CN101622439A - 用于电磁阀的电磁头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有一电磁阀的燃料喷射器。该电磁阀包括一磁头(10)及一套筒体(16)，在该套筒体中安装了一磁芯(26)及一电磁线圈(28)，该电磁线圈(28)通过插头引脚(42)形成电接触。在所述套筒体(16)上插接了一个可扭转地设置的盖罩(14)，在该盖罩中构造了用于插头引脚(42)的头部的接触装置(44)。所述盖罩(14)优选被夹持在所述磁头上。
Description
背景技术
DE 196 501 586 A1涉及一个用于控制共轨喷射系统的喷射阀的控制室中的燃料压力的电磁阀。通过控制室中的燃料压力来控制阀活塞的往复运动，借助该阀活塞可使喷射阀的喷射孔打开或关闭。电磁阀包括一个电磁铁，一个可运动的衔铁及一个与衔铁一起运动的并由阀关闭弹簧在关闭方向上加载的阀元件，该阀元件与电磁阀的阀座配合作用及由此控制来自控制室的燃料流。
在公知的电磁阀上，在工作中出现的衔铁和/或阀元件的回弹起到非常不利的作用。通过碰在阀座上的衔铁板的再振动使衔铁板处于一个不确定的位置。由此在随后的喷射时在相同控制的情况下将引起电磁阀的不同打开时间并由此导致喷射始点及喷射量的分散。根据由DE 196 50 586 A1及由DE 197 98 104 A1公知的方案电磁阀的衔铁构造成两件式的衔铁，以便减小衔铁-阀元件单元的运动质量及由此减小引起回弹的动能。
在当前的高压喷射系统、如高压存储器喷射系统(Common Rail)所使用的电磁阀中，在喷射器体上这样地固定了一个磁头，使得电磁铁间接或直接地支撑在喷射器体中的肩台上。也可能将一个壳体压在该肩台上，该壳体形锁合地包围电磁铁。其固定通常用电磁铁夹紧螺母来实现，该夹紧螺母从上面包围电磁铁或围绕电磁铁的套筒及被旋在位于喷射器体上的外螺纹上。在其上构有电磁阀的阀座的阀块借助第二螺纹连接组件在喷射器体内部被压在第二肩台上。在工作中阀块从下面由系统压力，即高压存储室(共轨)中具有的压力水准加载。作为其结果，阀块在其螺纹连接组件内向上移动约几μm，由此，阀座相对喷射器体的轴向位置根据系统压力、即高压存储室(共轨)中具有的压力而改变。
如果电磁阀的上止挡也位于用于固定阀块的螺纹连接组件内，则在系统压力下无论是阀座还是上行程止挡均向上移动及导致在先费事地调节的剩余空气间隙与系统压力相关地下降。为了在最大系统压力下也可保持最小的剩余空气间隙，在其调节时将预保留与压力相关的剩余空气间隙的减小部分。但该预保留又导致实际提供的电磁力不能完全被利用。如果电磁阀的上止挡位于用于磁头的第一螺纹连接组件内，则由于阀座移动，将导致阀行程与系统压力相关的下降。这是特别不利的，因为在阀行程调节时阀座的移动量必需被预保留及由此对于开关特性的稳定性所需的、尽可能小的阀行程在中等及小压力下不再存在。
电磁阀组件即燃料喷射器中的电磁阀的结构在大多数实施形式中是相似的。一个被车削的电磁铁套筒接收电磁线圈，磁芯及一个通常制成车削部件的排出管接头。内侧上的液压密封借助一个或多个O型密封圈来实现。在零件被安装后该组件被卷边及接着进行用于电磁线圈电接触的插接件的安装及引脚的焊接。最后进行所得到的预组装组件的包封注塑，以便插接件几何结构及磁头外部几何结构的成型。为了覆盖多种插头方案及得到插头的不同输出角度，将预设多个包封注塑工具，它们允许实现最后的塑料包封注塑的不同实施形式。通常在插头组装时，在电磁铁夹紧螺母旋上前或旋上时借助一个装置来进行插接件的径向定向。但电磁铁组件的这种结构具有相对高的制造成本。通过卷边及塑料包封注塑不再可能使一个错误地组装的电磁阀组件拆开来，以致出现废品。在燃料喷射器的一些实施形式中卷边过程被列为是非常关键的，因为该卷边过程对衔铁的行程偏移可能具有非常不利的影响。
发明内容
