专利名称：阀闭合体和在阀闭合体上制造密封座的方法和装置的制作方法
现有技术本发明涉及一个权利要求1限定之类型的阀闭合体，以及一个权利要求2限定之类型的方法和一个权利要求7限定之类型的装置。
在DE3925043A1中已公开了一个阀闭合体、一个方法和一个实施该方法的装置，其中，按照该方法，该阀闭合体被置于和阀座体的阀座面相接触，并被置于一个旋转运动并将一个与转轴平行作用的高频振荡运动传递到阀座体上和阀闭合体上。因此虽然其表面可产生很高的表面质量，但是却不能确保，在闭合体轴线相对于阀座轴线倾斜时还实现一个足够的密封作用。为了使阀闭合体在阀座体之阀座表面上有理想的密封作用所必需的是，沿密封线，亦即其上该闭合体以其密封座和阀座体的阀座面相接触，应在阀闭体和阀座面的密封座上存在一个尽可能好的接近圆形。但是，因为该阀闭合体无论如何也不可能实现如此精确度，亦即不可能达到它的闭合体轴线与阀座轴线理想地重合，换句话说，总会有一个基本的导引间隙导致阀闭合体相对于阀座轴线有一个倾斜位置，所以，为了实现沿密封线为理想的圆形就必须在阀闭合体和密封座之阀座面间的接触区域内在阀闭合体上设置为球形结构。
本发明的优点具有权利要求1特征内容的本发明阀闭合体具有的优点是它能借助一个窄的密封座在阀中不精确地导引情况下实现一个密封的阀截止。本发明按照权利要求2在阀闭合体上制造密封座的方法和本发明按照权利要求7实施在阀闭合体上制造密封座方法的装置都能以简单的类型和方式实现制造理想的中心对称的并为球形区的密封座。
通过从属权利要求中描述的措施就可实现对权利要求2限定的方法和权利要求7限定的装置进行有利的变型和改进设置。
特别有利的是，通过压力空气在阀闭合体上产生挤压力并因此可实现无接触地和无磨损地使阀闭合体在工具体上有挤压加力。
同样有利的是，通过在阀闭合体上对准的压力空气产生高转数的转动，因此，不接触和无磨损。
附图本发明实施例在附图中作了简化描绘并在以后的说明书中作详细阐述。
图1表明一个按发明要求结构设置的阀闭合体局部图，其为一个阀针靠置在一个阀座体的阀座面上；图2表示一个本发明装置之简化图，该装置用于制造图1所示的一个按发明要求的阀闭合体；图3表明一个按发明要求结构的阀闭合体局部图，该阀闭合体靠置在图2所示的一个工具上；图4是沿图2之剖示线IV-VI的截面图；实施例的说明在图1中图1表明一个阀针形式的阀闭合体局部图，如它应用于公知的燃料喷射阀中的情况，该阀适于外点火混合压缩或内燃机的燃料喷射装置。例如已在DE3925043A1中公开，该阀闭合体在一个阀座体2中并于一导引孔3中导行且可沿着一个闭合体纵轴线5轴向移动。在图1描述的阀局部图中，在流动方向上看，该导引孔3通过一个台肩6过渡到锥形收缩的阀座面7，其上于下游连接一个圆柱形的喷射孔9，它结束于阀座体2的一个下表面10上。该针形的阀闭合体具有一个相对于阀闭合体纵轴线5中心对称延伸的阀杆11，其为圆柱形结构。在阀杆上连接一个例如倒圆的过渡段13，然后在其上朝下游连接一个收缩的锥形段14，它过渡到一个圆柱形的阀颈15，其伸入到喷射孔9中。在倒圆结构的过渡段13和锥形段14之间的接触线构成了密封座17，它相对于阀合体纵轴线5垂直延伸并且在理想情况下它是如圆结构的线条，依此，该阀闭合体在阀关闭的状态下密封地靠置在阀座面7上。按照本发明，密封座17应该设置为窄的球形区并具有一个半径r＝D/2cosα/2，其围绕位于闭合体纵轴线5上的中心点M。其中，D指的是密封座17相对于闭合体轴线5垂直的直径；α指的是阀座面7的锥角。虚线描述的是一个假想的圆并具有围绕中心点M的半径r，它的球形区由密封座17构成。同时，该球形区在闭合体轴线5的方向上具有一个高度约20至100μm。该锥形的分段14的锥角大于由锥形阀座面7包含的锥角α。
在图2中描述一个在阀闭合体上制造如图1简图所示的理想中心对称的密封座的装置。按照图2的装置具有一个固定单元20，它有一个基体21。该基体21被一个垂直延伸的台阶式通孔22所贯穿，其中安置了滚动轴承24。在每个滚动轴承24的内孔25中挤入一个管形的工具容置体26，它通过基体21的通孔22延伸，并无间隙地通过滚动轴承24安置和围绕一个垂直延伸的工具纵轴线28可以转动。工具容置体26的转动是例如已指示的那样通过一个皮带传动装置29来实现，其通过一个皮带盘30连接在工具容置体26上。该工具容置体26的驱动还可以其他类型和方式实现，例如通过一个未描述的电机和借助一个提速或减速传动装置。
