专利名称：电磁操纵阀的制作方法
现有技术本发明涉及按独立权利要求前序部分所述的一种电磁操纵阀。已知有多种电磁操纵阀，特别是燃料喷射阀，这些阀的易磨损零件上涂有耐磨涂层。
从DE-A2942928已知把耐磨抗磁材料涂层涂在磁舌(armature)和喷嘴体之类耐磨损零件上。这些涂层用来限止阀针的提升，从而使剩磁对燃料喷射阀的移动零件的影响最小。
从DE-A3230844还已知在燃料喷射阀的磁舌和碰撞面上形成耐磨表面。比方说，这些表面可以镀镍，也即形成一涂层，或者氮化，即渗氮而硬化。
此外，从DE-A3716072还已知，对特别容易磨损和腐蚀的喷射阀零件涂上薄薄一层坚硬的钼涂层，然后可用金刚钻加工。
DE-A3810826叙述了一种燃料喷射阀，其中，至少一个碰撞面设计成球帽形状，以便获得极其精确的空隙，该碰撞面的中央形成一用高强度非磁性材料制成的球体形衬垫。
从EP-A0536773还已知有一种燃料喷射阀，其中，在磁舌的圆周面和环形碰撞面上用电镀涂上一层硬金属涂层。这一铬涂层或镍涂层的厚度为15-25μm。由于用的是电镀，涂层厚度的分布略成楔形，在边缘处为一极窄的较厚涂层。由于是电喷涂层，因此涂层厚度分布实际上是预先确定的，并且易受影响。经过一定工作时间后，碰撞面由于磨损而变宽，从而造成磁舌的拉入时间和释放时间的变动。本发明的优点具有独立权利要求所述特征的本发明电磁操纵阀相较之下具有如下优点，互相碰撞零件中的至少一个零件的形状做成这样，一旦形成一耐磨表面，就能确保碰撞面即使经过长时期工作也不会因磨损而扩大，从而可动零件的拉入时间和释放时间实际上保持不变。这一点是这样实现的互相碰撞零件中的至少一个零件在形成耐磨性之前做成台阶形表面。这一台阶形表面可精确适应种种情况，从而获得最佳磁性能和液压性能。
从属权利要求所述措施是对电磁操纵阀、特别是独立权利要求中特指的燃料喷射阀的精微化和改进。
用研磨过的平底钻这样的机械装置来加工出至少一个碰撞零件的极其精确的表面形状是特别有利的，这样就可获得极其精确的尺寸。使用精磨过的工具，可获得比先前更窄的制造容差，从而在喷射阀工作时，磁舌的拉入时间、特别是释放时间的变动可很小。
至少一个零件比方说磁舌的台阶形表面还可涂以甚至是非电镀的磁性耐磨涂层，从而无需使用那种仍无法令人满意的很小碰撞区。
一个特别的优点在于下列事实可用现有工艺比方说等离子体渗氮或气体渗氮之类的渗氮工艺硬化互相碰撞零件中的至少一个零件的碰撞区表面，从而使其耐磨。
这样就得到一很小、尺寸精确的环形碰撞区，其中有利的是，在用作止挡的至少一个零件中形成一台阶。这种碰撞面宽度即接触宽度确定的环形碰撞区在整个工作寿命中保持不变，因为有了该台阶，碰撞面因连续工作而发生的磨损不会导致接触宽度变大。碰撞可靠性得到充分保证。液压粘接现象因碰撞面小而无从发生。由于整个寿命期中接触宽度确保不变，因此两碰撞零件例如铁芯和磁舌之间的间隙中的液压比也保持不变，这是一个很大的优点。附图描述下面详述用附图简示的本发明例示性实施例，附图中
图1表示一燃料喷射阀；图2为喷射阀在铁芯和磁舌区中的止挡的放大图；图3表示本发明台阶形磁舌的第一例示性实施例；图4表示本发明台阶形磁舌的第二例示性实施例；图5表示本发明台阶形磁舌的第三例示性实施例。示意性实施例的描述图1例示的用作火花点火爆炸型内燃机燃料喷射装置中的喷射阀的电磁操纵阀有一铁芯2，它的上面套有一励磁线圈1，该铁芯2用作燃料进口座，在这里，它为管状，其外径在整个长度上保持不变。在径向上呈台阶形的一线圈架3上装有励磁线圈1的绕组，与外径不变的铁芯2一起，在励磁线圈1部位形成一特别紧凑的结构。
一与阀纵向轴线10同心的中间金属管零件12依靠比方法焊接密封地连接在铁芯2的下端9上，它的一部分在轴向上套住铁芯下端9。在轴向上，台阶形线圈架3的一部分与铁芯2重合，而其较大直径的台阶15的至少一部分与中间零件12重合。在线圈架3和中间零件12的下游有一管状阀座架16，它比方说固定地连接到中间零件12上，在阀座架16中有一与阀纵向轴线10同心的纵向孔17。在该纵向孔17中装有一管状阀针19，它的下端用比方法焊接连接到一球形阀关闭体21上，该球形阀关闭体21的周面上有比方说5个压扁面22供燃油流过。
