用于喷射阀的阀结构组件的制作方法

喷射阀（喷射器）设定用于：基于电的操控将燃料喷射到内燃机的燃烧室中。为了控制燃料流动，设置了阀结构组件。阀结构组件包括阀针，该阀针沿着其纵轴线在闭合部位（在该闭合部位中，燃料流动被阀结构组件阻碍）和开口部位（在开口部位中，实现了燃料流动）之间能够移动地布置。阀簧向着闭合部位的方向加载阀针。为了将阀针从闭合部位逆着阀簧的力移动，设置了带有线圈和衔铁的电磁执行器。如果电流流过线圈，则衔铁在平行于阀针的纵轴线的方向上运动。

为了实现阀结构组件的特别快速的打开，通常是，使得衔铁首先走过预先确定的空程，在该衔铁作用在阀针处以便将该阀针从闭合部位中移动出去之前。在衔铁碰触阀针时，衔铁已经达到了预先确定的速度，从而衔铁的动能向着开口部位的方向支持将阀针一同带走。如果不再有电流流过线圈，则阀针被阀簧带回到闭合部位中。由此，同时，衔铁同样运动返回。为了保证衔铁再次达到静止部位（从该静止部位起，该衔铁能够走过预先确定的空程）而不作用到阀针中，独立的设备是必要的。

WO 2012/041984 Al示出了带有阀结构组件的喷射器，在该阀结构组件中将永磁体设置用于将衔铁回拉到初始部位中。

但是，永磁体作用至衔铁的磁力依赖于它们的相对间距，从而尺寸设置会困难。此外，永磁体的磁力能够经受其它的影响，例如温度或老化。

其它的建议使用多个支持和固定元件，以便应用弹簧元件以用于将衔铁复位到初始部位中。

本发明的任务是，说明用于喷射阀的阀结构组件，其中以简单的和保险的方式确保了所谓的复位。本发明借助带有独立的权利要求的特征的阀结构组件解决该任务。从属权利要求反映了优选的实施方式。

按照一个方面，说明了用于喷射阀的阀结构组件。喷射阀尤其构造用于将燃料喷射到内燃机中。按照另一个方面，说明了喷射阀，该喷射阀用于将燃料喷射到吸管中或喷射到内燃机的燃烧腔中，该燃烧腔包含阀结构组件。

阀结构组件包含用于控制流过阀结构组件的燃料的流动的阀针，其中，阀针沿着其纵轴线在闭合部位（在该闭合部位中，燃料流动被阀结构组件阻碍）和开口部位（在开口部位中，实现了燃料流动）之间能够移动，且该阀结构组件包含阀簧，以便将阀针挤压到闭合部位中。

此外，设置了带有线圈、极块和能够移动的衔铁的电磁执行器，其中，执行器被设定用于将衔铁相对于极块在平行于阀针的纵轴线的方向上运动，当电流流过线圈时。衔铁设定用于：沿着轴向直向着极块从第一位置以预先确定的空程运动到第二位置中，并且从该处以预先确定的促动行程运动到第三位置中。

在此，如此结构化所述阀结构组件，使得衔铁仅在第二和第三位置之间作用在阀针处，以便运动所述阀针。如果阀针位于闭合部位中，则衔铁能够在第一和第二位置之间运动。如果衔铁位于第三位置中，则该衔铁锁定了阀针的从开口部位直向着闭合部位的轴向的位移，而阀针在衔铁的这种位置中能够在从闭合部位离开的方向上能够相对于衔铁运动。

此外，设置了靠置在衔铁处的弹簧元件，以便将衔铁向着第一位置的方向挤压。弹簧元件尤其靠置在衔铁的朝向极块的侧部。

弹簧元件能够施加均匀的和能够预先确定的力至衔铁上，以便将衔铁从第二位置中返回挤压到第一位置中。因为弹簧元件直接靠置在衔铁处，则能够省去固定元件和偏转元件，从而更加简单的和在花费上更有利的结构是可能的。在极块的侧部上的布置允许阀结构组件的简单的装配。此外，阀结构组件能够紧凑地构造，从而阀结构组件的体积或质量和由此以及喷射阀的体积或质量能够减小。此外，弹簧元件也能够在衔铁的第二和第三位置之间施加力，其中，在关断通过线圈的电流时，该力支持将阀针从开口部位快速地带入闭合部位中。由此，能够获得阀结构组件的提高的闭合速度。