根据本发明，提出一种用于电磁阀组件的磁头，它模块式地构成及具有一个可夹持的插头触头。插头引出端的径向定向可在大的范围中无级地被调节。插头夹可被选择，以便实现不同的插头类型及插头触头的不同的弯角引出端。通过具有可夹持的插头的磁头的模块式结构可完全地取消卷边的工序、通过插头引脚的焊接来实现材料锁合的连接及插头的包封注塑。通过取消这些工作或安装步骤可达到显著的成本下降，其中保持了电磁阀组件的这样构成的磁头的功能。并且通过根据本发明提出的方案可达到：取消电磁铁夹紧螺母。在作为本发明的基础的构思的一个实施形式中，磁头壳体被制成深拉伸的、热或冷成形的罐形的钢部件，它在其构型上包括一个回流管。该罐形的部件包括一个外螺纹、一个有利拆卸的六角形结构及两个用于穿过插头引脚的开口及最后包括一个用于保持夹的锁入的车削出的槽。此外，在罐形的部件上构有一个回流管。在组装时，首先电磁线圈被推入磁芯中并且借助两个注塑的塑料锁止结构被保持在该磁芯中。一个延长的导线包封注塑部分可保证所述引脚对壳体的对中或绝缘。磁芯的支撑或通过置入一个间隔套筒，或通过粘接或置入一卡圈来实现。橡胶密封装置或橡胶板或类似物使磁芯或电磁线圈相对喷射器体绝缘及承担插头引脚对外部的密封。
可被夹持的插头夹优选制成压力注射成型件及包围着置入的长条式插接件。该长条式插接件在一侧上具有视应用目的而定的插接几何结构，在另一侧上该长条式插接件构造成弹性元件。由此当插头夹位置正确的被夹持时，该弹性元件卡锁在插头引脚上及与该插头引脚构成持久的连接，在该连接的情况下始终可保证一个固有的预载荷。
在安装时，进行磁头在已预组装及配备的喷射器体上的旋接或安装。磁头例如可借助构成在其上的六角形结构被接收在一个旋拧装置上。在进行了磁头与喷射器体之间的连接后，可进行高压密封试验及低压密封试验并通过可拆卸的安装附件进行流量测试。视磁芯在喷射器体中支撑的结构上的实施形式而定，该磁芯可完全地被拆下，这可在耐湿试验后进行，以致磁头组件不会成为废品。在高压密封试验后及借助激光光刻前，可在最后安装步骤中安装插头的上部件，以避免废品。为了保障插头引脚/弹性元件的电接触，可以进行简单的电流或电阻试验。对此也可变换地，首先完整地装配磁头组件，及然后以此形式进行耐湿试验。
附图说明
以下将借助附图来详细描述本发明。
附图表示：
图1：阀组件的根据本发明提出的电磁头的一个截面图，
图2：接收电磁阀组件的套筒体的外部视图，
图3.1至3.3：磁芯在套筒体中固定的不同实施形式，
图4：被接收在磁芯中的电磁线圈的接触的一个实现方案，
图5.1及5.2：一个设置在盖罩与磁头的套筒体之间的密封盘的视图，
图6：在其内固定着套筒体与盖罩之间的密封盘的区域的视图，
图7：插头引脚区域的一个放大视图，
图8：插接端子的俯视图，
图9.1及9.2：在插头引脚的头部与根据图8的视图的半圆形接触件之间的盖罩内的电接触的实施形式，及
图10.1及10.2：磁头的盖罩的一个俯视图及一个侧视图。
具体实施形式
由根据图1的视图可看到一个阀组件的根据本发明提出的磁头的截面。
图1表示一个磁头10，它被盖罩14覆盖。磁头10包括套筒体16的上部分，该套筒体16相对轴线12对称地构成。套筒体16具有一个外侧面18及一个内侧面20及基本上构造成圆柱形。在盖罩14中集成了一个排出口22，燃料通过该排出口由具有磁头10的燃料喷射器流回到燃料喷射系统的低压侧回流部分中。
在盖罩14的下侧面与套筒体16的上侧面之间具有一个密封盘24。该密封盘24具有一个与集成在盖罩14中的排出口22对齐的孔，由燃料喷射器中控制出的控制量通过该孔流出。
套筒体16包围着一个磁芯26，在磁芯本身中嵌入一个电磁线圈28。该电磁线圈28通过插头引脚42在盖罩14内的一个接触装置44中形成接触。为了插头引脚42在接触装置44上的电接触，盖罩14具有一个插接端子46。插接端子46的径向定向允许在大的范围内无级地调节。在中间连接密封盘24的情况下夹持在套筒体16的上侧面上的盖罩14可作为选择组件来制造，以便实现不同的插接端子46及实现在角度方位上不同地构型的引出部分。
在套筒体16的外侧面18上具有一个例如构造成环形槽的空槽30，在该空槽中卡入至少一个铰接地支承在盖罩14的铰链38中的夹紧弓54的钩40。作为加工技术上有利的方式，该空槽30可制造成套筒体16的外侧面18上的车削槽。
