用于噴射閥的銜鐵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于噴射閥的銜鐵，包括：至少一個磁性區(qū)域（3）及至少一個非磁性區(qū)域（4），其中銜鐵（2）被構(gòu)成一體的構(gòu)件，其中磁性的及非磁性的區(qū)域（3,4）借助雙組分粉未壓鑄方法相互材料鎖合地連接，及其中磁性區(qū)域（3）被非磁性區(qū)域（4）完全地包封。
【專利說明】用于噴射閥的銜鐵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于燃料噴射閥的銜鐵。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)的燃料噴射閥、如用在汽油發(fā)動機(jī)的噴射裝置中的燃料噴射閥例如被構(gòu)成具有線圈及銜鐵的電磁開關(guān)閥，該銜鐵由鐵氧體的磁性材料構(gòu)成并善于一個非磁性的表面層、例如由鉻作的表面層。由此在工作中磁場的建立及消失時將取決于結(jié)構(gòu)類型地導(dǎo)致渦流損耗并因此導(dǎo)致燃料噴射閥的開關(guān)時間或動態(tài)性能的降低。此外銜鐵制造其成本很高及費(fèi)事。此外耐侵蝕介質(zhì)-如漸多地包含在燃料中的乙醇或尿素-的能力不足以保證:即使在燃料質(zhì)量強(qiáng)波動的地區(qū)也具有滿意的噴射閥的耐久性。此外今后需保證法規(guī)-尤其在對健康有害的物質(zhì)的使用方面-的遵守。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]相比之下根據(jù)本發(fā)明的具有權(quán)利要求1的特征的銜鐵具有其優(yōu)點(diǎn)，即該銜鐵具有一個渦流減小及效率增高的磁回路，該磁回路可實(shí)現(xiàn)高的動態(tài)性能與短的閥開關(guān)時間。此外通過合適材料的使用可作到堅(jiān)固性或耐磨損性能的改善及對侵蝕介質(zhì)、如乙醇等的防護(hù)。根據(jù)本發(fā)明這是如此來達(dá)到的:銜鐵包括至少一個磁性區(qū)域及至少一個非磁性區(qū)域。這里銜鐵被構(gòu)成一體的粉未壓鑄構(gòu)件及其中磁性的及非磁性的區(qū)域借助雙組分粉未壓鑄方法相互材料鎖合地連接，其中磁性區(qū)域被非磁性區(qū)域完全地包封。由此可用簡單的方式在單一的工序步驟中時間及成本優(yōu)化地實(shí)現(xiàn)作為雙組分粉未壓鑄構(gòu)件的一體化銜鐵的制造。在此情況下雙組分粉未壓鑄方法包括一個陶瓷壓鑄步驟(Ceramic Injection Molding:CIM)和 / 或一個金屬粉未壓鑄步驟(Metal Injection Molding:MIM)。
[0004]從屬權(quán)利要求給出了本發(fā)明的優(yōu)選的進(jìn)一步構(gòu)型。
[0005]銜鐵最好被構(gòu)成具有一個透孔的環(huán)形及非磁性區(qū)域包括一個第一軸向端部區(qū)段，一個第二軸向端部區(qū)段，一個內(nèi)圓周區(qū)段及一個外圓周區(qū)段，這些區(qū)段具有高的耐侵蝕介質(zhì)的能力或?qū)θ澜缢褂玫娜剂系哪途眯浴?br> [0006]此外優(yōu)選的是向著內(nèi)極的第一端部區(qū)段及外圓周區(qū)段具有比第二端部區(qū)段的厚度及內(nèi)圓周區(qū)段的厚度小的厚度。由于該小厚度在磁性區(qū)域中可達(dá)到高的有效飽和電感，這可產(chǎn)生磁力的提高。
[0007]此外優(yōu)選的是第一端部區(qū)段的厚度與外圓周區(qū)段的厚度相等。由此可達(dá)到對當(dāng)外圓周區(qū)段在閥套筒上相對摩擦運(yùn)動時出現(xiàn)的摩擦的耐磨損性。此外由此可實(shí)現(xiàn)一個具有整個燃料噴射閥小結(jié)構(gòu)體積的特別緊湊的結(jié)構(gòu)形式。變換地第一及第二軸向端部區(qū)段及內(nèi)與外圓周區(qū)段也可被作成具有相同的厚度。
[0008]最好內(nèi)圓周區(qū)段具有最大的厚度。由此可實(shí)現(xiàn)當(dāng)閥針在內(nèi)圓周區(qū)段上導(dǎo)行時抗摩擦的高抗磨損性，變換地第二端部區(qū)段也可被作成具有最大的厚度，因?yàn)檫@專用在較小的直徑上與磁性的關(guān)系也不大。此外在此情況下可提高合適材料的份額，由此可達(dá)到總成本的降低。
[0009]此外優(yōu)選的是銜鐵在第一和/或第二銜鐵端部上構(gòu)成一個止擋。由此在非磁性區(qū)域上由成本上有利的材料提供了具有高耐磨損強(qiáng)度的止擋面。因此就保證了當(dāng)止擋在內(nèi)極上時第一端部區(qū)段抗沖擊負(fù)荷的高堅(jiān)固性。此外對傳統(tǒng)的鍍層方法、如鍍硬鉻提供了一個有利的替換并由此有效地抑制了閥針粘附在磁性區(qū)域上的危險。
