用于電磁促動(dòng)器的部件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于電磁促動(dòng)器的單件式部件，尤其是用于噴射燃料，所述部件包括內(nèi)部磁極（3）、磁套筒（4）和非磁性分隔套（5），其中，所述內(nèi)部磁極（3）、磁套筒（4）和非磁性分隔套（5）被整合到所述單件式部件中。此外，本發(fā)明涉及一種利用雙組份粉末噴鑄法制造用于電磁促動(dòng)器的單件式部件（1）的方法。
【專利說(shuō)明】用于電磁促動(dòng)器的部件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種單件式部件，尤其是閥部件，和一種電磁促動(dòng)器，尤其是部件數(shù)減少的電磁閥，以及一種用于簡(jiǎn)單且低成本地制造這種部件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]從現(xiàn)有技術(shù)已知不同構(gòu)型的電磁閥?，F(xiàn)代噴射裝置中常常安裝電磁閥，所述電磁閥應(yīng)具有盡可能高功率的磁路，以便獲得特別短的開(kāi)關(guān)時(shí)間以及可重復(fù)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。
[0003]從DE102009046466A1熟知一種噴射閥，其具有一個(gè)閥座載體，所述閥座載體被制造為單件式部件并且具有用磁性或非磁性材料制成的第一和第二區(qū)域。這個(gè)閥座載體能夠例如利用MIM方法(金屬噴射模制)制造。然而，在這里，兩個(gè)區(qū)域分別使用金屬材料制造。然而希望所提供的噴射閥或者制造它的方法能夠進(jìn)一步降低制造成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明的、具有權(quán)利要求1的特征的單件式部件所具有的優(yōu)點(diǎn)是，可提供一種具有高功率磁路的電磁促動(dòng)器，其制造成本可被進(jìn)一步顯著降低。此夕卜，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的部件進(jìn)一步減少部件數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)高功率的磁路可得到電磁促動(dòng)器的短的開(kāi)關(guān)時(shí)間和重復(fù)開(kāi)動(dòng)作和關(guān)動(dòng)作。這根據(jù)本發(fā)明得到所述單件式部件具有至少一個(gè)電磁促動(dòng)器，其具有內(nèi)部磁極、磁套筒和非磁性分隔套。在這里，所述內(nèi)部磁極、磁套筒和分隔套被整合成單件式部件。因此，在部分內(nèi)部磁極、磁套筒和分隔套之間存在材料鎖合的連接。由此，尤其還能夠進(jìn)一步減少磁性促動(dòng)器的安裝時(shí)間。所述非磁性分隔套在這里保證除向外的流體密封性外還使渦流達(dá)到最小。特別地，布置在分隔套外側(cè)的線圈被保持不接觸燃料，燃料一般非常強(qiáng)烈地侵蝕所述部件。
[0005]從屬權(quán)利要求示出本發(fā)明的優(yōu)選改進(jìn)方案。
[0006]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述單件式部件包括一殼體，其附加地整合到所述單件式部件中。由此，所述部件數(shù)進(jìn)一步減少，并且還可實(shí)現(xiàn)低成本制造。
[0007]特別優(yōu)選地，所述內(nèi)部磁極被分成多個(gè)區(qū)段，其中，所述內(nèi)部磁極的各個(gè)區(qū)段通過(guò)布置在用不導(dǎo)電材料制成的分隔套上的分割區(qū)域構(gòu)成。在這里，特別地可進(jìn)一步減小不希望形成的渦流。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選設(shè)計(jì)方案，所述殼體具有軸向突出的連接凸緣，用于連接所述單件式部件。由此，所述單件式部件可簡(jiǎn)單且可靠地連接在其他部件上，例如連接在噴射閥的部件上。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，所述內(nèi)部磁極具有徑向向外指向的凸緣，其具有不導(dǎo)電的分割區(qū)域。由此可獲得進(jìn)一步減小的渦流。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述非磁性分隔套在它的外周緣上具有用于容納線圈的輪廓。由此，所述分隔套具有固定線圈的附加功能。所述輪廓能夠例如通過(guò)設(shè)置凹槽和/或凸起構(gòu)成。因此，用于線圈繞組的線圈載體也被整合到所述單件式部件中。[0011]優(yōu)選地，所述分隔套在第一端部上具有徑向向外指向的第一壁區(qū)域，在第二端部上具有徑向向外指向的第二壁區(qū)域。由此，在兩個(gè)壁區(qū)域之間提供一個(gè)用于線圈的容納空間，從而所述線圈可迅速且簡(jiǎn)單地纏繞在位于所述壁區(qū)域之間的分隔套上。優(yōu)選地，必要時(shí)也能夠通過(guò)線圈來(lái)移動(dòng)優(yōu)選被開(kāi)縫的套以進(jìn)行覆蓋。
