专利名称：能减少漏磁通的衔铁的制作方法
能减少漏磁通的衔铁
背景技术：
根据DE 196 50 865 Al和DE 197 08 104 Al，电磁阀的衔铁被构造为两件式的磁衔铁，以便减少由衔铁和阀元件组成的单元的运动质量，并由此减少能引发抖动的动能。在由现有技术已知的电磁阀中，在电磁阀的未通电状态，也就是说在电磁阀的不 活动状态，阀元件通过预紧的压力弹簧压靠在止挡上。该止挡在大多数情况下与阀座相同。 在电磁阀的静止状态中，即在电磁阀的电磁线圈未通电时，该电磁阀关闭，即衔铁销连同接 收在该衔铁销上的关闭元件被阀弹簧压入关闭元件的座中。相反，如果电磁阀的电磁线圈 通电，则产生一力，该力使关闭元件克服关闭弹簧的力运动离开所述座。在结束通电之后， 在衔铁销的上升运动中被预紧的关闭弹簧负责将关闭元件重新调节到其初始位置中。这与 是否利用关闭元件操作压力均衡的或取决于压力地预紧的阀无关。在诸如用在自点火式内燃机上的共轨存储器喷射系统的高压存储器喷射系统中， 电控的燃料喷射器用于将燃料精确地喷射入内燃机的燃烧室中。燃料喷射器包括分别由磁 体控制的各种阀。像所有的磁调节器一样，磁组件包括电磁线圈、磁芯以及衔铁，该衔铁应 单件式或多件式地构造。根据DE 196 50 865 Al的用于电磁阀的高压控制单元包括磁组 件、衔铁组件和阀组件。用于操作燃料喷射器的电磁阀组件除了可单件式或多件式构造的 衔铁组件之外还包括磁芯，在该磁芯中放入具有若干圈的电磁线圈。该磁芯连同嵌入在该 磁芯内的线圈被磁套包围，该磁套通常由顺磁性材料例如X8CrM18-9制成。顺磁性材料是 迄今所使用的电磁阀组件中的一个重要成本因素。利用电磁体控制的电磁阀组件具有非常短的转换时间。接通时的转换时间由吸动 延迟(其中开始通电直至衔铁开始运动)和行程时间(即衔铁开始运动直至衔铁运动结束 且到达衔铁止挡)组成。该转换时间除了受到控制装置的控制之外还受磁体材料、尤其是 磁体材料的单位电导率以及通过磁路几何形状确定。为了在电磁体中在吸动延迟和行程时 间方面实现短的转换时间，作为形状措施采用衔铁缝隙或衔铁切口。切口是为了减少涡流 而从能导磁通的衔铁体积去除的部分，以及缝隙抑制衔铁中的涡流循环并且它们是用于实 现短的转换时间的现有技术。然而，所述的措施会带来决定性的缺点，S卩在致动器开始通电之后，也就是说在 电磁体开始通电之后，所产生的磁通的大部分流过该切口或缝隙，而对磁力不做任何贡献。 衔铁上的场扩散从两个侧面均勻地开始。两个侧面应理解为衔铁的衔铁底面或衔铁顶面。 此外，位于芯孔内的结构元件、例如衔铁组件的衔铁销和锁止环连同衔铁柄(衔铁板通过 该衔铁柄包围衔铁销)在吸动延迟时形成非常高的磁通密度。其原因是严重的漏磁通形 成。结果是吸动延迟显著延长。然而，为了在短时间内接连操作燃料喷射器进行喷射，短的 吸动时间就具有突出的优点。此外，所述区域中的高磁通密度会延长下降时间。
发明内容
本发明的目的在于，减少衔铁组件上漏磁通的形成，以便缩短电磁阀的转换时间。在吸动时间内，磁场仅仅部分地进入到衔铁中。设置在衔铁中的、尤其是设置在衔铁组件的衔铁板中的径向缝隙在开始通电后作为防止涡流的措施的作用受到从衔铁的径 向缝隙旁传导过的磁通的作用。随着时间的推移，能够实现效应的反转。为了附加地在短 的行程时间的情况下实现短的吸动延迟，提出了一种能减少漏磁通的衔铁几何形状。根据 本发明提出的能减少漏磁通的衔铁几何形状的特点在于，衔铁具有连续的没有缝隙和切口 的衔铁盘，其中，保留有隔板。衔铁板的与极面(平整侧面)相对置的底面具有例如以60° 角度设置的沟道。这些沟道例如以沿着衔铁板的圆周的60°分度在所述底面上延伸，即在 衔铁板的背离衔铁板极面的侧面上延伸。这些沟道除了 60°分度也能够以其它角度划分在 衔铁板的底面上实施，但是这些沟道向着极面也具有实心材料，即极面本身不被沟道中断， 从而构成封闭的极面。除了六个在衔铁板底面上延伸的沟道之外，也可以是四个或八个沟 道(然而此时以不同的圆周分度)在背离极面的、即背离衔铁组件的平整侧面的衔铁板底 面上延伸。与衔铁组件不同，尤其是与由现有技术已知的衔铁板不同，根据本发明的衔铁板 不再具有任何径向缝隙，所述径向缝隙目前作为减少涡流的措施实现。