此外，在套筒体16的外侧面18上具有一个密封装置接收部分32，例如被制成O型圈的密封圈可置入该密封装置接收部分中。此外套筒体16的外侧面18具有螺纹部分36。
此外由根据图1的视图可看出：磁头10的磁芯26的一端面用标号48来指示。被置入磁芯26中的电磁线圈28与该端面48对齐。盖罩14的向着密封盘24的端面用标号50来指示。在套筒体16的外侧面18上例如被作成车削槽的空槽30与密封装置接收部分32之间，在套筒体16上构造了工具作用处52，它例如可螺钉头式地设计成六角形的或类似的形状。套筒体16中的开口56用于使插头引脚42穿入盖罩14，以用于被磁芯26包围的电磁线圈28的电接触。
图1中所示的套筒体16涉及深拉伸的、热或冷成形的钢部件，在其中集成了排出口22。在套筒体16上具有螺纹36、如上已述的工具作用处52及两个用于穿过插头引脚42的开口56。
电磁线圈28被推入到磁芯26中及例如可通过一个或多个注塑的塑料锁止结构被保持在该磁芯中。
插头引脚42被一包封注塑部分包围，通过该包封注塑部分，插头引脚42相对套筒体16一方面被绝缘及另一方面被定中。盖罩14例如作为塑料注塑件来制造及包括被嵌入的长条式插接件。这些长条式插接件在一侧上具有插接几何结构及在另一侧上具有弹性元件。由此在盖罩14位置确定地夹持在密封盘24上及盖罩14通过至少一个夹紧弓54被固定的情况下可实现在接触装置44上的持久连接。接触装置44的构造成弹性的元件卡锁在插头引脚42上及在这里形成持久的连接，其中始终保持一个固有的预应力。
图2表示图1中以截面表示的套筒体。
由图2可看出，空槽30连续地延伸在套筒体16的外侧面18上。在槽30的下面在套筒体16的外侧面上延伸着工具作用处52，接下来就是密封装置接收部分32。在密封装置接收部分32的下面示出了螺纹36的一部分。
在图3.1至3.3中可得到磁芯在套筒体中的固定的实施形式。
图3.1表示：根据该实施形式，包围电磁线圈28的磁芯26通过粘接层60被固定在套筒体16的内侧面20上。粘接层60延伸在磁芯26的上端面与套筒体16的顶盖的内侧面62之间。在磁芯26中具有空腔，在这些空腔中一方面接收电磁线圈28及另一方面接收插头引脚42。它们在已安装状态中与磁芯26的端面48齐平。
除了如图3.1中所示的通过粘接层60固定磁芯26的实施方式外，也可如图3.2中所示地，磁芯26借助一个嵌放在内侧面20的槽68中的固定环64来固定。固定环64相对套筒体16的内侧面20具有超出高度66。通过该与槽68的深度及固定环64的宽度相关的超出高度66可将磁芯26简单地夹持在套筒体16中。与图3.1中所示的实施形式相似地，在磁芯26中具有用于插头引脚42与用于被磁芯26包围的电磁线圈28的空腔。磁芯26被作成相对轴线12对称的及通过固定环64置靠在套筒体16的顶盖的内侧面64上。
图3.3表示磁芯26被支撑套筒70支撑。支撑套筒70基本上构造成环形的部件及包括第一环形面72及第二环形面74。当第二环形面74例如支撑在喷射器体上时，支撑套筒的第一环形面72支撑在磁芯26的端面48上。通过支撑套筒70及通过第一环形面72与磁芯26的端面48之间的接触，使该磁芯置靠在套筒体16的顶盖的内侧面62上。
对于图3.1，3.2及3.3中所示的所有实施形式均适用的是，磁芯26相对轴线12对称地构成及具有用于接收电磁线圈28及接收与电磁线圈28电接触的插头引脚42的空腔。
图4表示电磁线圈的接触装置的细节图。
由图4可看到，电磁线圈28被磁芯26包围，电磁线圈28的下端面与磁芯26的端面48齐平。与电磁线圈28电接触的插头引脚42被一个绝缘套筒76包围。绝缘套筒76在一段轴向长度上包围插头引脚42，该轴向长度相当于套筒体16的材料的厚度加上磁芯26的厚度的约一半。插头引脚42及包围它们的绝缘套筒76通过套筒体16的顶盖中的开口56延伸并且穿过设置在套筒体16的上侧面上的密封盘24。