[0012]根據(jù)當(dāng)前發(fā)明的備選設(shè)計(jì)方案，所述單件式部件的內(nèi)部磁極在所述分隔套上布置在兩個(gè)壁區(qū)域之間。由此可得到所述內(nèi)部磁極的一個(gè)特別受到保護(hù)的裝置。特別地，所述內(nèi)部電極的磁性材料被保護(hù)以阻止侵蝕性介質(zhì)，例如燃料。由此可使用純鐵作為磁性材料。此外，所述分隔套的外部，軸向取向的面用作止擋面，例如用于止擋電磁閥的銜鐵。
[0013]本發(fā)明還涉及一種電磁閥，尤其是噴射閥，以及一種用于制造單件式部件，尤其是用于電磁閥的單件式部件的方法，其中，所述單件式部件利用雙組份粉末噴鑄方法制造。在這里，按照材料選擇，執(zhí)行第一 MM (金屬噴射模制)步驟用于噴鑄非磁性材料以制造所述分隔套和第二 MIM步驟用于噴鑄另一部分，即內(nèi)部磁極、磁套筒。備選地，可執(zhí)行CIM步驟(陶瓷噴射模制)用于噴鑄陶瓷材料以制造分隔套和MIM步驟用于制造所述單件式部件的其它部分。所述雙組份粉末噴鑄法在這里在一個(gè)步驟中使用模芯和/或滑動(dòng)片等執(zhí)行或者在多個(gè)步驟中。在噴鑄步驟后，進(jìn)行化學(xué)和/或熱脫離以及燒結(jié)步驟。因此，本發(fā)明提供一種非常簡(jiǎn)單且低成本的可實(shí)施方法，其中提供單件式部件，所述單件式部件在單塊式閥部件中共同包括非磁性材料，例如奧氏體鋼或者陶瓷，和磁性和/或可磁化材料，例如純鐵。在這里，在不同那個(gè)材料之間分別構(gòu)造材料鎖合的連接，從而所述單件式部件不出現(xiàn)密封問(wèn)題。由此，特別地以簡(jiǎn)單的且低成本的措施保證對(duì)于侵蝕介質(zhì)，例如燃料的密封性。進(jìn)一步優(yōu)選地，在燒結(jié)步驟后，進(jìn)行界定的冷卻，以維持所述磁性材料的希望的磁性性能，所述部件在燒結(jié)步驟中具有相對(duì)高的溫度。特別地，通過(guò)將界定的冷卻整合到實(shí)際的燒結(jié)和冷卻工藝中，能夠省去現(xiàn)有技術(shù)中至今仍然需要的、在界定的冷卻前使所述磁性材料磁性最終退火。因此能夠節(jié)省附加的工作步驟。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的部件尤其用作汽車中噴射燃料的噴射閥。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]下面將參考附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中:
[0016]圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的、用于噴射閥的單件式部件的剖視示意圖；
[0017]圖2示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的、用于電磁促動(dòng)器的單件式部件的剖視示意圖；
[0018]圖3示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的、用于噴射閥的單件式部件的剖視示意圖；
[0019]圖4示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的、用于噴射閥的單件式部件的剖視示意圖；
[0020]圖5示出示出具有配置好的線圈的圖4的單件式部件的剖視示意圖；
[0021]圖6示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的、用于噴射閥的單件式部件的剖視示意圖；
[0022]圖7示出沿線V-V剖切的圖6的單件式部件的剖視示意圖；
[0023]圖8示出根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的、用于噴射閥的單件式部件的剖視示意圖；和
[0024]圖9示出根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的、用于噴射閥的單件式部件的剖視示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0025]下面參考圖1，詳細(xì)地說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的、設(shè)置為單件式閥部件I的單件式部件。
