專利名稱：帶電磁銜鐵的電磁鐵的制作方法
現有技術本發明涉及一種帶電磁銜鐵的電磁鐵，它具有如獨立權利要求1的前序部分所述的特征。
已公知帶電磁銜鐵的電磁鐵，可以用于內燃機中的噴射裝置的壓力調節閥的電磁閥。這種電磁閥具有電連接元件，它們從電磁銜鐵的背離電磁鐵的一側開始，穿過銜鐵板上的一個留空，并與電磁線圈觸點接通。為了能避免操作電磁鐵時連接元件與銜鐵板留空的內壁發生接觸、并且因為摩擦而影響銜鐵板的移動，現有的電磁鐵具有機械定位機構，為一個固定銷以及一個與此固定銷相配合的銜鐵板上的缺口形式。這些定位機構使得銜鐵板定位于預先給定的轉角位置上，避免銜鐵板與電磁線圈的電連接元件發生摩擦。不過，其缺點是機械定位機構可能會影響電磁銜鐵的移動。
本發明的優點本發明的根據本申請獨立權利要求1的帶有電磁銜鐵的電磁鐵，避免了與機械定位機構的使用相關的缺點。通過銜鐵板中的至少一個槽和一個為此槽配置的、位于電磁鐵芯的極面上的第二槽，能夠使得銜鐵板在電磁線圈通電時由于受到磁力作用而對準一個預先確定下來的轉角位置定位，在該位置上，例如連接元件等可以無接觸地穿過銜鐵板上的留空。其優點是可以省掉難于進行加工制造的機械定位機構的構造。該至少一個第一槽和至少一個第二槽的內壁區段所在區域中的雜散磁通，使得銜鐵板和電磁銜鐵有利地實現無摩擦定位。當銜鐵板圍繞著銜鐵栓發生很小量的轉動時，由于磁場的不均勻性，就會產生作用于銜鐵板上的回位力，后者驅動電磁銜鐵回到其預定的轉角位置上。
這里介紹的發明，可以有利地使用于壓力調節閥中，從而避免電磁銜鐵發生摩擦損耗，以及其對電磁閥的關閉過程造成影響。此外，本發明也可以應用于內燃機噴射閥的電磁閥中，其中電磁銜鐵的定位是必要的，以此保證例如穿經電磁銜鐵的留空的燃料排流通道不會因為銜鐵轉動而使得通道的橫截面減小。但是，本發明的應用絕對不局限于電磁閥中，而是可以應用于所有的帶有電磁銜鐵的電磁鐵中，其中可滑動并且轉動安置的銜鐵板需要定位于一個優選的轉角位置上。
本發明的具有優點的實施例及其擴展，能夠通過從屬權利要求中給出的特征來實現。
附圖附圖中示出了本發明的一個實施例，并且在下面的說明中對其進行詳細解釋。圖示為
圖1在現有技術中已有的壓力調節閥，它具有一個帶一個電磁銜鐵的電磁鐵，圖2和圖3一個本發明的電磁銜鐵，圖4和圖5一個本發明的電磁鐵的電磁鐵芯，它同時還構成了壓力調節閥的殼體部件，圖6組裝狀態下的圖3和圖5中的電磁鐵芯和電磁銜鐵，圖7電磁銜鐵小幅度偏轉時沿著圖6中A-A線的剖面圖。
在圖1中可以看到，壓力調節閥具有電連接元件5，它將壓力調節閥的電連接部件10與電磁線圈1連接起來。由于銜鐵板31安置于連接部件10與電磁線圈1之間，電連接元件5必須要穿過銜鐵板31中的一個在圖1中未示出的留空。當銜鐵板31圍繞銜鐵栓32的軸線發生轉動時，設有塑料套管的連接元件會與銜鐵板的留空的內壁發生摩擦而產生負面影響。由于這個原因，現有技術中已知的電磁鐵中使用了機械定位機構，由它將銜鐵板對準預先給定的轉角位置，但是它允許銜鐵板在垂直于電磁鐵的極面22的方向上移動。例如已知的是為了使銜鐵板對準一個確定的轉角位置，設置一個從電磁鐵芯的極面22上豎立起來的銷，后者以小的間隙插入到銜鐵板31的一個缺口之中。在銜鐵板預先設定的轉角位置上，連接元件穿過銜鐵板，而與之不接觸。