喷射阀用电磁装置以现有方式工作。包括励磁线圈1、铁芯2和磁舌27在内的电磁电路用来在轴向上移动阀针19，从而克服复位弹簧25的弹力而打开喷射阀或者关闭喷射阀。磁舌27通过第一焊缝28与阀针19的与阀关闭体21相对的一端相连并与铁芯2对齐。在纵向孔17中，在阀座架16的位于下游并与铁芯2相对的一端，用焊接密封地装有一圆柱形阀座体29，其中形成一固定阀座。
阀座体29中的导孔32在阀针19随同磁舌27沿着阀纵向轴线作轴向移动时用来引导阀关闭体21，球形阀关闭体21与阀座体29的阀座相互配合，该阀座沿燃料流动方向呈截头圆锥形。阀座体29的与阀关闭体21相对的端面同心而固定地连接到比方说壶形的喷雾孔圆盘34上。喷雾孔圆盘34的底部上有至少一个、也可以是比方说四个喷雾孔39，它们或是腐蚀而成，或是冲出。
阀座体29和壶形喷雾孔圆盘34的插入深度决定着与之相配的阀针19的预定的提升高度。当励磁线圈1不通电时，阀针19一端的位置决定于阀关闭体21在阀座体29的阀座上的支承性抵靠，而当励磁线圈1通电时，阀针19另一端的位置决定于磁舌27在铁芯端面9上的支承性抵靠，即在按本发明成形的区域上的抵靠，该区域在图中特意用一圆圈划出。
用弹簧钢板卷成的、插入在铁芯2的与阀纵向轴线10同心的燃料流动孔46中的调节套筒48用来调节抵靠在该调节套筒48上的复位弹簧的偏置弹力，而该复位弹簧的另一端抵靠在阀针19上。
喷射阀的大部分套在一塑料模压件50上，该模压件从铁芯2开始，在轴向上一直伸过励磁线圈1而到达阀座架16。该塑料模压件50的组成部分例如电插头52与之模压成一体。
一滤油器61伸入铁芯2的燃料流动孔46的进口端55中，从而确保由于太大而会造成喷射阀堵塞或损坏的燃油成份被滤掉。
在图2中，图1中用一圆圈圈出的阀针19一端区域也即磁舌27与铁芯2的端部9发生碰撞的区域以放大图来表示。用电镀法把比方说铬或镍涂层的金属涂层65镀到铁芯2的端部9和磁舌27上是大家已知的，此时涂层65既涂到与阀纵向轴线10垂直的端面67上，又至少是涂到磁舌27的一部分圆周面66上。这些涂层65特别耐磨，且以其小表面而减小碰撞面发生液压粘接的可能性，但却无法确保不发生液压粘接。这些涂层65的厚度一般为10-25μm。
喷射阀要能顺利工作，铁芯2和磁舌27必须只在较小区域上发生碰撞，例如只在磁舌27上端面的远离阀纵向轴线10的外端区域发生碰撞。电镀法可用来专门满足这一要求。在电镀中，在待镀零件(这里即为铁芯2和磁舌27)的边缘处形成一电力线集中区，从而形成图2所示的厚度分布呈楔形的涂层。因此，喷射阀工作时，该楔形涂层65只在一小区域上受力。但是，经不断工作后，碰撞区无法保持不变，因为涂层65部位由于受到上面多次的碰撞而发生磨损，因此碰撞面越来越大，从而楔形也越来越小。与上述情况相对照，图3示出本发明磁舌27在其上端面67区域中的一部分，该端面在涂涂层或形成表面耐磨性以前先制出一台阶部70。
用电喷形成的涂层65的厚度分布实际上是预先确定的并易受影响，而磁舌27的台阶可在涂涂层或形成表面耐磨性以前按照所需数值预先确定并生成，从而在使用中，在任何情况下都可获得最佳的磁性能和液压性能。使用经精磨的平底钻头，该台阶的制造容差可更窄，从而磁舌27的拉入和释放时间的变动可极小。该端面67的台阶部70还可涂以非电镀的耐磨涂层，该涂层也可以是磁性的，从而无需使用仍无法令人满意的非常小的碰撞面。
此外，端面67至少在其碰撞段69区域，可用硬化工艺进行表面处理做成耐磨的。为此可使用诸如等离子体渗氮或气体渗氮之类的现有渗氮工艺作为该硬化工艺。
由于图3所示磁舌27上端面67中的台阶部70构成一凹座，因此可确保碰撞面宽度并因而使接触宽度在喷射阀的整个寿命期中保持不变。台阶部70的作用在于在端面67上形成精确制成的环形碰撞段69。