[0026]如圖1所示，單件式閥部件I包括閥殼體2，其用金屬材料制成，及圓柱形內(nèi)部磁極3，其用可磁化的材料制成。進(jìn)一步地，單件式閥部件I包括圓柱形磁套筒4，其用導(dǎo)磁材料制成；及圓柱形分隔套5，其用非磁性材料制成，例如奧氏體材料或陶瓷。用X-X表示單件式閥部件I的軸線，在它的方向上執(zhí)行未示出的針的針行程。
[0027]進(jìn)一步地，在分隔套5和閥殼體2之間構(gòu)成容納空間6，用于容納線圈(未示出)。附圖標(biāo)記20表示連接凸緣。
[0028]因此，對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的單件式閥部件1，非磁性分隔套5被整合，其中，在所述部分區(qū)域之間(包括閥殼體2、內(nèi)部磁極3、磁套筒4和分隔套5)分別存在材料鎖合連接。所述單件式閥部件通過(guò)雙組份粉末噴鑄法制造。通過(guò)非磁性分隔套5的整合避免了所述分隔套中的磁損耗。磁力線分布在銜鐵和內(nèi)部磁極之間，但不越過(guò)所述分隔套。由此可提供用于電磁閥的、高功率的且制造成本非常低的磁路。通過(guò)將非磁性分隔套5整合到單件式部件I中，磁性分隔功能也整合到單件式閥部件I中。內(nèi)部磁極3的磁性材料優(yōu)選執(zhí)行盡可能高的磁飽和感應(yīng)，以優(yōu)化磁性系數(shù)。此外，所述單件式閥部件還提供各部分之間的材料密封連接和高壓密封連接，但這里不需要高成本的連接技術(shù)，例如焊接等。所述密封連接在這里通過(guò)雙組份粉末噴鑄法實(shí)現(xiàn)。
[0029]圖2至8示出本發(fā)明的備選設(shè)計(jì)方案，其中，相同或功能相同的部分用與第一實(shí)施例中相同的附圖標(biāo)記表示。
[0030]圖2示出單件式部件I的第二實(shí)施例，其中，所述單件式部件不設(shè)置殼體。因此，所述單件式部件只包括圓柱形磁套筒4，其用導(dǎo)磁材料制成；圓柱形的、非磁性分隔套5 ;和圓柱形內(nèi)部磁極3。如圖2所示，分隔套5在這里布置在內(nèi)部磁極3的端面?zhèn)榷瞬可希瑥亩鴨渭讲考蘒具有不變的外直徑。
[0031]圖3示出第三實(shí)施例，其中，內(nèi)部磁極3具有向外指向的徑向凸緣30，其由內(nèi)部磁極3的圓柱形主體徑向向外突出。這個(gè)徑向凸緣30必要時(shí)也被分成區(qū)段，其方式是在各區(qū)段之間設(shè)置不導(dǎo)電的部分區(qū)域。單件式部件I的這個(gè)設(shè)計(jì)方案得到進(jìn)一步改進(jìn)，即減少了所出現(xiàn)的渦流。所述閥殼體在這個(gè)實(shí)施例中包括兩個(gè)圓柱形部分區(qū)域2和20。
[0032]圖4和5示出第四實(shí)施例，其中，非磁性分隔套5具有圓柱形基部區(qū)域和在第一軸向端部上徑向向外指向的第一壁區(qū)域51。分隔套5在第二軸向端部上還具有徑向向外指向的第二壁區(qū)域52。因此，在軸向方向X-X上在兩個(gè)壁區(qū)域51、52之間得到用于容納線圈7的容納空間6(參見(jiàn)圖4和5)。此后，線圈7纏繞在壁區(qū)域51、52之間的分隔套5的外周緣上，覆蓋套8被推入，覆蓋線圈7。閥殼體2的一部分與內(nèi)部磁極3 —體地構(gòu)成，閥殼體的另一部分通過(guò)單獨(dú)的覆蓋套8提供。圓柱形內(nèi)部磁極布置在分隔套5的徑向內(nèi)側(cè)。
[0033]圖6和7中示出的第五實(shí)施例基本上與第四實(shí)施例一致，在第五實(shí)施例中，在內(nèi)部磁極3中額外地設(shè)置許多個(gè)分割區(qū)域53、54，其用不導(dǎo)電的材料制成。分割區(qū)域53、54設(shè)置為在軸向方向X-X延伸的壁區(qū)域，其徑向向內(nèi)延伸地一體地設(shè)置在分隔套5的內(nèi)周緣上。由此內(nèi)部磁極3被分成了多個(gè)區(qū)段3a、3b、3c，由此在運(yùn)行中可使形成渦流達(dá)到最小。由此維持高功率的磁路。[0034]圖8示出單件式部件I的第六實(shí)施例，其中，由非磁性材料制成的分隔套5具有徑向向外指向的第一壁區(qū)域57和第二壁區(qū)域58。然而，在兩個(gè)壁區(qū)域57、58之間的軸向方向上構(gòu)成的空間在第六實(shí)施例中容納內(nèi)部磁極3，并且布置在基部區(qū)域50的徑向外側(cè)。如圖8所示，內(nèi)部磁極3因此被分隔套5的三側(cè)部包圍。在內(nèi)部磁極3的徑向外側(cè)和閥殼體2之間又設(shè)置容納空間6以容納未示出的線圈。因此，分隔套5除磁性分隔功能外還提供防止侵蝕介質(zhì)，例如燃料對(duì)內(nèi)部磁極3的侵蝕的保護(hù)功能。由此，用于內(nèi)部磁極3的磁性材料可進(jìn)行最大的磁飽和感應(yīng)。依賴于對(duì)分隔套5的材料選擇，附加地設(shè)置用于閥針的止擋面56和與閥針連接的部件。由此能夠省去用于止擋閥針的單獨(dú)部件。利用單件式部件I的這個(gè)實(shí)施例尤其能夠?qū)崿F(xiàn)用于噴射閥的非常緊湊的結(jié)構(gòu)。