在圖2至7中給出了本發明的一個實施例。不過，本發明的應用并不局限于在壓力調節閥或電磁閥中，而是能夠應用于所有帶有電磁銜鐵的電磁鐵中，其中希望電磁銜鐵定位于一個預定的轉角位置上。在圖2和3中所示的電磁銜鐵3有一個基本上為圓形的銜鐵板31和一個橫截面為圓形、從銜鐵板上垂直豎立起來的銜鐵栓32。銜鐵板上的留空35的作用是使電磁線圈的電連接元件穿過。在圖2和3中還可以看到，銜鐵板具有兩個貫通的、大體上呈U形的第一槽33，它們的敞開側設置于銜鐵板的圓周上，并且相對于銜鐵栓32處于直徑上相反側的相對位置上。
圖4和圖5中示出的是一個壓力調節閥的一個罐形的殼體部件。圖4所示為沿著圖5中I-I線的一個剖面。殼體部件具有一個構成電磁鐵芯2的圓柱形中心部分和側面上的固定舌15，后者用來將壓力調節閥固定于諸如燃料高壓泵之上。電磁鐵芯最好用軟鐵或者其它高磁導率的材料來制造。殼體部件的法蘭區域12，如圖1所示，其作用是容納閥塊并且連接到燃料高壓泵的高壓出口上。圓柱形的中心部分具有一個中心圓柱形通孔26和一個與之同心的環形槽11，后者用來容納在圖4中未示出的一個電磁線圈。在圖5中示意性地給出了電磁線圈1的電接頭28。在徑向上，向內由一個第一圓柱體的柱面壁23構成了槽11的邊界，而在外側，其邊界為一個第二圓柱體的柱面壁24。第一壁23和第二壁24上遠離法蘭區域12的端面構成了位于同一個平面內的兩個同心的圓環形面21和22。由面22上豎立起來的環繞凸緣16，用來承接一個第二殼體部件14，如圖1所示那樣。
電磁線圈放入到槽11中，內側的壁23構成了電磁鐵芯2中穿入到線圈之中的一段，它通過一個底部板25與電磁鐵芯上包繞著線圈的一個外側壁段24連接起來。這里，兩個面21、22構成了電磁鐵芯的兩個極面，因此通過一個安放于兩個極面21、22上的銜鐵板3，使得磁路閉合起來。如同在圖5中可以最清晰地看到的那樣，電磁鐵芯的外側極面22中設有第二組槽27，它們是為銜鐵板31上的第一組槽33配置的，并且相對于通孔26位于直徑上相反側的相對位置上。
圖6示出的電磁鐵芯沒有電磁線圈，但是有安放后的電磁銜鐵。電磁銜鐵借助于銜鐵栓32可以滑動、并且首先可轉動地插入到圓柱形的通孔26之中。在銜鐵板31的一個優選轉角位置上，圖5中的電磁線圈的接頭28位于銜鐵板31的留空35在電磁銜鐵3的滑動方向上的投影區域中。電連接元件在該轉角位置上能夠平行于銜鐵栓直線方式穿過銜鐵板31，而不會擦到留空35的內側邊沿。第一槽33和第二槽27用于使電磁鐵運行時實現旋轉位置的定位。
將圖6及圖7與圖3及圖5聯系起來，可以很清楚地看到，第一槽33的兩個在圓周方向上處于彼此相對位置上的內側壁段33a、33b之間的距離a，最好等于第二槽27中兩個在相同方向上處于彼此相對位置上的內側壁段27a、27b之間的距離b。此外，在圖6中還可以看到，第二槽27的位置，最好在電磁銜鐵3的滑動方向上至少部分地處于第一槽33的投影區域之中。也就是說，這兩個第一組的槽33中的每一個都與第二組槽27中為它們各自配置的一個槽部分地重疊，后者安置于一個平行的平面內。不過，與這里所示的實施例中的方式不同，也可以選擇使距離a與b不完全相同。另外，也可以設計一個第一槽和一個第二槽來替代這里的兩個第一槽和兩個第二槽。也可以在銜鐵板和電磁鐵芯的極面上分別設計加工多于兩個的槽。重要的是至少有一個第一槽是為電磁鐵芯的極面上的一個第二二槽所配置的，該第一槽與銜鐵栓的軸線在徑向上錯開。
