专利名称：密封座的制作方法
密封座
背景技术：
在压力均衡的转换阀中，处于压力下的介质在关闭状态下通常被包围 在环形的压力腔中。该腔在一侧通过导向部限界而在另一侧通过密封座限
界，其中，导向部和密封座具有正好相同的直径d。由此不会产生在打开或 关闭方向上作用于通常构造为针形的阀元件上的力。
随着转换阀的不断运行，在阀体(Ventilstiick)的密封面和通常构造为 针形的阀元件的密封面之间形成均衡。因为该均衡从原始的直径d出发仅 朝向一侧进行，所以导致有效座直径的改变并且因而产生在打开方向上作 用于阀元件上的力。转换阀的压力均衡被破坏并且其动态性能改变直至静 态不密封。
由DE 10031 265 Al已知一种燃料喷射阀，该燃料喷射阀具有一阀体， 在该阀体中构造有孔。该孔在其燃烧室侧的端部上由一阀座限界，从该阀 座引出至少一个喷射孔，在燃料喷射阀处在安装位置时该喷射孔通到内燃 机的燃烧室中。 一活塞形的阀针可纵向移动地设置在该孔中，该阀针在其 燃烧室侧的、即面向阀座的端部上具有阀密封面，阀针以该阀密封面与阀 座共同作用。在此，在阀针的关闭方向上，亦即当阀针以其阀密封面贴靠 在阀座上时，阀针封闭至少一个喷射孔。在阀针从阀座抬起时，从阀密封 面和阀座之间穿过的燃料流向喷射孔并从那里被喷射到内燃机的燃烧室 中。
对阔针在孔中的纵向运动的控制通过两个力的比例进行 一方面通过 由在孔壁与阀针之间构造的并填充有燃料的压力室中的压力产生的液压 力，使得液压力施加在阀针上；另一方面， 一关闭力作用到阀针上，该关 闭力借助于适当的装置施加到阀针的、背离燃烧室的端部上。
发明内容
按照本发明提出，以阀元件和阀体将阀座上的座面限制在仅略微大于d 的直径d+x内。由此将有效座直径的增加限制在值d+x内。阀座的最大座宽X被如此地选择，使得由压力腔中的处于压力p下的介质施加到针形的
阀元件上的液压力不会导致阀元件克服由弹簧施加到阀元件上的关闭力Fs
而打开。
在基于本发明的解决方案的另一种有利的结构变型中，通过槽对转换
阀的阀座进行座限界。该槽具有内径d+x并例如安置在阀体中，例如套筒 形构造的阀元件外置地设置在阀体旁。在该座限界槽外部，阀表面在任何 位置都低于阀座在该槽内部的假想的、虚拟的座线延长部。借助座限界槽 允许实现座阶台棱边的更简单的且更精确的制造。
在另一种非常有利的、实现在转换阀的使用寿命内对该转换阀的座直 径的限制的可能性在于，转换阀的在直径d+x内部的座面构造成比该座面 外部具有更高的耐磨损强度。 一方面可以通过在直径d+x内部的阀体上施 加耐磨损地构造的层来实现更高的耐磨损强度。例如热解施加的Si02层适 合作为耐磨损层，该层具有明显小于lpm的厚度并且赋予这样涂覆的物体 很高的耐磨损强度，或者可使用主要由碳制成的磨损保护层(DLC)。其它 的涂层例如硬铬或归为陶瓷的层(CrN、 TiC、 TiN)也是可行的。
为了使以不同的耐磨损强度构造的座区域彼此明显分开，有意义的是， 在这两个分别具有不同的耐磨损强度的座区域之间设置一个具有内径d+x 的分隔槽。在该构型中，在分隔槽内部和外部的座线可以位于一条直线上。
按照本发明提出的解决方案的所有上述三个结构变型可完全或部分地 不是在燃料喷射阀的阀体上而是在能相对于阀体运动的阀元件上实现。在