该基体21在远离皮带传动装置29的地方具有一个支承面32，通过它立起一个工具容置体26的夹紧端部33。该工具轴线28对中地通过该工具容置体26延伸的长孔34，其在夹紧端部33的区域中具有一个内螺纹36，在此内，可拧入一个带有外螺纹的工具支承体37之螺纹杆。除了该螺纹杆，该工具支承体37具有一个头部，其上，装有一个工具体38，例如通过粘接固定。该工具体38是管形的结构和在轴向上沿工具轴线28延伸，同时该工具体38例如部分地伸入夹紧端部33中，并可以随工具容置体26无间隙地转动。在它背离工具支承体37的端部上，该工具体38具有一个朝中空内腔锥形收缩的加工表面40，它的锥角和图1中阀座面7的锥角相一致。
在基体21之支承面32上至少安装并固定一个保持架41。以与基体21轴向上有间距的方式，通过保持架41安装一个旋转部件42，其例如具有一个空气喷嘴体44，其与工具轴线28同轴安置。在空气喷嘴体44上，构成一个环绕的空气通道45，它例如在圆周上设置和通过保持架41被覆盖并与一个压力空气管46相连。该压力空气管46通过一个第一压力空气截止阀48可被阻截或与一个压力泵49或另一个压力源相连。从空气喷嘴体44的空气通道45水平地或相对工具轴线28倾斜地在径向上引置空气喷嘴50，它们如图4所表明的，相对于工具轴线28错位地在其旁边配置。从空气通道45引出的空气喷嘴50通入一个被空气喷嘴体44在径向上包围的空气驱动腔52中。
该阀闭合体1在轴向上通过空气驱动腔52贯穿导入并用它的密封座17，如在图3中放大尺寸描述的那样，和该工具体38的加工表面40接触。在阀杆11上以公知的方式构成导引段53，其在阀座体2的导引孔3中滑导并依此，在径向上导引该阀闭合体1。在电磁可操作的阀门时，与阀杆11之远离密封座17的端部连接一个圆柱式衔铁54，它在装置中安装了阀闭合体时以有间隙方式伸入到空气驱动腔52中并和由空气喷嘴50排出的空气射流例如大约在相对其圆周的切向上相撞，和因此该衔接被以高转数地驱动到一个和工具体38相反的转动。在图4中，表明了4个喷嘴50相互以均匀间距安置，但是，还可以两个或三个或多于4个空气喷嘴，它们对着衔铁54的方向安置。该空气喷嘴50不必强制地对着衔铁54安置的，而是它们完全可以在阀闭合体1之轴向延伸长度的另外位置上安置并校准到这种空气流。例如由一种最精细颗粒的金刚砂材料制成的工具体38可以用液体润湿，因此设置一个液体供应装置56，它如图2虚线表明的那样，通过一个液体管道57为加工表面40输送液体物。
在旋转部件42的上方，并在固定单元20的上方安置一个空气动力体59，它沿工具轴线28可向上和向下移动地安置，如图中双箭头60表示地那样。一个气动体端部表面61如衔铁端表面63一样水平延伸并与其一致定位。从气动体端面61引出一个贯穿该气动体59的空气管道64，它连至一个第二压力空气截止阀65。在气动体59和第二压力空气截止阀65之间的空气管道64上，连接一个真空管道67，其中，安置一个真空截止阀68。该真空截止阀能实现或分离真空管道67与抽吸泵69的连通。为使阀闭合体1安装在装置中并依此置于工具体38上或者使阀闭合体1从装置中取出，该第二压力空气截止阀65被关闭；该真空截止阀68被打开，因此，抽吸泵69通过真空管67和空气管64产生一个负压，因为此时，气动体59以其端表面61靠置在衔铁端面63上。在带有衔铁54的阀闭合体1上作用的大气压力和空气管64中的负压之间的压差就可实现，阀闭合体1被固定在气动体59上，并在气动体59向下运动时该闭合体1被放置到工具体38上，而当气动体59向上运动时，就可以从工具体38上离起。以此类型和方式，就可以实现单个要加工的阀闭合体1的更换。一旦该阀闭合体1被放置到工具体38上，则真空截止阀68被关闭。此后该第二压力空气截止阀65被打开，该空气管道64与压力空气泵49相连接，因此，在空气管道64中施加以高压，其压力作用，于衔铁端面63上导致一个朝工具体38作用的挤压力。同时在衔铁端面63和气动体端面61之间产生一个小的轴向间距，这是由于该气动体59向上移动此距之故，因此，这两个物体无接触地相对安置。对第一压力空气截止阀48，第二压力空气截止阀65和真空截止阀68的操作例如可电磁方式实现，或通过一个控制介质如空气或油来实现。
