电磁操纵的量控制阀，尤其用于控制燃料高压泵的输送量制造技术

本发明专利技术涉及一种能电磁操纵的量控制阀(14)，尤其用于控制高压泵(3)的输送量，具有电磁体(15)，具有可在轴向方向上运动的用于打开和关闭量控制阀(14)的阀元件(26)，并且此外具有衔铁轴(16)用于传递由电磁体(15)产生的、在轴向方向上作用到阀元件(26)上的力，其中，衔铁轴(16)具有面向阀元件(26)的针区域(126)和背离阀元件(26)的衔铁区域(161)，其中，针区域(126)和衔铁区域(161)共同构造为一体的，其特征在于，设有至少一种措施(167,168)用于提高衔铁轴(16)的至少一种强度。

An electromagnetic control valve, especially used to control the delivery of a fuel high pressure pump.

The invention relates to a solenoid operated control valve (14), especially for the control of the high-pressure pump (3) the transport capacity, with an electromagnet (15), with movable in the axial direction for opening and closing control valve (14) valve element (26), and also with the armature shaft (16) for transmission by an electromagnet (15), resulting in the axial direction to the valve element (26) of the force, the armature shaft (16) has a valve element (26) of the needle area (126) and away from the valve element (26) of the armature (161), among them, regional the needle area (126) and (161) to construct armature region as a whole, which is characterized with at least one measure (167168) is used to improve the armature shaft (16) at least one strength.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电磁操纵的量控制阀，尤其用于控制燃料高压泵的输送量

技术介绍
本专利技术涉及能电磁操纵的量控制阀，该量控制阀原则上例如由EP2453122A1已知。
技术实现思路
本专利技术基于以下认识：对一体构造的、在量控制阀中使用的衔铁轴同时提出高的磁性要求和高的强度要求，其中，衔铁轴此外服从有限的构件大小和构件质量的边界条件。通过传统的措施、例如选择衔铁轴的材料仅能够部分地同时令人满意地满足这些要求和边界条件，因为具有良好磁性的材料一般仅具有中等的强度并且反之亦然。因此，设置根据本专利技术的措施用于提高衔铁轴的强度。概念“强度”在此在原则上要宽泛地解释。例如可以涉及以下特征参数，该特征参数描述衔铁轴抵抗弹性和/或塑性变形的抵抗表现，即例如抗拉强度、抗压强度、抗压缩强度、抗弯强度、抗扭强度、抗剪切强度和/或抗疲劳强度。此外，所述强度涉及抵抗磨损的稳定性，尤其涉及硬度和/或表面硬度。强度的概念也可以针对时长而言，在该时长期间，衔铁轴能够忍耐一定的负荷而不失效、例如不断裂。概念“措施”在此原则上要宽泛地解释。例如可以涉及造型或材料选择或局部的材料改性，尤其是在衔铁轴的表面的部分的区域中或整个表面的区域中。概念“提高”是指增加，例如特征参数的变大。这尤其可以理解为在没有固定出发点的情况下，所述措施至少原则上适合用于提高衔铁轴的强度。另一方面，作为提高强度的出发点，也可以从由开头所述的现有技术已知的量控制阀的衔铁轴的强度出发。根据本专利技术，所述量控制阀具有可在轴向方向上运动的阀元件，用于打开和关闭量控制阀。