圖7給出了沿著圖6中A-A線的橫截面的一個局部，其中銜鐵板31有意地圍繞著銜鐵栓31的軸線從預定轉角位置上轉開，因此銜鐵板31上朝向電磁鐵芯的極面36與第一槽33，以及電磁鐵芯2的極面22與第二槽27部分地重疊在一起。如圖7中可以看到，在這樣的轉角位置上，當電磁線圈1中通入電流后，由于其在第一槽33的內側壁段33a、33b和第二槽27的內側壁段27a、27b之間的區域中形成不均勻的雜散磁場(圖7中的虛線)，從而產生了一個靜磁作用力F，它驅使銜鐵板31回到預定的轉角位置上。這種情況同樣適用于尺寸a和b之間存在微弱差別時。回位力使得銜鐵板31重新回到預定的轉角位置上，該位置上第一槽33與第二槽27彼此相對。直到在該轉角位置上，回位力才降低為零。由于即使銜鐵板只發生了很微弱的轉動，就會有驅動回位的靜磁作用力F自身形成，因此銜鐵板通過雜散磁場始終被定位于預定轉角位置上。在銜鐵板定位情況下，我們可以理解，當電磁鐵通電時，銜鐵板在其轉角位置上處于準固定狀態，其旋轉擺動可限制到微弱得幾乎無法檢測的程度。在任何情況下，銜鐵板的旋轉運動都如此之小，使得在接通電磁鐵時，留空35的內側邊沿不會接觸到、或者僅僅是極輕微地接觸到電磁線圈1的連接元件5，而且在關閉或者打開壓力調節閥時不會影響到電磁銜鐵的滑動。切斷電磁鐵的電源后，電磁線圈的電連接元件穿過留空35，能防止銜鐵板發生較大的偏轉，因此當再次操作電磁鐵時，銜鐵板能夠立即重新定位于預定的轉角位置上。
到目前為止所給出的實施例中，銜鐵板和電磁鐵芯的極面各自具有兩個槽。在另一個實施例的設計中，可以增加銜鐵板上的第一組槽和電磁鐵芯的極面上的第二組槽的數量，使得接通電磁鐵時，不論銜鐵板處于什么樣的初始位置上，都能通過磁性定位而調整到一個優選的轉角位置上。此時，第一槽與配置的第二槽處于彼此相對的位置上，尤其是可以使銜鐵板31上的第一組槽33的數量和圓周寬度a，分別與銜鐵板31上將第一組槽彼此分隔開的極面區段的數量和圓周寬度相等。在電磁鐵芯中，要設計相同數量的第二組槽27，并且它們的圓周寬度也一樣(b＝a)。這種銜鐵板和電磁鐵芯的實施方案，特別適用于沒有連接元件從銜鐵板中穿過的電磁閥中。
彼此位置相對的槽的數量，正比于銜鐵板的定位力F。所述數量因此在具體情況下要依據所必需的回位力F的大小來確定。
在這里，本發明以一個壓力調節閥的例子給出。但是，它可以應用于其它的電磁閥之中。例如可以考慮將其應用于噴射裝置的噴射閥的電磁閥中，來避免銜鐵板中為排流的燃料設置的排流通道因為銜鐵板旋轉而減小其橫截面積。在這里所介紹的帶有銜鐵板的電磁鐵的工作原理，并不局限于在電磁閥中的應用，它能夠應用于所有的電磁鐵中而顯示優越性，在這些電磁鐵中，可以將滑移并且轉動安置的銜鐵板定位于一個優選的轉角位置上。
權利要求
1.帶有電磁銜鐵的電磁鐵，尤其是應用于電磁閥中的電磁鐵，包括一個電磁線圈(1)；一個穿過該電磁線圈(1)、并具有至少一個極面(22)的電磁鐵芯(2)；一個在垂直于電磁鐵芯(2)的至少一個極面(22)的方向上可滑移地安置的電磁銜鐵(3)，后者具有一個朝向所述極面(22)的銜鐵板(31)和一個從銜鐵板(31)上豎立起來、可滑移并且轉動安置的銜鐵栓(32)；以及構造于電磁鐵和/或者電磁銜鐵上的定位機構，后者使得銜鐵板(31)定位于一個預定的轉角位置上，其特征為定位機構包括，在銜鐵板(31)中構造的、相對于銜鐵栓(32)徑向上錯位的至少一個第一槽(33)，和為第一槽(33)配置、設置于電磁鐵芯(2)的至少一個極面(22)中的至少一個第二槽(27)，當電磁線圈(1)通入電流時，這里的第二槽(27)與第一槽(33)之間通過磁場配合作用，使得銜鐵板(31)定位于預定的轉角位置上。