[0010]磁性區(qū)域最好由具有高飽和電感的磁性材料構(gòu)成。由此允許在銜鐵的重要的磁力線區(qū)域中有針對性地使用貴的且難于切削的磁性材料，例如FeCo或FeCrCo，這些磁性材料對銜鐵的磁力具有重大的貢獻(xiàn)。此外通過磁性材料、如具有至少13%的Cr成分的FeCrCo或變換地具有至少35%的Co成分的FeCo的使用，可達(dá)到對具有附加物質(zhì)如乙醇或尿素的燃料增高的耐用性。此外優(yōu)選的是非磁性區(qū)域由陶瓷材料或硬金屬構(gòu)成。通過非磁性區(qū)域的保護(hù)功能這里在使用含鉻材料如FeCrCo的情況下可防止可能的Cr碳化物的形成，該碳化物對銜鐵的磁值或磁路的泄漏原因負(fù)有責(zé)任。在此情況下銜鐵可作為一體的雙組分粉未壓鑄構(gòu)件成本上非常有利地制造。
[0011]非磁性區(qū)域最好由耐燃料的材料構(gòu)成。此外優(yōu)選的是非磁性區(qū)域由耐磨損的材料構(gòu)成。由于耐燃料和/或耐磨損的材料的使用可達(dá)到燃料噴射閥耐久性的改善。
[0012]最好磁性區(qū)域具有銜鐵總重量的85至95%的重量及非磁性區(qū)域具有銜鐵總重量的5至15%的重量。由此除成本明顯降低外由于可達(dá)到的質(zhì)量減輕及小的渦流損耗使燃料噴射閥所需的動態(tài)性能得到顯著的改善。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]以下將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。附圖中表示:
[0014]圖1:具有根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的銜鐵的一個燃料噴射閥的放大的概要截面圖，及
[0015]圖2:具有根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的銜鐵的一個燃料噴射閥的放大的概要截面圖。
[0016]具體實(shí)施形式
[0017]以下將參照圖1及2詳細(xì)地描述一個銜鐵2的優(yōu)選實(shí)施例。在這些實(shí)施例中相同的或功能上相同的構(gòu)件用相同的標(biāo)號指示。
[0018]圖1表示具有一個閥套筒9的燃料噴射閥I的一部分的概要截面圖，在該閥套筒的外側(cè)固定著一個帶有設(shè)置在其中的線圈11的殼體12，在閥套筒9的內(nèi)部沿中心軸線X-X設(shè)有一個內(nèi)極10及一個第一實(shí)施例的銜鐵2。該銜鐵2包括一個沿中心軸線X-X延伸的圓柱形磁性區(qū)域3，該區(qū)域被一個非磁性區(qū)域4完全地包圍。該一體的及被構(gòu)成環(huán)形的銜鐵2(與內(nèi)極10 —樣)具有一個透孔6，在該透孔中引導(dǎo)一個這里未示出的閥針。磁性區(qū)域3最好由具有較高飽和電感且較小電導(dǎo)率的磁性材料，例如FeCo構(gòu)成。非磁性區(qū)域4最好由陶瓷材料或硬金屬構(gòu)成。磁性及非磁性區(qū)域3，4借助雙組分粉未壓鑄方法相互材料鎖合地連接。
[0019]如由圖1還可看到的，非磁性區(qū)域4具有一個厚度為Dl的第一軸向端部區(qū)段7，一個厚度為D3的第二軸向端部區(qū)段8，一個厚度為D4的內(nèi)圓周區(qū)段60及一個厚度為D2的外圓周區(qū)段41。這里第一端部區(qū)段8構(gòu)成內(nèi)極10上的一個止擋。有效磁力線的分布示范地通過一個磁力線M來表明，該磁力線經(jīng)過閥殼體9及外圓周區(qū)段41進(jìn)入銜鐵2的磁性區(qū)域3并由該磁性區(qū)域經(jīng)過第一端部區(qū)段7向著內(nèi)極10的方向繼續(xù)延伸。
[0020]這里向著內(nèi)極10的第一端部區(qū)段7的厚度Dl及外圓周區(qū)段41的厚度D2最好其尺寸定得小于第二端部區(qū)段8的厚度D3及內(nèi)圓周區(qū)段60的厚度D4。由于被有效磁力線M穿過的第一端部區(qū)段7及外圓周區(qū)段41的小厚度D1，D2，就達(dá)到了磁性區(qū)域3中有效飽和電感的改善，這將導(dǎo)致磁力的增高。在此情況下厚度Dl及D2可取相同或不同的尺寸。
[0021]因此提供了一種具有降低了渦流損耗及提高了磁效率的、作為雙組分粉未壓鑄構(gòu)件的一體化的及可成本上有利地制造的銜鐵2，其中非磁性區(qū)域4的形式的硬包封層將防護(hù)以免與燃料接觸。此外同時地在第一和/或第二端部區(qū)段7或8上實(shí)現(xiàn)了一個免于與磁性區(qū)域3接觸的、堅(jiān)固的且耐磨損的銜鐵止擋。另外透孔6的內(nèi)圓周區(qū)段60可起到用于在銜鐵2中引導(dǎo)閥針的耐磨損層的作用。因而由此達(dá)到了燃料噴射閥的特別長的耐久性，這也就允許在更困難條件下毫無問題地使用。