以优选的方式，弹簧元件包括同轴于阀针的纵轴线布置的圆柱弹簧。

圆柱弹簧优选是螺旋弹簧，该螺旋弹簧的绕圈围绕纵轴线走向。由此，能够支持阀结构组件的对称的和紧凑的结构。圆柱弹簧能够在其弹簧特性中较好地控制，以便在衔铁的所有的位置中能够施加足够的力。

在一个实施方式中，阀结构组件具有阀体，该阀体例如至少以区段的方式具有空心柱筒状的造型。所述阀体具有内室，以便将流体输入端与阀结构组件的流体输出端液压地相连。衔铁布置在阀体的内室中。所述针或针的至少一个区段同样布置在阀体的内室中。所述极块针对性地固定在阀体处或者由阀体的部分区域形成，也即与阀体一体式地设计。

在一个实施方式中，弹簧元件径向地安装在衔铁和阀体之间，衔铁在所述阀体中延伸。例如，在从纵轴线离开的径向上，

衔铁、弹簧元件和阀体在这种顺序中依次设置。由此，衔铁仅必须少地改变或几乎不改变，以便将弹簧元件布置在阀结构组件中。阀体以优选的方式对称于阀针的纵轴线设计。

在另一个实施方式中，设置了用于将衔铁的运动限制在第三位置中的止挡元件。止挡元件例如由极块形成。弹簧元件安装在衔铁和止挡元件之间。尤其，衔铁具有第一弹簧座，弹簧元件的端部靠置在该弹簧座处，并且止挡元件具有第二弹簧座，弹簧元件的轴向对置的端部靠置在该弹簧座处。弹簧座优选地通过衔铁的或者说止挡元件的外表面形成。由此，弹簧元件能够尤其轻易地装配。

在一个实施方式中，衔铁同心地也即尤其同轴地相对于阀针布置。例如，该衔铁具有中央的贯通口，阀针穿过该贯通开口地延伸。

在一个实施方式中，衔铁在径向的外侧上具有环绕的空隙以用于容纳弹簧元件。换而言之，衔铁在其朝向极块的侧部具有在背离于纵轴线的外表面中的梯级。所述梯级形成了用于弹簧元件的第一弹簧座。弹簧元件能够因而具有比较大的直径。能够由此获得比较软的弹簧特性曲线。

阀针能够具有用于嵌接衔铁的掣子。所述掣子能够安装在阀针的柄部或与该柄部一体式构造。掣子能够优选地表现为用于阀簧的弹簧座。

在一个实施方式中，弹簧元件轴向地安装在衔铁和掣子之间。尤其，在该情况中，衔铁具有第一弹簧座，弹簧元件的端部靠置在该弹簧座处，并且掣子具有第二弹簧座，弹簧元件的轴向对置的端部靠置在该弹簧座处。弹簧座优选地通过衔铁的或者说掣子的外表面形成。

优选地，阀簧的柄部表现为用于弹簧元件的轴向的导引部。以该方式能获得弹簧元件的尤其好的轴向稳定性。

弹簧元件的作用至衔铁的弹簧力能够从而在在衔铁的第二和第三位置之间的区域中恒定。由此，能够被较不理解或较好理解地影响阀针的打开特性。此外，以这种方式，能够制造带有阀针、衔铁和借助掣子预紧的弹簧元件的针结构组件，该针结构组件完成装配地能够装入阀体中。以这种方式，能够获得阀结构组件的简单的和在花费上有利的模块化的结构。

在一个实施方式中，衔铁同心于阀针布置并且在径向的内侧上具有用于容纳弹簧元件的环绕的空隙。换而言之，衔铁在其朝向极块的侧部具有在朝向纵轴线的外表面中的梯级。朝向纵轴线的外表面尤其定义了衔铁的贯通口，阀针延伸穿过所述贯通口。所述梯级形成了用于弹簧元件的第一弹簧座。弹簧元件能够由此具有比较小的直径。能够由此获得硬的弹簧特性曲线。此外，能够从而小地保持弹簧元件的质量。