插头引脚42具有槽78，以致当插头引脚42接触在接触装置44上时，通过盖罩14形成卡锁连接。插头引脚42上的槽78一方面产生可靠的接触及另一方面产生由箭头80所示的保持力，借助该保持力可防止被磁芯26包围的电磁线圈28离开它在套筒体16中的安装位置。此外由于电磁线圈28与磁芯26之间的侧凹可实现：当插头引脚42形成电接触时，不仅1保持电磁线圈28，而且也使套筒体16中的磁芯26保持在其安装位置上。
图5.1及5.2表示设置在磁头中盖罩与套筒体之间的密封盘。
根据图5.1的视图可看到：密封盘24具有一个中心开口82，该中心开口与盖罩14的集成的排出口22对齐，参见图1。在密封盘24的材料中构造了与插头引脚42的数目相应的数目的开口84，插头引脚42穿过这些开口延伸。
由图5.2可看到图5.1中以俯视图表示的密封盘的一个截面图。
密封圈24相对轴线12对称地构成及一方面在盖罩14与套筒体16的顶盖之间形成对外的密封，另一方面在盖罩14与套筒体16中的开口56之间形成相对控制量的密封及此外在插头引脚42通过套筒体16中的开口56的出口位置上形成密封。密封盘24优选地由如例如Viton那样的材料制成。
图6表示一个区域的视图，在该区域内在套筒体与盖罩之间固定密封盘。
由图6可看出，在优选制成塑料注塑件的盖罩14的端面50上构造了肋或齿结构86或类似结构。该结构作用在构成盘状的密封盘24的边缘区域上及当盖罩14安装到密封盘24上时将该密封盘在径向上向下拉，以致密封盘24紧靠在基本上构成圆柱形的套筒体16的顶盖上。在径向上通过所述肋或齿结构86实现了密封盘24的夹紧后，盖罩14通过图1中所示的夹紧弓被固定。
因此，套筒体16的外侧面18在基本上构造成圆柱形的套筒体16的顶部区域中被密封。套筒体16的内侧面用标号20指示。
图7表示插头引脚区域其相对外部环境的密封的放大视图。
由根据图7的视图可看到：插头引脚42被绝缘套筒76包围，其中，电磁线圈28通过该插头引脚产生电接触。在图7所示的实施形式中，绝缘套筒76被夹紧在电磁线圈28与盖罩12的端面50上的一个区域88之间。在优选被制成塑料注塑件的盖罩14的端面50上具有凸缘形式的构型的环88，该环与绝缘套筒76的上端面接触，该绝缘套筒包围着插头引脚42的圆周。绝缘套筒76及被它包围的插头引脚42通过密封盘24延伸，参照图5.1及5.2。
在图7所示的实施形式中，插头引脚42还包括槽78，借助它-如结合图4所述地-产生了保持力80，如图4中所示。通过插头引脚42上的槽78可直接地使电磁线圈28及间接地使包围电磁线圈28的磁芯26保持在套筒体16内其位置中。
图8表示根据本发明提出的磁头的插接端子的俯视图。
图8表示出，盖罩14在插接端子46的区域中包括两个接触装置44(亦参照根据图1的视图)。由根据图8的视图可看到，两个接触装置44各具有半圆形接触件94，它们与插头引脚42接触。半圆形接触件94在约180°的角度范围上包围插头引脚42的头部，由于该情况存在着这样的可能性，即可这样地调节插头引出部分，以致该插头引出部分可扫过至少170°的转角90及由此可被设置在不同的角度位置上。在盖罩14中两个半圆形接触件94通过间隙92被断开。标号90指示转角，该转角根据图8的视图约为170°。
由图9.1及9.2可看到在盖罩内部在插头引脚的头部与半圆形接触件-如图8中所示-之间的接触的实施形式。
图9.1表示半圆形接触件94的一个实施方案，其中接触部位98位于插头引脚42的圆周上。在该实施形式中，半圆形接触件94包围着插头引脚42的头部及用其张开的腿端部在侧面伸入到插头引脚42的槽形的空槽78中。由根据图9.2的视图可看到：这里所示的接触装置44具有至少一个半圆形接触件94。与图9.1中的实施方案不同地，在图9.2中所示的接触装置44的实施形式中表示一个具有变窄部分96的半圆形接触件94。通过半圆形接触件94外圆周上的该变窄部分96在接触装置44即半圆形接触件94的内部形成一个材料聚集部分，根据图9.2该材料聚集部分伸入到插头引脚42上的槽78中。插头引脚42以此方式与半圆形接触件94形锁合地连接，其中，在插头引脚42的头部区域中的槽形的空槽78中形成至少一个接触部位98。
