專利名稱：能減少漏磁通的銜鐵的制作方法
能減少漏磁通的銜鐵
背景技術(shù)：
根據(jù)DE 196 50 865 Al和DE 197 08 104 Al，電磁閥的銜鐵被構(gòu)造為兩件式的磁銜鐵，以便減少由銜鐵和閥元件組成的單元的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，并由此減少能引發(fā)抖動(dòng)的動(dòng)能。在由現(xiàn)有技術(shù)已知的電磁閥中，在電磁閥的未通電狀態(tài)，也就是說在電磁閥的不 活動(dòng)狀態(tài)，閥元件通過預(yù)緊的壓力彈簧壓靠在止擋上。該止擋在大多數(shù)情況下與閥座相同。 在電磁閥的靜止?fàn)顟B(tài)中，即在電磁閥的電磁線圈未通電時(shí)，該電磁閥關(guān)閉，即銜鐵銷連同接 收在該銜鐵銷上的關(guān)閉元件被閥彈簧壓入關(guān)閉元件的座中。相反，如果電磁閥的電磁線圈 通電，則產(chǎn)生一力，該力使關(guān)閉元件克服關(guān)閉彈簧的力運(yùn)動(dòng)離開所述座。在結(jié)束通電之后， 在銜鐵銷的上升運(yùn)動(dòng)中被預(yù)緊的關(guān)閉彈簧負(fù)責(zé)將關(guān)閉元件重新調(diào)節(jié)到其初始位置中。這與 是否利用關(guān)閉元件操作壓力均衡的或取決于壓力地預(yù)緊的閥無關(guān)。在諸如用在自點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)上的共軌存儲(chǔ)器噴射系統(tǒng)的高壓存儲(chǔ)器噴射系統(tǒng)中， 電控的燃料噴射器用于將燃料精確地噴射入內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中。燃料噴射器包括分別由磁 體控制的各種閥。像所有的磁調(diào)節(jié)器一樣，磁組件包括電磁線圈、磁芯以及銜鐵，該銜鐵應(yīng) 單件式或多件式地構(gòu)造。根據(jù)DE 196 50 865 Al的用于電磁閥的高壓控制單元包括磁組 件、銜鐵組件和閥組件。用于操作燃料噴射器的電磁閥組件除了可單件式或多件式構(gòu)造的 銜鐵組件之外還包括磁芯，在該磁芯中放入具有若干圈的電磁線圈。該磁芯連同嵌入在該 磁芯內(nèi)的線圈被磁套包圍，該磁套通常由順磁性材料例如X8CrM18-9制成。順磁性材料是 迄今所使用的電磁閥組件中的一個(gè)重要成本因素。利用電磁體控制的電磁閥組件具有非常短的轉(zhuǎn)換時(shí)間。接通時(shí)的轉(zhuǎn)換時(shí)間由吸動(dòng) 延遲(其中開始通電直至銜鐵開始運(yùn)動(dòng))和行程時(shí)間(即銜鐵開始運(yùn)動(dòng)直至銜鐵運(yùn)動(dòng)結(jié)束 且到達(dá)銜鐵止擋)組成。該轉(zhuǎn)換時(shí)間除了受到控制裝置的控制之外還受磁體材料、尤其是 磁體材料的單位電導(dǎo)率以及通過磁路幾何形狀確定。為了在電磁體中在吸動(dòng)延遲和行程時(shí) 間方面實(shí)現(xiàn)短的轉(zhuǎn)換時(shí)間，作為形狀措施采用銜鐵縫隙或銜鐵切口。切口是為了減少渦流 而從能導(dǎo)磁通的銜鐵體積去除的部分，以及縫隙抑制銜鐵中的渦流循環(huán)并且它們是用于實(shí) 現(xiàn)短的轉(zhuǎn)換時(shí)間的現(xiàn)有技術(shù)。然而，所述的措施會(huì)帶來決定性的缺點(diǎn)，S卩在致動(dòng)器開始通電之后，也就是說在 電磁體開始通電之后，所產(chǎn)生的磁通的大部分流過該切口或縫隙，而對(duì)磁力不做任何貢獻(xiàn)。 銜鐵上的場(chǎng)擴(kuò)散從兩個(gè)側(cè)面均勻地開始。兩個(gè)側(cè)面應(yīng)理解為銜鐵的銜鐵底面或銜鐵頂面。 此外，位于芯孔內(nèi)的結(jié)構(gòu)元件、例如銜鐵組件的銜鐵銷和鎖止環(huán)連同銜鐵柄(銜鐵板通過 該銜鐵柄包圍銜鐵銷)在吸動(dòng)延遲時(shí)形成非常高的磁通密度。其原因是嚴(yán)重的漏磁通形 成。結(jié)果是吸動(dòng)延遲顯著延長(zhǎng)。然而，為了在短時(shí)間內(nèi)接連操作燃料噴射器進(jìn)行噴射，短的 吸動(dòng)時(shí)間就具有突出的優(yōu)點(diǎn)。