中，按照本发明设计的转换阀的实施方案例如借助一个具有向外 排流功能并且其阀座设置在下部的转换阀进行说明。除了按照本发明提出 的转换阀的在附图中示出的结构变型外，按照本发明提出的措施也可在任 何其它的压力均衡的转换阀、相关的阀体和阀元件上实现。压力均衡的转 换阀的其他结构变型是具有向内排流功能的阀，即在外部件上带有直的座 面并且在内部件上带有座棱边的"I-阀"和具有向外排流功能的"A-阀"， 该"A-阀"包括在内部件上的直的座面并且其座棱边设置在外部件上。密 封棱边可相对于以系统压力加载的压力腔设置在上方或下方，这不仅涉及 "I-阀"而且涉及"A-阀"。用于操作压力均衡的"I-阀"或压力均衡的"A-阀"的操作机构可例如包括一电磁阀，该电磁阀设置在衔铁上方或下方， 其中，阀座的打开运动可在竖直方向上向上以及向下进行。不仅可以将阀的相应位于内部的部件设置成固定的、即静止的并且将位于外部的部件设 计成活动部件，而且可以将位于外部的部件设置成固定的并且将位于内部 的部件构造成可相对于外部的部件运动。
代替前面提到的局部施加磨损保护层，也可通过阀体或阀元件上的硬 度梯度产生在分隔槽内部和外部的不同的磨损系数。
下面借助附图详细描述本发明。图中
图1示出按照现有技术的压力均衡的阀的一种实施方式，该阀具有指 向外部的排流以及具有设置在下部区域内的阀座，
图2示出按照本发明的第一实施方式的压力均衡的转换阀的示意图， 该转换阀在直径d+x处具有座阶台棱边，
图3示出按照本发明提出的、具有座限界槽的压力均衡的转换阀的另
一种实施方式，以及
图4示出按照本发明提出的压力均衡的转换阀的另一种实施方式，该
转换阀具有分隔槽并且在该分隔槽内具有一个带有耐磨损层的区域。
具体实施例方式
从按照图1的视图可看到按照现有技术的压力均衡地构造的转换阀。
除阀元件12之外，在图1中示出的转换阀10包括阀体22。该转换阀 10关于其对称线11对称地构造。阀元件12以其内周面18接收在阀体22 的导向部16旁边。在阀元件12的内周面18和阀体22的外周面之间存在 一条缝隙20，该缝隙表明阀元件12的导向部16的公差有限。
按照图1中的视图，阀元件12放置在阀座28中。由此阻止处于系统 压力下的燃料从高压室26中流出。高压室26通过在阀元件12的内周面18 和阀体22之间环形延伸的袋状凹部构成，该高压室26经由横向孔24被填 充处于系统压力下的燃料。在阀座28关闭时，处于系统压力下的燃料停留 在高压室26中。
阀元件12在阀座28的区域内具有座直径32。阀元件12在按照图1 的视图中位于阀体22的座面30上。在此形成接触线34，在例如构造为套 筒形的阀元件12相对于转换阀10的在燃料喷射器中的阀体22运动时，该接触线34承受高的机械载荷。
由按照图2的视图可看到按照本发明提出的压力均衡的、带有座阶台 棱边的转换阀的一种实施方式。
在按照图2的视图中以放大比例示出阀元件12和阀体22之间的接触 区域。由按照图2的视图可见，阀元件12具有同样以d表示的内径14。由 按照图2的视图可见，阀元件12与阀体22沿着接触线34接触。按照本发 明，在阀体22上构造有一座限定面44 (尺寸x)，阀体22的座面30在径 向上在阀座28区域中以该座限定面44延展并且该座限定面44通过座阶台 棱边40限界。
如按照图2的视图可见，由此在阀元件12下方形成一座限定面44，使 得接触线34在阀元件12的运行过程中能够转移直到座阶台棱边40，参见 尺寸d+x。座限定面44位于阀体22座面30的在图2中用虚线示出的、假 想的延长部42上。在按照本发明提出的解决方案的、在图2中所示的实施 方式中，阀体22和阀元件12之间的角度差从座阶台棱边40起、即在座边 界(d+x)的区域内增大。通过阀座28的在图2中所示的实施方式，将阀 座28区域内的有效座直径的增加限制在由d+x给出的值。最大的座边界 44、即尺寸x优选这样地被选择，使得由处于压力p下的介质在高压室26 中产生的液压力可靠地不引起阀元件克服通常由弹簧施加在阀元件12上的 关闭力Fs而打开。
图3示出按照本发明提出的、压力均衡地构造的转换阀的另一种实施 方式。