为实施本方法，衔铁54在空气驱动腔52中的径向导引如此以间隙方式设置，即，闭合体轴线5相对于垂直定位的工具轴线28倾斜一个角度β地设置，该角β大约在10’和80’之间。该闭合体轴线5相对于工具轴线29的斜度使得在阀闭合体1转动时，引起一个旋进运动，因此，密封座17通过例如由精细颗粒金刚砂料制成的工具体38就被加工成一个轴向高度约10至100μm和符合结构图示所解释的球形区结构。密封座17这种呈窄的球形区的结构设置可确保，阀闭合体1在装入阀中时的状态下，尽管总存在的导引间隙也在关闭状态下总会密封地靠置在阀座体2的阀座表面7上。
阀闭合体1的转动可以通过一个在图2中虚线描述的运动传感器71来检验。该运动传感器71例如设置为光学的传感器，其具有一个将光射线发送到闭合体1之导引段53上的光源和一个将由导引段53反射的光线接收的光敏元件例如一个光电二极管。还可以应用另外的运动传感器71，其例如以感应式或电磁式工作。
权利要求
1.阀闭合体，特别用于内燃机的燃料喷射阀，具有一个闭合体轴线、一个阀杆、一个在阀杆和一个锥形段之间的过渡段以及一个在接触线上安置的中心对称的密封座，其位于过渡段和锥形段之间，其特征在于该密封座(17)设置为具有半径r＝D/2cosα/2的窄球形区，其中D指的是与闭合体轴线(5)相垂直的密封座(17)之直径；α则是一个锥形阀座面(7)的锥角，该密封座(17)与阀座面(7)配合作用。
2.在权利要求1的阀闭合体上制造理想的中心对称的密封座的方法，该阀闭合体特别适于内燃机的燃料喷射阀，其中，阀闭合体的密封座被置于和一个工具体相接触；该阀闭合体围绕一个闭合体轴线，而工具体围绕一个垂直的工具轴线相互被置于旋转运动并且相对的方向上被施加一个挤压力，其特征在于该闭合体轴线(5)相对于工具轴线(28)如此倾斜地安置，即，阀闭合体(1)实行一个旋进(Prazession)运动。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于该挤压力通过指向阀闭合体(1)上的压力空气产生。
4.按权利要求2或3所述的方法，其特征在于该阀闭合体(1)和工具体(38)在相反的方向上转动。
5.按权利要求2-4之一所述的方法，其特征在于该阀闭合体(1)通过在其圆周上形成一角度指向的压力空气被置于高转数地旋转。
6.按权利要求2-5之一所述的方法，其特征在于该工具体(38)垂直地安置，该阀闭合体(1)从上边安放到工具体(38)上。
7.在特别适于内燃机燃料喷射阀的阀闭合体上制造理想的中心对称密封座的装置，具有一个工具体，它垂直保持在一个固定单元的工具容置体中，并可与其围绕一个垂直的工具轴线转动，以及具有一个使阀闭合体围绕一阀闭合体轴线转动的转动部件，还具有一个在阀闭合体上施加作用的径向导引结构，再具有一个使阀闭合体和工具体相对施加作用的挤压力，该装置用于实施权利要求2-6之一所述的方法，其特征在于该径向导引结构如此作用在阀闭合体(1)上，即，该阀闭合体轴线(5)相对于工具轴线(28)倾斜地配置。
8.按权利要求7所述的装置，其特征在于该工具体(38)用液体润湿。
9.按权利要求7所述的装置，其特征在于设置一个空气动力体(59)，由其流出压力空气以用于产生挤压力并指向该阀闭合体(1)。
10.按权利要求7所述的装置，其特征在于该转动部件(42)具有一个空气喷嘴体(44)，它具有相对于闭合体轴线(5)错位的和朝阀闭合体(1)的圆周指向的空气喷嘴(50)，通过它排出压力空气，其将阀闭合体(1)高转数驱动并以和工具体(38)的转动方向相反的方向转动。
全文摘要
阀闭合体以密封座安置在阀座面上。由于阀闭合体总有导引间隙所以在线性密封座和阀座面之间产生不密封性。在本新方法中，该阀闭合体(1)以一个相对工具轴线(28)预定的倾斜度被置于转动，因此实行一个旋进运动，这样，在密封座上靠置的工具体(38)就在密封座上制造一个窄的球形区，它可确保在阀闭合体(1)以导引间隙于阀中运动时总使密封座密封地靠置在阀座面上。本方法和本装置特别适用于加工阀闭合体的密封座，其应用在内燃机燃料喷射阀中。
文档编号B24B15/00GK1168118SQ96191503
公开日1997年12月17日 申请日期1996年8月10日 优先权日1995年12月5日
发明者埃伯哈德·舍费尔, 彼得·兰德, 约瑟夫·塞德尔 申请人:罗伯特·博施有限公司