此外，所述區(qū)域中的高磁通密度會(huì)延長(zhǎng)下降時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，減少銜鐵組件上漏磁通的形成，以便縮短電磁閥的轉(zhuǎn)換時(shí)間。在吸動(dòng)時(shí)間內(nèi)，磁場(chǎng)僅僅部分地進(jìn)入到銜鐵中。設(shè)置在銜鐵中的、尤其是設(shè)置在銜鐵組件的銜鐵板中的徑向縫隙在開始通電后作為防止渦流的措施的作用受到從銜鐵的徑 向縫隙旁傳導(dǎo)過的磁通的作用。隨著時(shí)間的推移，能夠?qū)崿F(xiàn)效應(yīng)的反轉(zhuǎn)。為了附加地在短 的行程時(shí)間的情況下實(shí)現(xiàn)短的吸動(dòng)延遲，提出了一種能減少漏磁通的銜鐵幾何形狀。根據(jù) 本發(fā)明提出的能減少漏磁通的銜鐵幾何形狀的特點(diǎn)在于，銜鐵具有連續(xù)的沒有縫隙和切口 的銜鐵盤，其中，保留有隔板。銜鐵板的與極面(平整側(cè)面)相對(duì)置的底面具有例如以60° 角度設(shè)置的溝道。這些溝道例如以沿著銜鐵板的圓周的60°分度在所述底面上延伸，即在 銜鐵板的背離銜鐵板極面的側(cè)面上延伸。這些溝道除了 60°分度也能夠以其它角度劃分在 銜鐵板的底面上實(shí)施，但是這些溝道向著極面也具有實(shí)心材料，即極面本身不被溝道中斷， 從而構(gòu)成封閉的極面。除了六個(gè)在銜鐵板底面上延伸的溝道之外，也可以是四個(gè)或八個(gè)溝 道(然而此時(shí)以不同的圓周分度)在背離極面的、即背離銜鐵組件的平整側(cè)面的銜鐵板底 面上延伸。與銜鐵組件不同，尤其是與由現(xiàn)有技術(shù)已知的銜鐵板不同，根據(jù)本發(fā)明的銜鐵板 不再具有任何徑向縫隙，所述徑向縫隙目前作為減少渦流的措施實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明提出的 銜鐵板具有均勻的極面。當(dāng)設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明提出的銜鐵組件的極面上方的電磁線圈實(shí)現(xiàn) 通電時(shí)，磁通經(jīng)過平整的極面進(jìn)入到銜鐵組件中，從而減少了漏磁通的形成。通常在銜鐵板 底面上產(chǎn)生的附加的場(chǎng)擴(kuò)散被削弱或者在理想情況下被完全抑制。因此，在吸動(dòng)延遲的時(shí) 候，在銜鐵柄中，即在銜鐵板下方的頸狀凸臺(tái)中、在銜鐵銷中和在鎖止環(huán)中產(chǎn)生小的磁通密 度。隨著時(shí)間的推移，磁場(chǎng)已經(jīng)如此遠(yuǎn)地?cái)U(kuò)散到銜鐵中，使得現(xiàn)在在銜鐵底面上在徑 向方向上延伸的溝道開始作為能減少渦流的措施起作用。由于在銜鐵柄中、在銜鐵銷中和 在鎖止環(huán)中產(chǎn)生較小的磁通密度，故電磁閥的下降時(shí)間顯著地減小。根據(jù)本發(fā)明的解決方案既可以應(yīng)用在自點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)上，也可以應(yīng)用在外部點(diǎn)火 式內(nèi)燃機(jī)上，例如應(yīng)用在具有汽油直噴裝置的內(nèi)燃機(jī)上。


下面借助附圖深入地描述本發(fā)明。附圖示出圖1剖切地示出的磁組件的立體視圖；圖2產(chǎn)生的磁通的立體放大視圖；圖3能減少漏磁通的銜鐵幾何形狀的實(shí)施形式。
具體實(shí)施例方式圖1示出磁組件的立體視圖。由圖1得出，磁組件10具有磁保持體12，該磁保持體在其外周面上設(shè)有環(huán)形槽14。在安裝該磁保持體12時(shí)，一 0形環(huán)被放入該環(huán)形槽內(nèi)，磁保持體12在所述安裝時(shí)通過 該0形環(huán)靠著燃料噴射器的噴射器體密封。磁芯16容納在該磁保持體12中，該磁芯包圍 電磁線圈18。該磁芯16內(nèi)部的電磁線圈18與銜鐵組件20共同作用，該銜鐵組件包括銜鐵 銷26和銜鐵板28。在銜鐵組件20為多件式構(gòu)造的情況下，銜鐵銷26和銜鐵板28通過鎖 止盤22相互連接，該鎖止盤附加地被一個(gè)鎖止套24包圍。圖2在產(chǎn)生的磁通方面示出根據(jù)圖1中視圖的磁組件10。由圖2得出，通過磁組件的磁芯16產(chǎn)生磁通42。該磁通圍繞電磁線圈18延伸，參見圖2中的附圖標(biāo)記42。