專(zhuān)利名稱(chēng)：具有閥體及至少暫時(shí)地對(duì)該閥體在打開(kāi)方向上加載的閥針的轉(zhuǎn)換閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的轉(zhuǎn)換閥。
背景技術(shù)：
由市場(chǎng)已公知了轉(zhuǎn)換閥，它例如使用在機(jī)動(dòng)車(chē)中作為內(nèi)燃機(jī)的高壓泵上游的量控閥。這種轉(zhuǎn)換閥通常具有一個(gè)閥針，該閥針可對(duì)一個(gè)大致平板形狀的閥體加載。同樣也公知了 閥針在轉(zhuǎn)換閥中的沖程通過(guò)一個(gè)所謂的針環(huán)圈在至少一個(gè)軸向上受限制。針環(huán)圈剛性地耦合在閥針上或與閥針制成一體。通過(guò)針環(huán)圈增大了運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，這尤其對(duì)于快速的開(kāi)關(guān)必需加以考慮。此外公知了噴射閥，其中由一個(gè)閥針及一個(gè)銜鐵構(gòu)成的“銜鐵-閥針組合體”的運(yùn)動(dòng)在一個(gè)軸向上受到電磁鐵的磁極鐵心的銜鐵止擋的限制及在另一軸向上受到噴射閥的密封閥座上的止擋的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所基于的問(wèn)題將通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的轉(zhuǎn)換閥來(lái)解決。在從屬權(quán)利要求中給出了其有利的進(jìn)一步構(gòu)型。對(duì)于本發(fā)明至關(guān)重要的特征還可在以下的說(shuō)明及附圖中找到，其中這些特征既可單獨(dú)地也可不同組合地對(duì)于本發(fā)明是重要的，但無(wú)需對(duì)它們?cè)俅蚊鞔_地指出。本發(fā)明具有其優(yōu)點(diǎn)，即轉(zhuǎn)換閥的閥針的運(yùn)動(dòng)在第一止擋上無(wú)需一個(gè)閥針環(huán)圈的作用便可受到限制，其中在足夠的耐久性的情況下可將相對(duì)大的軸向力傳遞到閥針或止擋上。在此情況下可減小閥針的直徑及取消直徑的跳變。此外可使閥針的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量變小，開(kāi)關(guān)速度提高，工作噪音減小及成本下降。本發(fā)明利用了 在轉(zhuǎn)換閥工作時(shí)閥針的一個(gè)端部區(qū)段止擋在一個(gè)閥體上，其中閥體本身例如可止擋在轉(zhuǎn)換閥的一個(gè)殼體區(qū)段(“固定閥座”)上。由此給出了第一個(gè)前提， 即閥針的軸向運(yùn)動(dòng)無(wú)需閥針環(huán)圈的參與也可限制。此外本發(fā)明由這樣的考慮出發(fā)，即尤其在快速開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換閥上在閥針及閥體上可作用相對(duì)大的動(dòng)態(tài)力。為了預(yù)防閥針和/或閥體的一個(gè)剩留的并對(duì)轉(zhuǎn)換閥的工作有害的變形，根據(jù)本發(fā)明閥體具有一個(gè)凹槽，閥針的端部區(qū)段可止擋在該凹槽中。由此在結(jié)構(gòu)上預(yù)先考慮閥針或閥體的可能變形(“磨損預(yù)留量”)， 以致在轉(zhuǎn)換閥工作中至少可減小端部區(qū)段對(duì)閥體的可能“刻入”。本發(fā)明可防止閥行程和 /或磁力(工作行程，空氣間隙)以不允許的方式改變，由此可產(chǎn)生轉(zhuǎn)換閥功能的不足。此外還提出，該凹槽相對(duì)一個(gè)縱軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)地實(shí)施；及凹槽的深度隨著半徑的變小單調(diào)地增大。由此首先根據(jù)本發(fā)明實(shí)施的閥體可與繞轉(zhuǎn)換閥的縱軸線(xiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)關(guān)地產(chǎn)生始終最佳的止擋。其次根據(jù)本發(fā)明該凹槽被這樣地構(gòu)成，即閥體相對(duì)閥針的軸線(xiàn)在經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換閥的多個(gè)工作間隙時(shí)可自行對(duì)中。以此方式可達(dá)到轉(zhuǎn)換閥特別精確的開(kāi)關(guān)，而無(wú)需形成附加的成本。