[0022]與上面所述的第一實(shí)施例不同地在圖2的第二實(shí)施例的銜鐵2上內(nèi)圓周區(qū)段60具有一個厚度D4，該厚度大于第一端部區(qū)段7、外圓周區(qū)段41或第二端部區(qū)段8的厚度Dl，D2，D3。由此可由成本上有利的及輕的非磁性材料來制造銜鐵的大部分而不會對磁性區(qū)域中有效的磁力線分布產(chǎn)生副面影響。因而達(dá)到了磁性區(qū)域3的進(jìn)一步減小及由此達(dá)到銜鐵2的重量及總成本的進(jìn)一步減小。銜鐵2的磁性及非磁性的區(qū)域3，4可如同第一實(shí)施例那樣借助雙組分粉未壓鑄方法相互材料鎖合地連接。
[0023]如在所有實(shí)施例中所指出的，對于根據(jù)本發(fā)明的銜鐵2由此可作為雙組分粉未壓鑄構(gòu)件在單個制造工序中被制造成一體的銜鐵2，這用傳統(tǒng)的制造方法是不能達(dá)到的。由此除明顯改善的成本效益外尤其使對于高壓噴射閥所期望的及所必要的動態(tài)性能與可達(dá)到的質(zhì)量減輕及渦流損耗的降低相應(yīng)地得到明顯的改善，這就有助于燃料消耗的明顯減小及發(fā)動機(jī)廢氣排放性能的改善。此外在以上描述的實(shí)施例中所說明的結(jié)構(gòu)類型方案可以任意地組合。
【權(quán)利要求】
1.用于噴射閥的銜鐵，包括: -至少一個磁性區(qū)域(3)及至少一個非磁性區(qū)域(4)， -其中銜鐵(2)被構(gòu)成一體的構(gòu)件， -其中磁性的及非磁性的區(qū)域借助雙組分粉未壓鑄方法相互材料鎖合地連接，及 -其中磁性區(qū)域(3)被非磁性區(qū)域(4)完全地包封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的銜鐵，其特征在于:銜鐵(2)被構(gòu)成具有一個透孔(6)的環(huán)形，非磁性區(qū)域(4)包括一個第一軸向端部區(qū)段(7)、一個第二軸向端部區(qū)段(8)、一個內(nèi)圓周區(qū)段(60)及一個外圓周區(qū)段(41)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的銜鐵，其特征在于:向著內(nèi)極(10)的第一端部區(qū)段(7)及外圓周區(qū)段(41)具有比第二端部區(qū)段(8)的厚度(D3)及內(nèi)圓周區(qū)段(60)的厚度(D4)小的厚度(Dl,D2)。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的銜鐵，其特征在于:第一端部區(qū)段(7)的厚度(Dl)與外圓周區(qū)段(41)的厚度(D2)相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)的銜鐵，其特征在于:內(nèi)圓周區(qū)段(60)具有最大的厚度(D4)。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的銜鐵，其特征在于:銜鐵(2)在第一和/或第二銜鐵端部(7，8)上構(gòu)成止擋。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的銜鐵，其特征在于:磁性區(qū)域(3)由具有高飽和電感的磁性材料構(gòu)成及非磁性區(qū)域(4)由陶瓷材料或硬金屬構(gòu)成。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的銜鐵，其特征在于:非磁性區(qū)域(4)由耐燃料的材料構(gòu)成。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的銜鐵，其特征在于:非磁性區(qū)域(4)由耐磨損的材料構(gòu)成。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的銜鐵，其特征在于:磁性區(qū)域(3)具有銜鐵(2)的總重量的85至95%的重量及非磁性區(qū)域(4)具有銜鐵(2)的總重量的5至15%的重量。
【文檔編號】H01F7/08GK103733279SQ201280037333
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月9日
【發(fā)明者】M·舒馬赫, A·布格哈特, J·拉赫爾 申請人:羅伯特·博世有限公司