根据本发明提出的 衔铁板具有均勻的极面。当设置在根据本发明提出的衔铁组件的极面上方的电磁线圈实现 通电时，磁通经过平整的极面进入到衔铁组件中，从而减少了漏磁通的形成。通常在衔铁板 底面上产生的附加的场扩散被削弱或者在理想情况下被完全抑制。因此，在吸动延迟的时 候，在衔铁柄中，即在衔铁板下方的颈状凸台中、在衔铁销中和在锁止环中产生小的磁通密 度。随着时间的推移，磁场已经如此远地扩散到衔铁中，使得现在在衔铁底面上在径 向方向上延伸的沟道开始作为能减少涡流的措施起作用。由于在衔铁柄中、在衔铁销中和 在锁止环中产生较小的磁通密度，故电磁阀的下降时间显著地减小。根据本发明的解决方案既可以应用在自点火式内燃机上，也可以应用在外部点火 式内燃机上，例如应用在具有汽油直喷装置的内燃机上。
下面借助附图深入地描述本发明。附图示出图1剖切地示出的磁组件的立体视图；图2产生的磁通的立体放大视图；图3能减少漏磁通的衔铁几何形状的实施形式。
具体实施例方式图1示出磁组件的立体视图。由图1得出，磁组件10具有磁保持体12，该磁保持体在其外周面上设有环形槽14。在安装该磁保持体12时，一 0形环被放入该环形槽内，磁保持体12在所述安装时通过 该0形环靠着燃料喷射器的喷射器体密封。磁芯16容纳在该磁保持体12中，该磁芯包围 电磁线圈18。该磁芯16内部的电磁线圈18与衔铁组件20共同作用，该衔铁组件包括衔铁 销26和衔铁板28。在衔铁组件20为多件式构造的情况下，衔铁销26和衔铁板28通过锁 止盘22相互连接，该锁止盘附加地被一个锁止套24包围。图2在产生的磁通方面示出根据图1中视图的磁组件10。由图2得出，通过磁组件的磁芯16产生磁通42。该磁通围绕电磁线圈18延伸，参见图2中的附图标记42。然而，该磁通42的大部分延伸通过能减少涡流的径向缝隙40，参 见图2中的位置44。此外由图2能得出，在衔铁板28的底面36上产生对径向方向上的磁 力产生没有任何益处的场扩散。此外，在根据图2的视图中位于磁芯16芯孔30内的结构 元件、锁止盘22以及所述衔铁销26包括衔铁柄52在内在吸动延迟期间形成非常高的磁通 密度，参见图2中在芯孔30内的漏磁通46。通过缝隙的磁通损失(参见根据图2的位置 44)以及在磁芯12的芯孔30中产生漏磁通46的原因从漏磁通结构中看出，该漏磁通结构 引起明显延缓的吸动延迟。吸动延迟应理解为一个时间间隔，该时间间隔从电磁线圈18开 始通电直到衔铁组件20开始运动。与之相比，图3示出一种具有能减少漏磁通的衔铁几何形状的衔铁组件。如从根据图3的视图看到的那样，所示的衔铁组件20包括一个例如单件式构造的 衔铁，其中衔铁销26和衔铁板28是一个单一的构件。从在图3中所示的侧视图得出，根据 本发明提出的衔铁组件20的极面54基本上平整地构造。衔铁板28的极面54是圆形的并 且构造成关于轴线60对称。衔铁组件20的衔铁板28的顶面、即极面54平整地构造并且 不具有用于减少涡流的、径向缝隙40形式的中断部，而在衔铁板28的与极面54相对置的 底面上存在沟道形延伸的凹槽56。这些沟道形延伸的凹槽56在衔铁板28的底面上如此地 构造，使得在例如矩形构造的槽形沟道的底部与衔铁板28的极面54之间留有几厘米的隔 板厚度58。由于这种情况，极面54可以构造成平整的且不中断的。从根据图3的视图得知，在衔铁组件20的衔铁板28的底面上存在例如六个以 60°角度划分(参见图3中的位置62)的、在径向方向64上延伸的沟道56。从图3中看 出，在沟道56的在那里所示的实施形式中，所述沟道具有矩形的槽底部。该槽底部也可以 是倒圆的或具有与所使用的刀具相应的其它几何形状。同样在图3中示出的、对根据本发 明提出的衔铁组件20的衔铁板28的极面54的俯视图给出该极面54不具有在径向方向 上延伸的径向缝隙40形式的不连续部，而是构造成封闭的。在根据图3的俯视图中虚线所 示的沟道形的凹槽56完全在衔铁板28的底面上延伸，即在衔铁板28的背离极面54的侧 面上延伸。衔铁组件20具有根据本发明提出的能减少漏磁通的衔铁几何形状50，根据该衔 铁几何形状，没有缝隙或切口的衔铁板28然而在沟道56的底部和衔铁板28的极面54之 间具有保留的隔板厚度58。