尤其提出了凹槽大致具有一個(gè)球拱的幾何形狀。由此描述了一種特別適合本發(fā)明的凹槽的幾何形狀，該幾何形狀可簡(jiǎn)單且精確地制造。當(dāng)在第一止擋上凹槽的幾何形狀與閥針的端部區(qū)段的幾何形狀至少區(qū)域地大致互補(bǔ)時(shí)，轉(zhuǎn)換閥的耐久性將進(jìn)一步地改善。由此可使閥針與閥體之間的接觸面達(dá)到最佳并可限制止擋上出現(xiàn)的軸向壓應(yīng)力。最好這樣地實(shí)施該幾何形狀，以致即使當(dāng)閥體的徑向位置稍微移動(dòng)時(shí)仍可構(gòu)成足夠大的接觸面。該轉(zhuǎn)換閥的一個(gè)應(yīng)用在于，它為一個(gè)燃料高壓泵的量控閥。用于機(jī)動(dòng)車(chē)中燃料泵的量控閥要求特別精確的開(kāi)關(guān)，以便可精確地測(cè)量每次輸送的燃料量。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的閥針質(zhì)量的減小可在保持足夠耐久性的情況下提高轉(zhuǎn)換閥的開(kāi)關(guān)速度。以下將參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的示范實(shí)施例。


圖1 一個(gè)內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)的簡(jiǎn)化圖；圖2 圖1中的燃料系統(tǒng)的一個(gè)量控閥的截面圖；圖3 圖2的量控閥的細(xì)節(jié)III ；圖4:一個(gè)與圖3類(lèi)似的視圖；圖5 在圖2至圖4的量控閥的第一止擋上的力作用圖；及圖6 圖1的燃料系統(tǒng)的高壓泵的一個(gè)活塞的軸向運(yùn)動(dòng)的曲線(xiàn)圖。在所有附圖中及在各個(gè)實(shí)施形式中功能上等效的部件及參數(shù)使用相同的標(biāo)號(hào)。
具體實(shí)施例方式圖1以極其簡(jiǎn)化的視圖表示一個(gè)內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)。燃料借助一個(gè)預(yù)輸送泵5由一個(gè)燃料箱9通過(guò)一個(gè)抽吸導(dǎo)管4、通過(guò)一個(gè)低壓導(dǎo)管7及通過(guò)一個(gè)由電磁鐵15操作的轉(zhuǎn)換閥10-這里該轉(zhuǎn)換閥為量控閥-輸送到(一個(gè)這里將不再說(shuō)明的)(活塞式)高壓泵3。 在下游該高壓泵3通過(guò)一個(gè)高壓導(dǎo)管11連接到一個(gè)高壓儲(chǔ)存器13 ( “共軌”)上。其它的部件、例如高壓泵3的排出閥在圖1中未被表示出?？梢岳斫?，轉(zhuǎn)換閥10或量控閥10可與高壓泵3 —起構(gòu)成一個(gè)結(jié)構(gòu)單元。例如量控閥10可為高壓泵3的進(jìn)入閥。此外量控閥10也可具有不同于電磁鐵15的操作裝置，例如一個(gè)壓電式致動(dòng)器或一個(gè)液壓操作裝置。當(dāng)燃料系統(tǒng)1工作時(shí)預(yù)輸送泵5將燃料由燃料箱9輸送到低壓導(dǎo)管7中。在此情況下量控閥10將確定輸送到高壓泵3的輸送室的燃料量。圖2以一個(gè)截面圖表示圖1的量控閥10。量控閥10被作成相對(duì)一個(gè)縱向軸12基本上旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的。它包括多個(gè)不同形式的殼體區(qū)段14，在其中設(shè)置量控閥10的各部件。在圖1的圖面的中間區(qū)域中設(shè)有一個(gè)銜鐵16，該銜鐵具有軸向的銜鐵孔18及與一個(gè)閥針20 軸向地耦合。這里銜鐵16與閥針20剛性地連接。