2.如權利要求1所述的帶有電磁銜鐵的電磁鐵，其特征為第一槽(33)的在圓周方向上彼此位置相對的兩個內側壁段(33a，33b)之間的距離(a)大體上等于第二槽(27)的在相同方向上彼此位置相對的兩個內側壁段(27a，27b)之間的距離(b)。
3.如權利要求1或2所述的帶有電磁銜鐵的電磁鐵，其特征為第二槽(27)至少部分地安置于第一槽(33)在電磁銜鐵(3)的滑動方向上的投影內。
4.如上述權利要求之一所述的帶有電磁銜鐵的電磁鐵，其特征為定位機構包括兩個相對于銜鐵栓(32)的軸線(37)位于直徑上相反側相對位置的第一槽(33)，以及兩個為它們所配置的、同樣相對于銜鐵栓(32)的軸線(37)而言在直徑上相反側相對位置上的第二槽(27)。
5.如權利要求1至4之一所述的帶有電磁銜鐵的電磁鐵，其特征為在銜鐵板(31)的預定轉角位置上，電磁線圈(1)的電連接元件(5)從銜鐵板(31)的背離電磁線圈(1)的一側開始，穿過銜鐵板(31)的一個留空(35)，而不與銜鐵板接觸。
6.如權利要求1至3之一所述的帶有電磁銜鐵的電磁鐵，其特征為銜鐵板(31)的第一組槽(33)的數量和圓周寬度(a)與銜鐵板(31)的將第一組槽彼此分隔開的極面區段(36)的數量和圓周寬度相等，并且電磁鐵芯(2)具有相同數量的、圓周寬度也一樣的第二組槽(27)。
7.如權利要求1至3之一所述的帶有電磁銜鐵的電磁鐵，其特征為第一組槽(33)與第二組槽(27)的數量和圓周寬度與所必需的回位力(F)的大小相適應。
8.電磁閥，尤其是用于燃料噴射裝置的電磁閥，具有如權利要求1至7之一所述的一個電磁鐵和一個電磁銜鐵。
全文摘要
本發明提出一種帶有電磁銜鐵的電磁鐵，尤其是應用于電磁閥中的電磁鐵，包括一個電磁線圈(1)；一個穿過該電磁線圈(1)、并具有至少一個極面(22)的電磁鐵芯(2)；一個在垂直于電磁鐵芯(2)的至少一個極面(22)的方向上可滑移地安置的電磁銜鐵(3)，后者具有一個朝向所述極面(22)的銜鐵板(31)和一個從銜鐵板(31)上豎立起來、可滑移并且轉動安置的銜鐵栓(32)；以及構造于電磁鐵和/或者電磁銜鐵上的定位機構，后者使得銜鐵板(31)定位于一個預定的轉角位置上，作為定位機構，設計有在銜鐵板(31)中構造的、相對于銜鐵栓(32)徑向上錯位的至少一個第一槽(33)，和為第一槽(33)配置、設置于電磁鐵芯(2)的至少一個極面(22)中的至少一個第二槽(27)，當電磁線圈(1)通入電流時，這里的第二槽(27)與第一槽(33)之間通過磁場配合作用，使得銜鐵板(31)定位于預定的轉角位置上。
文檔編號H01F7/14GK1406384SQ01805536
公開日2003年3月26日 申請日期2001年12月20日 優先權日2000年12月23日
發明者赫爾曼·科赫－格勒布爾, 賴納·施特爾, 米歇勒·德·科斯莫, 妮古拉·帕庫奇, 彼得·沃薩赫洛 申請人:羅伯特·博施有限公司