喷射阀不断工作时，磁舌27会向上多次地碰撞铁芯2。这也就意味着碰撞面总会发生一定的磨损。由于有了台阶部70，用作止挡的磁舌27上端面67中的碰撞段69明显地突出在台阶底面71上。该宽度为20-500um的突起的环状碰撞段69在图3的例示性实施例中位于圆周面66与外形为向里延伸的台阶部70之间，从而用作一止挡。该碰撞段69的接触宽度b在整个工作期中始终保持不变。因此上述磨损对碰撞面宽度或接触宽度没有丝毫影响。液压粘接现象因碰撞面小而无从发生。由于接触宽度在整个寿命期中确保不变，因此两碰撞零件、即铁芯2与磁舌27之间的间隙中的液压比也保持不变，这是一个很大的优点。与碰撞段69为平直碰撞面相比较，本发明的优点在于，碰撞面离开台阶底面71有一5μm以上的轴向距离。合适选择宽度b和台阶底面71的深度，例如把此深度选为5-15μm，即可获得最佳的磁性能和液压性能。
还可看到，在涂涂层或形成耐磨表面之前，可同时在磁舌27和铁芯2上形成对应的台阶部70，从而在两碰撞端上同时形成尺寸非常精确的环形碰撞段69，如图3所示，此外，可只在铁芯2上形成该台阶部70，而磁舌27比方说做成平直端面。虽然这些非代表性例子在实际应用中并不多见，但是在台阶的几何形状中，并不是说除了图3所示的磁舌27的例示性实施例外，它们是不值一提的。
图4和图5示出按本发明成形的磁舌27的另两个例示性实施例，可以看到，比方说，碰撞段69沿着阀纵向轴线10的方向形成在端面67上，而台阶部70在朝着圆周面66的向外方向上偏离轴线(图4)。图5描述磁舌27的一例示性实施例，其中，碰撞段69位于圆周面66和阀纵向轴线10方向上的内、外台阶部70之间。
由于磁舌和/或铁芯2中的至少一个端面67上有一台阶部70，因此也可使用如上所述的与镀镍或镀铬不同的提高端面67耐磨性的工艺。例如，通过使用等离子渗氮、气体渗氮或渗碳之后的硬化工艺来改变磁舌27和/或铁芯2的表面结构，从而甚至可以完全取消直接的涂层。
权利要求
1.一种电磁操纵阀，特别是一种用于内燃机燃料喷射装置的喷射阀，有一阀纵向轴线、一用铁磁材料制成的铁芯、一励磁线圈和一磁舌，该磁舌推动与固定阀座相互配合的一阀关闭体，并当该励磁线圈通电时，受吸而碰撞铁芯的碰撞面，其特征在于，两个相对的零件磁舌(27)和铁芯(2)的两端面(67)中的至少一个分成一碰撞段(69)和至少一个台阶部(70)，该台阶部相对该碰撞段(69)下凹，并且，至少一个碰撞段(69)具有限定的宽度(b)。
2.按权利要求1所述的阀，其中，磁舌(27)和/或铁芯(2)的所述至少一个碰撞段(69)的宽度(b)只占端面(67)直径的一部分。
3.按权利要求2所述的阀，其中，磁舌(27)/或铁芯(2)上的所述至少一个碰撞段(69)的宽度为20-500μm。
4.按权利要求1所述的阀，其中，铁芯(2)和/或磁舌(27)上所述至少一个的起自碰撞段(69)的台阶部(70)朝着阀纵向轴线(10)的方向伸展。
5.按权利要求1所述的阀，其中，铁芯(2)和/或磁舌(27)上的所述至少一个起自碰撞段(69)的台阶部(70)朝着离开阀纵向轴线(10)的方向伸展。
6.按权利要求1所述的阀，其中，铁芯(2)和/或磁舌(27)在端面(67)区域涂有涂层。
7.按权利要求6所述的阀，其中，该由涂层工艺完成的涂层是磁性的。
8.按权利要求1所述的阀，其中，铁芯(2)和/或磁舌(27)在端面(67)区域用硬化工艺进行处理。
全文摘要
现有燃料喷射阀中，易磨损零件例如磁舌和铁芯上均形成耐磨涂层，例如镀铬、钼或镍。阀上这些涂层是通过电镀实现的，籍此，获得一个需要的楔形涂层厚度分布以确保一个较小的碰撞区。但是，这种涂层厚度是预先设定的而且是极易受影响的。该新设计的阀中，至少一个零件、例如磁舌(27)在涂上一层耐磨涂层前制成台阶形表面，从而在任何情况下总可获得最佳的磁性能和液压性能。由该台阶形成的环形碰撞段(69)具有一确定的碰撞面宽度或接触宽度，该宽度在整个寿命期中始终保持不变，因为碰撞面因不断工作而造成的磨损不会增大该接触宽度。这是一种特别适用于火花点火爆炸型内燃机的燃料喷射装置的电磁操纵阀。特性也始终保持不变，不管分配器的轴向位置如何。
文档编号B23K9/04GK1116870SQ94190985
公开日1996年2月14日 申请日期1994年11月24日 优先权日1993年12月9日
发明者弗丁纳德·赖特尔, 马丁·迈尔, 耶尔格·海泽, 诺贝特·凯姆 申请人:罗伯特·博施有限公司