[0035]圖9示出本發(fā)明的第七實(shí)施例，其具有用非磁性材料制成的分隔套5，輪廓55構(gòu)造在分隔套5的外周緣上。輪廓55包括多個(gè)環(huán)形槽和凸起以容納線圈(未示出)。因此，線圈載體也被整合到非磁性分隔套5中，從而噴射閥的部件數(shù)通過(guò)線圈載體的整體而進(jìn)一步減小。這說(shuō)明這種整合的線圈載體也可設(shè)置在說(shuō)明的其它實(shí)施例中(第七實(shí)施例除外)。
[0036]對(duì)于所有描述的實(shí)施例說(shuō)明單件式部件不僅利用一體的內(nèi)部磁極3或者還利用被分成多區(qū)段的內(nèi)部磁極執(zhí)行。
[0037]還說(shuō)明所有描述的實(shí)施例除用于電磁閥外，還可使用在其它【技術(shù)領(lǐng)域】中用作電磁促動(dòng)器。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電磁促動(dòng)器，尤其是電磁閥的單件式部件，包括: -內(nèi)部磁極(3)， -磁套筒(4)，和 -非磁性分隔套(5), -其中，所述內(nèi)部磁極(3)、磁套筒(4)和分隔套(5)被整合到所述單件式部件中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，其特征在于，所述部件還包括殼體(2)，其也被附加地整合到所述單件式部件中。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的部件，其特征在于，所述內(nèi)部磁極(3)被分割成區(qū)段，其中，所述內(nèi)部磁極(3)的各區(qū)段(3a、3b、3c)通過(guò)分割區(qū)域(53、54)相互分隔，其中，所述分割區(qū)域布置在所述分隔套(5)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的部件，其特征在于，所述殼體(2)具有用于連接所述單件式部件的連接凸緣。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的部件，其特征在于，所述內(nèi)部磁極(3)具有徑向向外指向的徑向凸緣(30)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的部件，其特征在于，所述分隔套(5)具有一輪廓(55),所述輪廓(55)被布置成容納線圈。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的部件，其特征在于，所述分隔套(5)在第一軸向端部上具有徑向向外指向的第一壁區(qū)域(51)，并且在第二軸向端部上具有徑向向外指向的第二壁區(qū)域(52)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的部件，其特征在于，所述部件還包括線圈(7)，所述線圈(7)布置于在所述第一和第二壁區(qū)域(51、52)之間構(gòu)成的容納空間(6)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的部件，其特征在于，所述內(nèi)部磁極(3)布置在所述第一壁區(qū)域(57)和第二壁區(qū)域(58)之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的部件，其特征在于，所述分隔套(5)的壁區(qū)域(57、58)中的一個(gè)壁區(qū)域構(gòu)成用于閥針的止擋(56)或者與閥針相連接的部件。
11.具有電磁促動(dòng)器的電磁閥，尤其是噴射閥，用于噴射燃料，包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的部件。
12.利用雙組份粉末噴鑄法制造單件式部件(1)，尤其是電磁閥的方法，其中，所述雙組份粉末噴鑄法包括非磁性材料的噴鑄的第一步驟和磁性材料的噴鑄的第二步驟，其中所述第一和第二步驟可同時(shí)進(jìn)行或者以任意次序相繼進(jìn)行，并且其中所述單件式部件包括內(nèi)部磁極(3)、磁套筒(4)和非磁性分隔套(5)。
【文檔編號(hào)】F02M51/06GK103620207SQ201280031585
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月29日
【發(fā)明者】J·施密德, J·格拉納, M·舒馬赫, A·布格哈特, R·瓦爾特, R·恩格爾貝格, J·拉赫爾 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司