在該圖面中銜鐵16的上面并在銜鐵16 與一個(gè)殼體區(qū)段14之間設(shè)有一個(gè)銜鐵彈簧22。該銜鐵16為圖2中未完全示出的電磁鐵 15的一部分。這里在銜鐵16與一個(gè)設(shè)置在圖中上部的磁極鐵心17之間構(gòu)成一個(gè)環(huán)形的銜鐵間隙19。銜鐵16及與銜鐵16耦合的閥針20在量控閥10中借助兩個(gè)導(dǎo)向區(qū)段在徑向上被導(dǎo)向。第一導(dǎo)向區(qū)段觀通過(guò)銜鐵16的一個(gè)圓周面的軸向區(qū)段構(gòu)成。第二導(dǎo)向區(qū)段30在圖2的圖面的下部區(qū)域中通過(guò)一個(gè)殼體區(qū)段14對(duì)面的閥針20的圓周面構(gòu)成。在該圖面的右面在導(dǎo)向區(qū)段30的旁邊設(shè)有一個(gè)孔31。在該圖面中量控閥10的左面區(qū)域中一個(gè)低壓導(dǎo)管7連接在一個(gè)徑向孔33中。如由圖3可特別清楚看出的，閥針20的端部區(qū)域32在一個(gè)閥體沈的球拱形凹槽 24中在圖面中向下地被止擋在由凹槽M構(gòu)成的一個(gè)第一止擋34上。在此情況下端部區(qū)段32及凹槽M的幾何形狀至少區(qū)域地被作成大致互補(bǔ)的。以此方式在端部區(qū)段32與凹槽M之間構(gòu)成足夠大的接觸面，以致在端部區(qū)域32或凹槽M中形成的壓應(yīng)力可保持相對(duì)地小。凹槽M相對(duì)縱軸線(xiàn)12旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)地實(shí)施。在所示的強(qiáng)制打開(kāi)位置中閥體沈本身被止擋在一個(gè)殼體部件38的固定閥座36 上。一個(gè)被作成壓簧的閥彈簧40被設(shè)置在殼體部件38的底部與閥體沈之間及在圖面中向上地朝密封閥座42的方向?qū)﹂y體沈加載。這里在密封閥座42與閥體沈之間構(gòu)成一個(gè)環(huán)形的間隙，在工作中燃料通過(guò)該間隙可流到燃料泵的輸送空間。在圖2的視圖中電磁鐵15未通電流，及通過(guò)銜鐵彈簧22的力使銜鐵16、閥針20 及閥體沈位于它們?cè)谠搱D面中的最下面位置中。端部區(qū)段32停止在凹槽M的凹面上。即量控閥10為打開(kāi)及設(shè)在該量控閥10下游的高壓泵處于其抽吸階段。在緊接著的回流階段中由于強(qiáng)制打開(kāi)的量控閥10高壓泵3不輸送，及電磁鐵15 繼續(xù)不通電。在此情況下量控閥10借助銜鐵彈簧22保持打開(kāi)。在接下來(lái)的高壓泵3的輸送階段開(kāi)始時(shí)電磁鐵15被通電流及銜鐵16被磁極鐵心 17吸引。在此情況下閥針20從閥體沈抬起，確切地至少抬起這樣的程度，即閥彈簧40-通過(guò)量控閥10中流體液壓力的支持-可使閥體沈壓到密封閥座42上。環(huán)形間隙44即可消失及量控閥10由此關(guān)閉?，F(xiàn)在燃料可被輸送到高壓儲(chǔ)存器13 ( “共軌”)中。并且在輸送階段結(jié)束后電磁鐵15的電流被關(guān)斷，接著銜鐵彈簧22使銜鐵16與閥針20—起在圖面中被向下壓。在此情況下閥針20的端部區(qū)段32碰撞到閥體沈上。接著閥體也通過(guò)流體力的支持-由密封閥座42抬起及被壓到固定閥座36上。當(dāng)端部區(qū)段 32碰撞到閥體沈的凹槽M上時(shí)可形成相對(duì)高的力。取決于凹槽24-這里它具有球拱的幾何形狀，并取決于端部區(qū)段32至少區(qū)域地與此互補(bǔ)的幾何形狀在碰撞期間所產(chǎn)生的局部壓應(yīng)力保持相對(duì)地小。此外該球拱形的凹槽M具有一個(gè)特性，即凹槽M的(軸向)深度隨著半徑的變小單調(diào)地增大。由此閥體沈可相對(duì)閥針20或縱軸線(xiàn)12自行地對(duì)中，如下面還將描述的。圖4表示量控閥10的一個(gè)稍微改變的實(shí)施形式的與圖3類(lèi)似的視圖。所示部分可通過(guò)其標(biāo)號(hào)來(lái)識(shí)別。圖5表示當(dāng)閥針20的端部區(qū)段32碰撞撞閥體沈的凹槽M上時(shí)的力作用圖。一個(gè)法向力50-該法向力具有向著止擋34上局部面的法線(xiàn)的方向-將分解為一個(gè)軸向分量 52及一個(gè)徑向分量M。我們可看出徑向分量M這樣地指向，以致它能使閥針20與閥體沈之間對(duì)中。閥針20離凹槽M的中心愈遠(yuǎn)，徑向分量M愈大。否則如果閥針20的軸線(xiàn)與凹槽M的軸線(xiàn)相同，則兩個(gè)部件已達(dá)到最好的對(duì)中及徑向分量M為零(未示出)?？梢岳斫?，圖2至5中凹槽M的幾何形狀也可構(gòu)成其它的形狀。尤其是凹槽M 的軸向深度可小于圖5中所示的深度。