然而，該磁通42的大部分延伸通過能減少渦流的徑向縫隙40，參 見圖2中的位置44。此外由圖2能得出，在銜鐵板28的底面36上產(chǎn)生對(duì)徑向方向上的磁 力產(chǎn)生沒有任何益處的場(chǎng)擴(kuò)散。此外，在根據(jù)圖2的視圖中位于磁芯16芯孔30內(nèi)的結(jié)構(gòu) 元件、鎖止盤22以及所述銜鐵銷26包括銜鐵柄52在內(nèi)在吸動(dòng)延遲期間形成非常高的磁通 密度，參見圖2中在芯孔30內(nèi)的漏磁通46。通過縫隙的磁通損失(參見根據(jù)圖2的位置 44)以及在磁芯12的芯孔30中產(chǎn)生漏磁通46的原因從漏磁通結(jié)構(gòu)中看出，該漏磁通結(jié)構(gòu) 引起明顯延緩的吸動(dòng)延遲。吸動(dòng)延遲應(yīng)理解為一個(gè)時(shí)間間隔，該時(shí)間間隔從電磁線圈18開 始通電直到銜鐵組件20開始運(yùn)動(dòng)。與之相比，圖3示出一種具有能減少漏磁通的銜鐵幾何形狀的銜鐵組件。如從根據(jù)圖3的視圖看到的那樣，所示的銜鐵組件20包括一個(gè)例如單件式構(gòu)造的 銜鐵，其中銜鐵銷26和銜鐵板28是一個(gè)單一的構(gòu)件。從在圖3中所示的側(cè)視圖得出，根據(jù) 本發(fā)明提出的銜鐵組件20的極面54基本上平整地構(gòu)造。銜鐵板28的極面54是圓形的并 且構(gòu)造成關(guān)于軸線60對(duì)稱。銜鐵組件20的銜鐵板28的頂面、即極面54平整地構(gòu)造并且 不具有用于減少渦流的、徑向縫隙40形式的中斷部，而在銜鐵板28的與極面54相對(duì)置的 底面上存在溝道形延伸的凹槽56。這些溝道形延伸的凹槽56在銜鐵板28的底面上如此地 構(gòu)造，使得在例如矩形構(gòu)造的槽形溝道的底部與銜鐵板28的極面54之間留有幾厘米的隔 板厚度58。由于這種情況，極面54可以構(gòu)造成平整的且不中斷的。從根據(jù)圖3的視圖得知，在銜鐵組件20的銜鐵板28的底面上存在例如六個(gè)以 60°角度劃分(參見圖3中的位置62)的、在徑向方向64上延伸的溝道56。從圖3中看 出，在溝道56的在那里所示的實(shí)施形式中，所述溝道具有矩形的槽底部。該槽底部也可以 是倒圓的或具有與所使用的刀具相應(yīng)的其它幾何形狀。同樣在圖3中示出的、對(duì)根據(jù)本發(fā) 明提出的銜鐵組件20的銜鐵板28的極面54的俯視圖給出該極面54不具有在徑向方向 上延伸的徑向縫隙40形式的不連續(xù)部，而是構(gòu)造成封閉的。在根據(jù)圖3的俯視圖中虛線所 示的溝道形的凹槽56完全在銜鐵板28的底面上延伸，即在銜鐵板28的背離極面54的側(cè) 面上延伸。銜鐵組件20具有根據(jù)本發(fā)明提出的能減少漏磁通的銜鐵幾何形狀50，根據(jù)該銜 鐵幾何形狀，沒有縫隙或切口的銜鐵板28然而在溝道56的底部和銜鐵板28的極面54之 間具有保留的隔板厚度58。在接通磁組件10的磁芯16時(shí)，產(chǎn)生的磁通42通過平整構(gòu)造的 極面54進(jìn)入到銜鐵組件20中。由于缺少?gòu)较蚩p隙40，產(chǎn)生的漏磁通減少，使得磁通42中 用于產(chǎn)生磁力的份額增加。通常產(chǎn)生在銜鐵底面上，即產(chǎn)生在銜鐵板28的底面上的附加的 場(chǎng)擴(kuò)散被削弱或在理想情況下被完全抑制。由此在銜鐵組件的柄52中、在銜鐵銷26中和 在鎖止盤22中產(chǎn)生較小的磁通密度，尤其是在吸動(dòng)延遲的時(shí)候。通過提到的措施可以縮短 所述吸動(dòng)延遲，即從電磁線圈18開始通電直到銜鐵板28開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)間間隔。隨著時(shí)間 的推移，磁場(chǎng)已經(jīng)如此遠(yuǎn)地?cái)U(kuò)散到銜鐵組件20中，使得現(xiàn)在設(shè)置在徑向走向64中的溝道56 開始作為能減少渦流的措施起作用。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的解決方案中由徑向縫隙40 (參見根 據(jù)圖2的視圖)承擔(dān)的且導(dǎo)致極面54被徑向縫隙40中斷的任務(wù)現(xiàn)如今在底面上轉(zhuǎn)移給例 如以60°分度設(shè)置的溝道56。