在图3中示出转换阀10的阀元件12，该阀元件12具有以内径14注明 的周面18。在按照图3的视图中，在阀元件12相对于阀体22运动的过程 中可通过阀元件12释放的阀座28被关闭，即阀元件12沿着接触线34贴 靠在阀体22的座面30上，使得在图1中示出的、位于阀体22的座面30 上方的高压室26在流出侧保持封闭，该高压室26填充有处于系统压力下 的燃料。因此，在图l所示的高压室26中以及在对该高压室加载的横向孔 24中存在燃料，所述燃料经由高压源被加载确定的系统压力。
由图3还可看出，阀元件12在阀座28区域内具有座直径32，该座直 径在按照图3的实施方式中与阀元件12在其导向部16区域内具有的内径 14重合。在压力均衡的阀的图3所示的实施方式中，通过座面限界槽46限制座 直径32相对于阀体22座面30的增加。如由按照图3的视图可见，座限定 面44在阀元件12上的座直径32下方延伸，该座限定面44以一尺寸构造， 在按照图3的实施方式中座面限界槽46与阀元件12的座直径32以该尺寸 径向偏置。座面限界槽46相应于座面30的走向相对于座线的假想延长部 42以一高度错置50縮进地设置在阀体22内。座面限界槽46的宽度通过附 图标记56表示。由按照图3的视图得出，阀体22上的锥面58的进一步走 向比座线的假想延长部42陡一个角度偏差48地延伸。通过在图3中示出 的实施方式，转换阀10的座直径32的增加被限制于在图3中以附图标记 44表示的座限定面44。
按照该结构变型，即通过形成底部由附图标记52表示的座面限界槽46 而允许更加容易地制造座阶台棱边40，因为通过座面限界槽46提供了足够 的空间并且得到确定的材料中断部。
在图4中示出基于本发明构思的另一种有利的实施方式。
根据本发明按照该实施方式提出，在转换阀10的使用寿命内通过以下 方式限制座直径座限定面44在阀座28内部(由尺寸d+x给定)构造成 具有比在所述直径外部更高的耐磨损强度。这一方面可通过将磨损保护层 60施加到座限定面44内部的座面30上来实现。例如，磨损保护层60可以 是热解施加的Si02层，该磨损保护层的厚度小于lpm并且赋予被涂覆的物 体很高的耐磨损强度。该磨损保护层也可由碳、硬铬或归于陶瓷的层如 CrN、 TiC、 TiN制成。在按照图4的实施方式中，磨损保护层60施加在阀 体22的座面30上。磨损保护层60同样可以很好地施加到阀元件12的构 造为锥形的尖端上。由按照图4的视图得出，阀体22上的座面30的磨损 保护层60通过座阶台棱边40限界。座阶台棱边40同时限界形成在直径d+x 内的座面30区域。由在图4中示出的实施方式还得出，座面限界槽46以 深度54构造，相对于阀体22通过槽底52限界并且构成阀体22的未被涂 覆的区域64的假想延长部。图4示出，座限定面44、即由尺寸d+x给定 的直径区域由磨损保护层60例如热解施加的SiCb层覆盖。阀体22的在按 照图4的实施方式中示出的未被涂覆的区域64和座面30的以磨损保护层 60覆盖的区域通过座面限界槽46明确地彼此分开。由按照图4的视图得出， 阀元件12以其座直径32位于磨损保护层60上，该磨损保护层60构造在阀体22上。在按照本发明提出的转换阀的、在图4中示出的实施方式中， 座阶台棱边40的制造由于座面限界槽46的存在而在制造技术方面明显地 被简化。
存在这样的可能性阀体22锥面58的在图3中示出的角度偏差48也 移植到在按照图4中的实施方式的阀体22的未被涂覆的区域64。在按照本 发明提出的转换阀10的、在图4中所示的实施方式中，在座面限界槽46 内部和外部延伸的座线也可设置在一条直线上，而不会限制按照本发明提 出的解决方案在转换阀10的使用寿命内在限制座直径32方面的有效性。 在图2、 3和4中示出的实施方式中座面限界槽46构造在阀体22上，在这 些实施方式的运动学反置中，该座面限界槽也可构造在阀元件12上。同样 的情况也适用于形成座线的假想延长部42的角度偏差48和形成磨损保护 层60，该磨损保护层60在图4所示的实施方式中构造在阀体22的座面30 上并且通过座面限界槽46与阀体22的未被涂覆的区域64分开。