在接通磁组件10的磁芯16时，产生的磁通42通过平整构造的 极面54进入到衔铁组件20中。由于缺少径向缝隙40，产生的漏磁通减少，使得磁通42中 用于产生磁力的份额增加。通常产生在衔铁底面上，即产生在衔铁板28的底面上的附加的 场扩散被削弱或在理想情况下被完全抑制。由此在衔铁组件的柄52中、在衔铁销26中和 在锁止盘22中产生较小的磁通密度，尤其是在吸动延迟的时候。通过提到的措施可以缩短 所述吸动延迟，即从电磁线圈18开始通电直到衔铁板28开始运动的时间间隔。随着时间 的推移，磁场已经如此远地扩散到衔铁组件20中，使得现在设置在径向走向64中的沟道56 开始作为能减少涡流的措施起作用。在根据现有技术的解决方案中由径向缝隙40 (参见根 据图2的视图)承担的且导致极面54被径向缝隙40中断的任务现如今在底面上转移给例 如以60°分度设置的沟道56。所述沟道随着时间的推移开始作为能减少涡流的措施起作 用，从而可以减少径向缝隙40的设置，即减少极面54中的不连续部位或不均勻性以及由此 产生的损失44。下降时间，在此期间衔铁板28重新回位并且因此执行相反的方向的衔铁行程，由于在衔铁柄52中、在衔铁销26中和在锁止盘22中产生的较小磁通密度而同样允许被减少。 如果在根据图3的视图中沟道56也在衔铁板28的底面上以60°分度62构造并 且基本上在关于轴线60的径向方向64上延伸，则在衔铁板28的底面36上也可以构造其 它数量的沟道56，这些沟道那时例如以90°分度和45°分度延伸。然而，用于实现能减少 漏磁通的衔铁几何形状50的这些可能的实施变型没有在附图中示出。
权利要求
电磁阀组件(10)，尤其是用于操作燃料喷射器，所述电磁阀组件具有磁芯(16)，电磁线圈(18)被放入所述磁芯中，所述电磁线圈操作一衔铁组件(20)，所述衔铁组件具有衔铁销(26)和衔铁板(28，52)，其特征在于，所述衔铁组件(20)具有能减少漏磁通的衔铁几何形状(50)，所述衔铁几何形状具有基本上平整地且无中断地构造的极面(54)。
2.根据权利要求1的电磁阀组件(10)，其特征在于，所述极面(54)构造成与所述磁组 件(10)相对置并且相对于所述磁组件平整地延伸。
3.根据权利要求1的电磁阀组件(10)，其特征在于，所述衔铁板(28)在其顶面(38) 上具有所述极面(54)并且在其底面(36)上具有多个沟道(56)。
4.根据权利要求3的电磁阀组件(10)，其特征在于，在所述衔铁板(28)的底面(36) 上延伸的所述沟道(56)在径向方向(64)上延伸。
5.根据权利要求3的电磁阀组件(10)，其特征在于，在所述衔铁板(28)的底面(36) 上延伸的所述沟道以60°分度(62)、以45°分度或以90°分度延伸。
6.根据权利要求3的电磁阀组件(10)，其特征在于，在所述衔铁板(28)的所述极面 (54)和所述沟道(56)的底部之间保留有一隔板厚度(58)。
7.根据上述权利要求中一项或多项的电磁阀组件(10)，其特征在于，所述电磁阀组件 用于操作燃料喷射器。
8.根据上述权利要求中一项或多项的电磁阀组件(10)，其特征在于，所述电磁阀组件 具有在从所述电磁线圈(18)开始通电直至所述衔铁板(28)开始运动之间减小的吸动延 迟，并且具有从所述衔铁板(28)开始运动直至到达衔铁止挡的缩短的行程时间。
9.根据上述权利要求中一项或多项的电磁阀组件(10)，其特征在于，由于减少了磁通 (42)的损失(44)并减少了芯孔(30)区域中的漏磁通(46)，用于产生磁力的磁通(42)被 最大化。
全文摘要
本发明涉及一种电磁阀组件(10)，其尤其是用于操作燃料喷射器，所述电磁阀组件(10)具有磁芯(16)，电磁线圈(18)被放入所述磁芯中.所述电磁线圈(18)操作一衔铁组件(20)，所述衔铁组件的衔铁板(28)设有多个在径向方向(64)上延伸的、用于减少漏磁通的沟道。
文档编号F02M59/46GK101828027SQ200880111889
公开日2010年9月8日 申请日期2008年9月17日 优先权日2007年10月18日
发明者J·乌尔姆, J·弗里德里希, P·弗林格 申请人:罗伯特·博世有限公司