弹簧元件在掣子处的轴向的靠置面（也即第二弹簧座）能够径向地与用于衔铁的掣子的止挡面对齐。换而言之，弹簧元件在掣子处的靠置面和用于衔铁的掣子的止挡面布置在共同的垂直于纵轴线的平面中。以这种方式，现存的阀结构组件只不过能够在衔铁的区域中改变，以便能够装入弹簧元件。尤其，掣子能够保持不变。

在另一个实施方式中，掣子同心于（也即尤其同轴于）阀针的柄部布置并且在径向的内侧上具有用于容纳弹簧元件的环绕的空隙。通过在现有技术的阀结构组件的掣子处的这种改变，能够以替代的方式建立用于容纳弹簧元件的位置。在该实施方式中，能获得弹簧元件的尤其保险的轴向导引。

从下述的结合附图所展示的示例的实施例中得到了阀结构组件的和喷射阀的其它的优点和有利的设计方案和改型方案。图示：

图1是用于内燃机的喷射阀的纵剖图；

图2是按照第一示例的实施例的用于图1的喷射阀的阀结构组件的截取部分的纵剖图；

图3是按照第二示例的实施例的用于图1的喷射阀的阀结构组件的截取部分的纵剖图；以及

图4是按照第三示例的实施例的用于图1的喷射阀的阀结构组件的截取部分的纵剖图。

图1展示了根据现有技术的用于内燃机的喷射阀100。喷射阀100具有阀结构组件105。阀结构组件105控制燃料从喷射阀100的流体输入端110向着喷嘴115的流动。喷嘴115是喷射阀100的流体输出端。

阀结构组件105包含带有线圈125、极块127和能够移动的衔铁130的电磁执行器120。如果电流经过线圈125，则衔铁130直向着极块127（在图1的展示中向上）运动。

以区段的方式空心柱筒状的阀体160径向地在衔铁130和线圈125之间延伸。由此确保的是，线圈125与燃料分离。阀体160具有环绕的侧壁，该侧壁定义了内室，衔铁130布置在该内室中。借助所述内室，喷嘴115（该喷嘴能够具有多个喷孔）液压地与流体输入端110耦合。极块127相对于阀体160位置固定地固定。尤其，该极块至少部分地布置到内室中。

阀结构组件105还包括带有纵轴线140的阀针135。阀针135在阀体160的内室中从相邻于衔铁130的输入端侧的端部向着在喷嘴115的区域中的闭合元件延伸。在此，在一个实施方式中，阀针135至少以区段的方式是空心的，以便实现燃料的向着喷嘴115的方向的通过阀针135的流动。在所展示的实施方式中，在阀针135和喷嘴115之间设置了用于与闭合元件相互作用的阀座150。在当前，阀针135具有阀球145作为闭合元件。阀簧155将图1中的阀针135向下挤压，以便将阀球145放置在阀座150上并且阻碍通过阀结构组件105的燃料流动。

衔铁130具有中央的贯通口，阀针135的柄部延伸通过该贯通口，从而衔铁130和阀针135能够彼此相对地轴向移动。衔铁130设定用于作用到阀针135中并且将该阀针逆着阀簧155的力运动，当电流流过线圈125时。由此，能够将阀球145从阀座150升高，并且实现了通过阀结构组件155的燃料流动。以优选的方式，阀球145稳固地与阀针135的柄部相连，例如借助焊接。取代阀球145和阀座150，也能够使用其它的元件，以便控制燃料的流动。

在所展示的实施方式中，将掣子165紧固在在执行器120的区域中（在衔铁130的上游）的阀针135的柄部处，以便实现衔铁130在阀针135处的轴向的嵌接。能够将“轴向的嵌接”例如理解为在衔铁130的和掣子165的彼此相向的面之间的形状配合的耦合。掣子165例如是固定在柄部处的环。在一个替代的设计方案中，掣子165能够作为套环与柄部一体式地构造。

由极块127形成的止挡元件170限定了图1中的衔铁130的向上的运动。

衔铁130设定用于：通过线圈125的磁力（当该线圈被电流流过时）从所示的第一位置中在平行于阀针135的纵轴线140的方向上向着极块127（在图1中向上）运动。在第一位置中，衔铁130轴向地靠置在阀针135的阻挡器180处，该阻挡器稳固地安装在