圖6表示用于說(shuō)明被作成活塞泵的高壓泵3的軸向運(yùn)動(dòng)的一個(gè)坐標(biāo)系。在橫坐標(biāo)上表示時(shí)間t及在縱坐標(biāo)上表示(圖6中未示出的)活塞的沖程60。水平的虛線(xiàn)62表示活塞運(yùn)動(dòng)的上死點(diǎn)?；钊\(yùn)動(dòng)的下死點(diǎn)相應(yīng)于為零的沖程60。箭頭64表示抽吸階段的時(shí)間范圍。箭頭66表示回流階段的時(shí)間范圍及箭頭68 表示高壓泵3的輸送階段的時(shí)間范圍?？偟厮境龅娜齻€(gè)階段表示高壓泵3的工作運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期。我們可看出抽吸階段被確定在上死點(diǎn)與接下來(lái)的下死點(diǎn)之間。接下來(lái)的回流階段開(kāi)始于該下死點(diǎn)及例如結(jié)束于達(dá)到緊著的上死點(diǎn)前的一個(gè)時(shí)刻tl。再緊著的輸送階段開(kāi)始于時(shí)刻tl及結(jié)束于接下來(lái)的上死點(diǎn)。時(shí)刻tl與量控閥10的電磁鐵15的控制相關(guān)。
權(quán)利要求
1.轉(zhuǎn)換閥(10)，設(shè)有閥體06)及至少暫時(shí)地對(duì)該閥體加載的閥針(20)，該閥針的運(yùn)動(dòng)至少在一個(gè)方向上被止擋限制，其特征在于用于該閥針00)的第一止擋(34)構(gòu)成在該閥體06)的一個(gè)內(nèi)凹的凹槽04)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的轉(zhuǎn)換閥(10)，其特征在于所述凹槽04)相對(duì)縱軸線(xiàn)(12)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)地實(shí)施，所述凹槽04)的深度隨著半徑的變小單調(diào)地增大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的轉(zhuǎn)換閥(10)，其特征在于所述凹槽04)大致具有球拱的幾何形狀。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的轉(zhuǎn)換閥(10)，其特征在于在所述第一止擋(34)上所述凹槽04)的幾何形狀與所述閥針OO)的端部區(qū)段(3 的幾何形狀至少區(qū)域地大致互補(bǔ)。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的轉(zhuǎn)換閥(10)，其特征在于所述轉(zhuǎn)換閥為燃料高壓泵 (3)的量控閥(10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一個(gè)轉(zhuǎn)換閥(10)，它設(shè)有一個(gè)閥體(26)及至少暫時(shí)地對(duì)該閥體在打開(kāi)方向上加載的閥針(20)，該閥針的運(yùn)動(dòng)至少在一個(gè)方向上被止擋的限制，其中閥針(20)的第一止擋(34)被構(gòu)成在閥體(26)的一個(gè)凹槽(24)上，閥針(20)的一個(gè)端部區(qū)段(32)可止擋在該止擋上。
文檔編號(hào)F16K1/00GK102537374SQ20111039950
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者A·艾興多夫, O·杰倫特, R·德蓬 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司