代替将磨损保护层60局部地施加在座面30上，在座面30上中间设置 按照图3和4的实施方式示出的座面限界槽46的情况下，也可以在制造阀 体22和/或制造接收在该阀体旁边的阀元件12的过程中通过硬度梯度产生 在座面限界槽46内部和外部不同的磨损系数曲线。
如前面已经说明的那样，在图3中所示的实施方式可以与按照图4的 实施方式组合，在按照图4的实施方式中示出例如热解施加的Si02层的构 造。图2至4的所有实施方式的相同之处在于，对座限定区域44限界的座 阶台棱边40可以通过形成座面限界槽46而在制造技术方面明显更加简单 地制造。
权利要求
1.一种转换阀(10)，具有用于打开或关闭阀座(28)的阀元件(12)，该阀元件(12)与转换阀(10)的阀体(22)共同作用，该转换阀(10)使处于系统压力下的高压室(26)卸载压力或者加载压力，一阀座(28)配属于该高压室(26)，其特征在于，由座阶台棱边(40)限界的座限定面(44)在阀座(28)上在阀元件(12)和阀体(22)之间延伸，该座限定面(44)构造在阀元件(12)或阀体(22)上。
2. 根据权利要求l所述的转换阀，其特征在于，在座阶台棱边(40) 处终止的座限定面(44)位于阀座(28)座线的假想延长部(42)上。
3. 根据权利要求l所述的转换阀，其特征在于，座阶台棱边(40)限 界一个构造在阀元件(12)上或者构造在阀体(22)中的座面限界槽(46)。
4. 根据权利要求3所述的转换阀，其特征在于，座面限界槽(46)构 成座面(30)和锥面(58)的中断部(56)。
5. 根据权利要求4所述的转换阀，其特征在于，锥面(58)在相对于 座线的假想延长部(42)有角度偏差(48)的情况下延伸。
6. 根据权利要求3所述的转换阀，其特征在于，座面限界槽(46)的 限界棱边相对于阀座(28)座线的假想延长部(42)具有高度错置(50) 地延伸。
7. 根据权利要求3所述的转换阀，其特征在于，座面限界槽(46)将 座面(30)的以磨损保护层(60)涂覆的区域与未被涂覆的区域(64)分 开。
8. 根据权利要求7所述的转换阀，其特征在于，磨损保护层(60)由热解的Si02制成。
9. 根据权利要求l所述的转换阀，其特征在于，在座面限界槽(46) 内部和外部的座线位于一条直线上，优选位于阀座(28)座线的假想延长 部(42)上。
10. 根据权利要求1所述的转换阀，其特征在于，阀座(28)包括一 座限定面(44) (x)，该座限定面在阀座(28)的区域内构造在阀元件(12) 上或构造在包围该阀元件(12)的阀体(22)上，由座阶台棱边(40)限 界并且使座面(30， 58， 60， 64)中断的座面限界槽(46)将座面(30) 的设有磨损保护层(60)的区域与未被涂覆的区域(64)分开和/或在座面 限界槽(46)处锥面(58)以相对于座线的假想延长部(42)的角度偏差(48)构造。
全文摘要
本发明涉及一种具有用于打开或关闭阀座(28)的阀元件(12)的转换阀(10)，该阀元件在转换阀(10)的阀体(22)中在导向部(16)内部导向，所述转换阀(10)包括处于系统压力下的高压室(26)，所述高压室配设有阀座(28)，其特征在于，阀座(28)在阀元件(12)和阀体(22)之间具有一通过座阶台棱边(40)限界的座面(44)，该座面构造在阀元件(12)或阀体(22)上。
文档编号F02M61/18GK101622440SQ200880006169
公开日2010年1月6日 申请日期2008年1月16日 优先权日2007年2月26日
发明者A·雷蒂希, C·拉得沙克, H·拉普, I·施瓦布, M·吕克勒, W·施特克莱因 申请人:罗伯特·博世有限公司