通过接触装置44的在图9.1及9.2中所示的两个实施形式可保证：在插头引脚42上借助槽形的凹槽78作用着结合图4所述的保持力80，该保持力阻止电磁线圈28与磁芯26由它们在套筒体16内的安装位置中掉出。
图10.1及10.2表示盖罩的俯视图与侧视图。
由根据图10.1的视图可看出，盖罩14具有上侧面104。在该上侧面104上构有各个拱顶形状的铰链38。每个铰链38具有一个接收部分102，在该接收部分中插入夹紧弓54的转动轴100。盖罩14的侧向的插接端子由标号46来指示。此外由根据图10.1的视图可看到：在该实施方案中，在与套筒体16可夹持地连接的盖罩14上设有两个夹紧弓54。
图10.2表示，夹紧弓54在其一端上具有转动轴100及在其另一端上具有如图1中已示出的钩40。在盖罩14的被夹持的状态中，钩40配合在套筒体16的外侧面18上的空槽30中。转动轴100也插入在盖罩14的上侧面104上的拱顶形铰链38的接收部分102中。视夹紧力大小及所需的密封作用而定，通过夹紧弓54的腿的弹性可调节弹性预应力及由此调节所述保持力。
Claims (12)
1.具有一电磁阀的燃料喷射器，该电磁阀包括一具有一套筒体(16)的磁头(10)，在该套筒体中安装了一磁芯(26)及一电磁线圈(28)，该电磁线圈(28)通过插头引脚(42)形成电接触，其特征在于：所述电磁线圈(28)的电接触通过一可扭转地设置的盖罩(14)来实现，此盖罩被夹持在所述套筒体(16)上。
2.根据权利要求1的燃料喷射器，其特征在于：所述套筒体(16)是一深拉伸的、热或冷成形的金属部件。
3.根据权利要求1的燃料喷射器，其特征在于：所述套筒体(16)在其外侧面(18)上具有一用于锁止夹紧弓(40，54)的环绕的空槽(30)及一工具作用处(52)。
4.根据权利要求1的燃料喷射器，其特征在于：在所述盖罩(14)的一端面(50)与所述套筒体(16)之间设有一密封盘(24)。
5.根据权利要求1的燃料喷射器，其特征在于：所述密封盘(24)在其外圆周上通过一构造在所述盖罩(14)的端面(50)上的齿结构或肋结构(86)被预加载。
6.根据权利要求1的燃料喷射器，其特征在于：所述盖罩(14)具有一侧向的插接端子(46)，该插接端子与接触装置(44)相连接，所述用于所述电磁线圈(28)的电接触的插头引脚(42)的头部伸入这些接触装置中。
7.根据以上权利要求中一项或多项的燃料喷射器，其特征在于：所述盖罩(14)构造成压力注射成型件，尤其是塑料注塑件。
8.根据以上权利要求中一项或多项的燃料喷射器，其特征在于：所述盖罩(14)具有一上侧面(104)，在该上侧面上设有一些拱顶形的铰链(38)，这些铰链各具有至少一个用于至少一个夹紧弓(54)的接收部分(102)。
9.根据权利要求1的燃料喷射器，其特征在于：所述包围所述电磁线圈(28)的磁芯(26)借助一粘接层(60)支撑在所述套筒体(16)中，或者通过一固定环(64)支撑在所述套筒体(16)中或通过一支撑套筒(70)支撑在所述套筒体(16)中。
10.根据以上权利要求中一项或多项的燃料喷射器，其特征在于：这些插头引脚(42)在它们的头部区域中具有至少一个环形延伸的、用于在一接触装置(44)上产生一电接触(98)的空槽(78)并且这些插头引脚(42)在它们轴向的延伸上被一绝缘套筒(76)包围。
11.根据权利要求10的燃料喷射器，其特征在于：在所述盖罩(14)的端面(50)中构造了一个环(88)，该环密封所述绝缘套筒(76)、所述套筒体(16)中的开口(56)及所述密封盘(24)中的开口(84)。
12.根据以上权利要求中一项或多项的燃料喷射器，其特征在于：所述盖罩(14)具有一被预成型的、集成的回流部分(22)，构造在所述盖罩(14)中的接触装置(44)构造成半圆形接触件(94)，这些半圆形接触件使得所述盖罩(14)能相对所述插头引脚(42)的头部在一转角(90)中转动。
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