阀针135的柄部处。阻挡器180相邻于衔铁130的背离于极块127的侧部。借助掣子165和阻挡器180，限制了衔铁130关于阀针135在轴向上的相对运动。在此，掣子165限定了衔铁130相对于阀针135的直向着极块127的方向的轴向的位移，并且阻挡器180限制了衔铁130相对于阀针135的在从极块127离开的方向上的轴向的位移。

阻挡器180与掣子165的间距定义了预先确定的空程，衔铁130必须首先越过该空程，在该衔铁在第二位置中陷入与阀针135或者说与止挡部165的嵌接之前。从该处起，该衔铁继续经过促动行程运动到第三位置中，该衔铁在该第三位置中靠置在止挡元件170处。

空程和促动行程能够具有相同的数量级并且总共计为一毫米下的路段。在第二和第三位置之间，衔铁130携带阀针135并且将该阀针从所展示的闭合部位移动到开口部位中。如果衔铁130位于第二位置中并且衔铁130靠置在掣子165处，则阀针135还位于闭合部位中。如果衔铁130位于第三位置中并且衔铁130靠置在掣子165处，则阀针135位于开口部位中。通过衔铁130在第一和第二位置之间走过的空程，该衔铁以预先确定的动能在第二位置中碰触阀针135或者说掣子165，从而能够更快速地实现将阀针135带入开口部位中。

如果断开了通过线圈125的电流，而衔铁130位于第三位置中，则阀簧155将阀针135向着闭合位置的方向挤压并且经过机械的相互作用借助掣子165也将衔铁130向着第二位置的方向挤压。为了将衔铁130从第二位置继续向着第一位置的方向驱动，设置了永磁体175，该永磁体在图1中布置在衔铁130的下方。根据本发明建议的是，通过弹簧元件来代替或补充永磁体175，正如参照下述的附图更加准确地描述的那样。

图2示出了按照第一示例的实施例的用于图1中的喷射阀100的根据本发明的阀结构组件105。在此，在图2的纵剖视图中，仅示出了阀结构组件的截取部分的右半部分。为了简化展示，省去了左半部分。阀结构组件105尤其镜像对称于垂直于纵剖图的平面的平面，该平面包含纵轴线140。额外地，阀结构组件105能够关于纵轴线140旋转对称。当前的实施例的阀结构组件105基本上具有与结合图1所描述的阀结构组件105相同的结构。

在图2的示意中，衔铁130位于第一位置205中。如果衔铁130在图2的展示中向上（沿着轴向直向着极块127）运动，则该衔铁在第二位置210中止挡至掣子165。如果衔铁130继续在图2中向上运动，则该衔铁移动掣子165并且由此也移动阀针135并且在第三位置215中向着止挡元件170挡击，该止挡元件例如由极块127形成。也能够考虑的是，止挡元件170不同于极块127。例如，间隔垫片能够作为止挡元件设置在极块127和衔铁130之间。

在第一位置205和第二位置210之间，衔铁130越过空程220（在该空程上，衔铁相对于极块127并且相对于阀针135运动），从而该衔铁不影响阀针135。这种空程220例如具有在30μm和100μm之间的长度，尤其在50μm和70μm之间，其中，边界相应地被包含。

在第二位置210和第三位置215之间，衔铁130越过促动行程225，其中该衔铁将阀针135逆着阀簧155的力运动。在在第二位置210和第三位置215之间的路段上，衔铁130和阀针135共同地直向着极块127的方向运动。这种促动行程225例如具有在50μm和150μm之间的长度，尤其在70μm和100μm之间，其中，边界相应地被包含。在一个示例的设计方案中，衔铁具有80μm的长度，在另一个示例的设计方案中具有89μm的长度。

如果衔铁130位于在第一位置205和第二位置210之间的区域中，则阀簧155将阀针135挤压到闭合部位230中。如果衔铁130位于第三位置215中，则阀针135位于开口部位235中，当该阀针靠置在掣子165时。在打开过程期间，阀针135能够从衔铁130解除（当该衔铁在第三位置215中止挡至止挡元件170时）并且由于该阀针的惯性而在打开方向上逆着阀簧135的力继续运动，在阀簧135将掣子165再次带入与衔铁130的嵌接中之前。

