还 切削形成，例如通过车削。

图4示出了在端部区域50a上备选于图3的冷成型的第二示意图。该 图示出了，如何杆形的材料51的第一横截面54在端部部段52的端部区域 50a上借助于冷成型通过增大到第二横截面56b上可以成型或成型。这优选 同样以在图3中所述的加工方法实现。

在磁极铁芯38的端部区域50b上在图3和4中冷成型的材料由于冷成 型具有增大的硬度。如果必要可以将硬铬层60施加到端部区域50b的端侧 37上。

图5示出了在紧接着图3的完成状态下磁极铁芯38的空间视图。磁极 铁芯38的在图中在下部示出的端部区域50b由于切削加工具有关于第二横 截面56b减小的第二横截面56c。同样端侧37切削地加工并且具有关于图 3改变的轴向端部尺寸(没有附图标记)。在端侧37上电镀有硬铬层60。

图6示出了用于实施用于制造磁极铁芯38的方法的流程图。方框62 是第一步骤，其中将杆形的材料51夹紧到自动车床的一个夹紧装置中。杆 形的材料51具有软退火的状态。随后的方框64示出了第二步骤(a)，其 中杆形的材料51的端部区域50a可塑地借助于冷成型来成型到端部区域 50b。这优选通过径向圆锻和/或轧制和/或轴向顶锻和/或轨道成型挤压实 现。

随后的方框66示出了第三步骤(b)，其中切削加工在端部区域50b上 的端部部段52。随后的方框68示出了第四步骤，其中加工的端部部段52 与杆形的材料51在分离位置57分离。随后的方框70示出了第五步骤，其 中在夹紧装置中移动杆形的材料51一个轴向尺寸。随后重复在方框62至 70中所述的步骤，直至杆形的材料51被施加。

通过所述的方法步骤实现了止挡部39的对于电磁阀或量控制阀12的 持久运行需要的硬度。同时磁极铁芯38基本上保持软退火状态的磁特性， 因为通过冷成型和切削加工涉及的材料区域比较小。