所述溝道隨著時(shí)間的推移開始作為能減少渦流的措施起作 用，從而可以減少?gòu)较蚩p隙40的設(shè)置，即減少極面54中的不連續(xù)部位或不均勻性以及由此 產(chǎn)生的損失44。下降時(shí)間，在此期間銜鐵板28重新回位并且因此執(zhí)行相反的方向的銜鐵行程，由于在銜鐵柄52中、在銜鐵銷26中和在鎖止盤22中產(chǎn)生的較小磁通密度而同樣允許被減少。 如果在根據(jù)圖3的視圖中溝道56也在銜鐵板28的底面上以60°分度62構(gòu)造并 且基本上在關(guān)于軸線60的徑向方向64上延伸，則在銜鐵板28的底面36上也可以構(gòu)造其 它數(shù)量的溝道56，這些溝道那時(shí)例如以90°分度和45°分度延伸。然而，用于實(shí)現(xiàn)能減少 漏磁通的銜鐵幾何形狀50的這些可能的實(shí)施變型沒有在附圖中示出。
權(quán)利要求
電磁閥組件(10)，尤其是用于操作燃料噴射器，所述電磁閥組件具有磁芯(16)，電磁線圈(18)被放入所述磁芯中，所述電磁線圈操作一銜鐵組件(20)，所述銜鐵組件具有銜鐵銷(26)和銜鐵板(28，52)，其特征在于，所述銜鐵組件(20)具有能減少漏磁通的銜鐵幾何形狀(50)，所述銜鐵幾何形狀具有基本上平整地且無中斷地構(gòu)造的極面(54)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁閥組件(10)，其特征在于，所述極面(54)構(gòu)造成與所述磁組 件(10)相對(duì)置并且相對(duì)于所述磁組件平整地延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁閥組件(10)，其特征在于，所述銜鐵板(28)在其頂面(38) 上具有所述極面(54)并且在其底面(36)上具有多個(gè)溝道(56)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電磁閥組件(10)，其特征在于，在所述銜鐵板(28)的底面(36) 上延伸的所述溝道(56)在徑向方向(64)上延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的電磁閥組件(10)，其特征在于，在所述銜鐵板(28)的底面(36) 上延伸的所述溝道以60°分度(62)、以45°分度或以90°分度延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的電磁閥組件(10)，其特征在于，在所述銜鐵板(28)的所述極面 (54)和所述溝道(56)的底部之間保留有一隔板厚度(58)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)的電磁閥組件(10)，其特征在于，所述電磁閥組件 用于操作燃料噴射器。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)的電磁閥組件(10)，其特征在于，所述電磁閥組件 具有在從所述電磁線圈(18)開始通電直至所述銜鐵板(28)開始運(yùn)動(dòng)之間減小的吸動(dòng)延 遲，并且具有從所述銜鐵板(28)開始運(yùn)動(dòng)直至到達(dá)銜鐵止擋的縮短的行程時(shí)間。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)的電磁閥組件(10)，其特征在于，由于減少了磁通 (42)的損失(44)并減少了芯孔(30)區(qū)域中的漏磁通(46)，用于產(chǎn)生磁力的磁通(42)被 最大化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電磁閥組件(10)，其尤其是用于操作燃料噴射器，所述電磁閥組件(10)具有磁芯(16)，電磁線圈(18)被放入所述磁芯中.所述電磁線圈(18)操作一銜鐵組件(20)，所述銜鐵組件的銜鐵板(28)設(shè)有多個(gè)在徑向方向(64)上延伸的、用于減少漏磁通的溝道。
文檔編號(hào)F02M59/46GK101828027SQ200880111889
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2008年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月18日
發(fā)明者J·烏爾姆, J·弗里德里希, P·弗林格 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司