在此，优选地涉及板状的或至少基本上板状的阀元件，该阀元件可以贴靠在例如环形的密封座上并且因此可以封闭量控制阀。根据本专利技术，衔铁轴具有衔铁区域和针区域。尤其，衔铁轴由针区域和衔铁区域组成，其中，针区域和衔铁区域尤其在轴向方向上依次布置，优选地，彼此相互同轴或至少基本上同轴。衔铁区域和针区域尤其可以是衔铁轴的柱形的或至少基本上柱形的区段，这些区段尤其一体地成型在彼此上。优选地，针区域的直径小于衔铁区域的直径，例如最大为其一半大。优选地，针区域的长度大于衔铁区域的长度，例如至少为其两倍大。根据本专利技术，衔铁轴或者说衔铁轴的针区域和衔铁区域共同构造为一体的。“构造为一体”在此尤其理解为：存在集成的、连续的工件，该工件尤其没有通过接合或连接制成，而是尤其由一个件制成，例如作为车削件或者通过金属的压铸和紧接着的烧结。此外，在衔铁轴上尤其没有固定另外的构件，使得衔铁轴功能上完全代替尤其由现有技术、例如由DE102010062451A1同样已知的、通过压制制造的由衔铁和针构成的结合物。在本专利技术的第一具体实施方式中设置：针区域相对于衔铁区域具有较小的直径，并且，所述措施是位于针区域和衔铁区域之间的过渡部处的棱边的倒圆。优选地，所述棱边涉及位于针区域和衔铁区域之间的过渡部处的内棱边。例如涉及90°棱边。概念“倒圆”原则上要以下述程度广泛地解释：所涉及的棱边不是尖棱棱边。关于概念“尖棱性”参考标准DINISO13715:2000。尤其，如果棱边与理想尖棱棱边的偏差仅为50μm或更小，那么该棱边理解为尖棱的。其它所有的棱边就此而言视为倒圆的，与事实上的轮廓在数学意义上是否精确地圆或者棱边是否从尖棱的轮廓出发仅近似圆轮廓无关。尤其，倒角也可以构成倒圆。倒圆具有以下技术效果：能够减少或者更好地传递针区域和衔铁区域之间的弯曲应力。以这种方式可以有效地避免在针区域和衔铁区域之间的过渡部处的断裂。倒圆例如可以涉及具有恒定的倒圆半径的倒圆，使得倒圆能够特别简单地产生。倒圆半径在这种情况中可以例如为0.5mm或更多。另一方面已经观察到：如果倒圆半径沿着倒圆不是恒定的，那么可以使衔铁轴的强度、尤其是衔铁轴承受弯曲应力的能力特别好地改善。优选地设置倒圆半径在从针区域朝衔铁区域的方向减小，其中，该减小可以设置为连续地或分步地。在倒圆半径分步地减小时，尤其设置面向针区域的具有第一倒圆半径的第一部分倒圆并且设置面向衔铁区域的具有第二倒圆半径的第二部分倒圆，其中，第一倒圆半径大于第二倒圆半径，例如是第二倒圆半径的至少五倍或甚至至少十倍大。第一倒圆半径例如可大于1mm或甚至大于2mm，而第二倒圆半径小于1mm或甚至小于0.6mm。在直角的棱边的情况下，两个部分倒圆中的每个构成45°的过渡或者各自构成至少22.5°的过渡。倒圆尤其可以由两个部分倒圆组成，虽然原则上倒圆也能够具有多于两个的部分倒圆，这些部分倒圆的倒圆半径至少部分地相互不同，并且尤其在从针区域朝衔铁区域的方向减小。附加于或替代于本专利技术的第一具体实施方式，在本专利技术的第二具体实施方式中设置，所述措施是至少沿着衔铁轴的表面的部分设置的层，该层的硬度大于衔铁轴的基材的硬度。.通过这样的层可以有效地减小衔铁轴的磨损。此外，在申请人的研究中已经测量到通过层提高了抗疲劳强度，例如提高了初始值的20％到30％。所述硬度例如可以涉及以单位HV测量到的特征参数，该特征参数例如能够以例如0.01kp的测试力和12秒的负荷时间测量。例如可以使用所谓的纳米压痕测试，在该纳米压痕测试中借助上述很小的载荷感测在间距为1μm到10μm的栅格中的测量点。通过这样测量的硬度可以推导出工件的表面的残余压应力，该残余压应力自身可以用作构件的抗疲劳强度的尺度。所述层可以沿着衔铁轴的整个表面设置。尤其设置：所述层至少设置在衔铁轴的表面的下述位置上，该位置在量控制阀的运行中与量控制阀的其它零部件、例如阀元件或与壳体固定的止挡贴靠，例如在衔铁轴的表面的在衔铁轴的两个轴向俯视图上可见的位置上。尤其设置，所述层的硬度为至少900HV，尤其为至少900HV0.01或者甚至至少1000HV，尤其至少1000HV0.01。尤其设置，衔铁轴的基材的硬度明显较低，例如最大400HV，或者甚至最大仅200HV，这对于铁素体钢是通常的值。虽然存在许多产生所述层的方法，但是，优选低温扩散方法，因为所述方法可以应用到衔铁轴上，而衔铁轴在产生层期间不会作为整体变形，例如扭曲。