为了将衔铁130向着第一位置205的方向挤压，阀结构组件105具有弹簧元件240。以优选的方式，弹簧元件240通过圆柱弹簧形成，该圆柱弹簧同轴于阀针135的纵轴线140延伸。作为替代方案，也能够例如将碟形弹簧或其它合适的弹簧类型使用作为弹簧元件240。弹簧元件240例如将最大3N的弹簧力施加至衔铁130。在一个示例的设计方案中，最大的弹簧力计为2.3N，在另一个示例的设计方案计为2.6N。

在在图2中所展示的实施变体中，弹簧元件240靠置在阀体160的径向的内侧。在从纵轴线140离开的径向上，在弹簧元件240的区域中，衔铁130或者说止挡元件170或者说衔铁130、弹簧元件240和阀体160在这种顺序中依次设置。弹簧元件240轴向地在衔铁130和止挡元件170之间起作用，也即，衔铁130具有第一弹簧座，弹簧元件240的轴向端部靠置在该弹簧座处，且止挡元件170具有第二弹簧座，弹簧元件240的对置的轴向端部靠置在该弹簧座处。

衔铁130同心于阀针135布置并且在其径向的外侧处具有环绕的空隙245，弹簧元件240的一个区段位于该空隙中，并且该空隙构成第一弹簧座。以相应的方式，止挡元件170具有环绕的空隙250，弹簧元件240的另一个区段位于该空隙中并且该空隙形成第二弹簧座。所述空隙245或250之一也能够被除去，以便能够装入从现有技术中已知的阀结构组件105的衔铁130或者说止挡元件170。

图3示出了按照第二示例的实施例的用于图1中的喷射阀100的根据本发明的阀结构组件105。在此，在图3的纵剖视图中，再者仅示出了阀结构组件的截取部分的右半部分。为了简化展示，省去了左半部分。阀结构组件105尤其镜像对称于垂直于纵剖图的平面的平面，该平面包含纵轴线140。额外地，阀结构组件105能够关于纵轴线140旋转对称。当前的实施例的阀结构组件105基本上具有与结合图1且所描述的阀结构组件105相同的结构。

不同于按照第一实施例的阀结构组件105，弹簧元件240径向地与阀体160间隔并且靠置在阀针135的径向的外侧。在从纵轴线140离开的径向上，在弹簧元件240的区域中，尤其阀针135的柄部、弹簧元件240和衔铁130在这种顺序中依次设置。弹簧元件240的一个区段延伸到衔铁130的空隙245中，其中，空隙245位于该衔铁的径向的内侧。在掣子165的径向的内侧处的另一个环绕的空隙305容纳弹簧元件240的另一个轴向的区段，从而在从纵轴线140离开的径向上，在弹簧元件240的区域中，尤其阀针135的柄部、弹簧元件240和掣子165在这种顺序中依次设置。弹簧元件240沿着轴向在掣子165和衔铁130之间起作用。在此，第一弹簧座由衔铁130的空隙245形成。第二弹簧座由掣子165的空隙305形成。阀针135的柄部形成了用于设计为螺旋弹簧的弹簧元件240的轴向的导引部。

图4示出了按照第三示例的实施例的用于图1中的喷射阀100的根据本发明的阀结构组件105。在此，在图3的纵剖视图中，再者仅示出了阀结构组件的截取部分的右半部分。为了简化展示，省去了左半部分。阀结构组件105尤其镜像对称于垂直于纵剖图的平面的平面，该平面包含纵轴线140。额外地，阀结构组件105能够关于纵轴线140旋转对称。

当前的实施例的阀结构组件105基本上具有与按照第二实施例所描述的阀结构组件105相同的结构。但是，在当前，掣子165未构造有环绕的空隙305，从而弹簧元件240的在掣子165处的靠置面410（也即第二弹簧座）在径向上与用于衔铁130的掣子165的靠置面对齐，也即，靠置面410和该靠置面被包含在垂直于纵轴线的共同的平面中。如果衔铁130靠置在掣子165处，则弹簧元件240完全地容纳在衔铁130的空隙245中。

在一个改型的实施方式中，能够设置参照图3描述的实施方式的空隙305，而省去了衔铁130的空隙245。