优选的低温扩散方法是碳氮共渗和科尔斯特林技术(Kolsterising)。以这种方式产生以下层，在所述层中碳含量和/或氮含量与衔铁轴的基材相比提高。在此，一般不出现组织改变，并且涉及的层除通过硬度测量和显微图片中的元素分析外可通过变色，尤其褐色的变色识别。此外，所述层中提高的碳含量和/或氮含量根据引起的残余压应力至少原则上可以得到证实，即使有时是费事的。低温扩散方法在此尤其理解为热化学的方法，其中，衔铁轴例如尤其在650℃以下的温度或者甚至在350℃以下的温度中经受含碳和/或氮的气氛，并且其中，原子例如碳原子和/或氮原子由所述气氛渗入到衔铁轴的边界层中和/或衔铁轴中。优选地，所述层具有5μm到50μm的深度，例如10μm到15μm的深度。在该层下方尤其布置的是衔铁轴的基材。所述基材优选涉及铁素体钢和/或冷作硬化的钢和/或磁性钢。此外可以涉及铁钴合金。衔铁轴的质量小于3克，优选甚至小于2克，以便保证量控制阀的高的动态性。有利的扩展方式在另外的从属权利要求中给出。此外，对于本专利技术重要的特征可在以下的说明和附图中找到，其中，这些特征既可以单独地又可以以不同组合地是对本专利技术而言是重要的，而对此不再次明确地指出。附图说明以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能电磁操纵的量控制阀(14)，尤其用于控制高压泵(3)的输送量，该量控制阀具有：电磁体(15)；能在轴向方向上运动的、用于打开和关闭所述量控制阀(14)的阀元件(26)；以及衔铁轴(16)，该衔铁轴用于传递由所述电磁体(15)产生的、在轴向方向上作用到所述阀元件(26)上的力，其中，所述衔铁轴(16)具有面向所述阀元件(26)的针区域(162)和背离所述阀元件(26)的衔铁区域(161)，其中，所述针区域(162)和所述衔铁区域(161)共同构造为一体，其特征在于，设有至少一种措施(167,168)用于提高所述衔铁轴(16)的至少一种强度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.25 DE 102015205430.61.一种能电磁操纵的量控制阀(14)，尤其用于控制高压泵(3)的输送量，该量控制阀具有：电磁体(15)；能在轴向方向上运动的、用于打开和关闭所述量控制阀(14)的阀元件(26)；以及衔铁轴(16)，该衔铁轴用于传递由所述电磁体(15)产生的、在轴向方向上作用到所述阀元件(26)上的力，其中，所述衔铁轴(16)具有面向所述阀元件(26)的针区域(162)和背离所述阀元件(26)的衔铁区域(161)，其中，所述针区域(162)和所述衔铁区域(161)共同构造为一体，其特征在于，设有至少一种措施(167,168)用于提高所述衔铁轴(16)的至少一种强度。2.按照权利要求1所述的能电磁操纵的量控制阀(14)，其特征在于，所述针区域(162)相对于所述衔铁区域(161)具有较小的直径，并且，所述至少一种措施是位于所述针区域(162)和所述衔铁区域(161)之间的过渡部(165)处的棱边(166)的倒圆(167)。3.按照权利要求2所述的能电磁操纵的量控制阀(14)，其特征在于，所述倒圆(167)具有：面向所述针区域(162)的、具有第一倒圆半径(r1)的第一部分倒圆(167a)；和面向所述衔铁区域(161)的、具有第二倒圆半径(r2)的第二部分倒圆(167b)，其中，所述第一倒圆半径(r1)与所述第二倒圆半径(r2)不同。4.按照权利要求3所述的能电磁操纵的量控制阀(14)，其特征在于，所述第一倒圆半径(r1)具有为所述第二倒圆半径(r2)的至少五倍的值。5.按照权利要求3或4所述的能电磁操纵的量控制阀(14)，其特征在于，所述第一部分倒圆(167a)和/或所述第二部分倒圆(167b)在角度(α)方面分别将所述棱边(166)至少倒圆到四分之一，所述针区域(162)以所述角度(α)在所述棱边(166)上过渡到所述衔铁区域(161)中。6.按照权利要求2所述的能电磁操纵的量控制阀(14)，其特征在于，倒圆半径(r)在从所述针区域(162)朝所述衔铁区域(161)...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·比泽，J·哈勒尔，H·罗特，R·博恩，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE