用于至少部分地閉鎖和打開管路系統(tǒng)的座閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于至少部分地閉鎖和打開管路系統(tǒng)的座閥，其具有:閥座；管路系統(tǒng)，包括用于將流體輸入至閥座的輸入管路和用于將流體從閥座導出的導出管路，其中，閥座將管路系統(tǒng)分成輸入側(cè)和導出側(cè)；關(guān)閉元件，該關(guān)閉元件為了至少部分地閉鎖和打開管路系統(tǒng)而與閥座共同作用，其中，關(guān)閉元件設(shè)置在管路系統(tǒng)的輸入側(cè)并且借助磁體單元沿軸線是可運動的；以及調(diào)節(jié)設(shè)備，用于使關(guān)閉元件沿軸線運動。
【背景技術(shù)】
[0002]這樣的座閥例如由DE 103 08 482 A1、DE 40 33 946 A1、DE 44 30 509 A1 和 DE
102004 057 873 A1已知。在DE 10 2004 057 873 A1中示出的座閥特別是適合于與壓力無關(guān)地實施為無流地關(guān)閉并且優(yōu)選在高壓應用中使用，尤其是用于在高壓栗中的體積流量調(diào)節(jié)，所述高壓栗例如在機動車內(nèi)燃機的共軌系統(tǒng)(Common-Rail-System)中使用，其中燃料在高壓存儲器中維持在高壓力下并且然后通過共同的管路噴射到相應的缸體中。每個缸體都具有注射器，所述注射器在打開的狀態(tài)中噴射燃料。在座閥的這樣的實施方式中，磁體單元的比例磁體例如在具有噴嘴和擋板的構(gòu)造中克服壓力工作。但這樣的座閥不僅僅具有打開的或關(guān)閉的位置，而是可以在很大程度上無級地調(diào)節(jié)流經(jīng)閥座的體積流量的大小。但該座閥也可以在其他高壓或低壓環(huán)境中使用。雖然在DE 10 2004 057 873 A1中示出的座閥成功地投入使用，但是其具有部分復雜的構(gòu)造。此外使用高質(zhì)量的材料，其導致相對高的制造費用。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]因此，本實用新型的目的在于，這樣進一步改進在DE 10 2004 057 873 A1中示出的座閥，使得減少其構(gòu)造的復雜性和制造費用。
[0004]按照本實用新型，閥座由材料llSMn30、合金鋼或陶瓷材料構(gòu)成或包含這些材料。一般可供使用的是，閥座由硬質(zhì)材料制造。目前使用調(diào)質(zhì)鋼，例如Stee 1 tec公司的ETG100。llSMn30是易切鋼，該易切鋼對于在自動機床上的切削制造方法、即車削和鉆孔是最佳的。通過包含磷或硫的合金形成脆的包含物，在其上切肩可以斷裂。因此，閥座可以以相對低成本的方式制造，因此制造費用通過按照本實用新型的材料選擇而降低。然而，該材料提供對于所述使用情況足夠的硬度。使用合金鋼具有功能上的優(yōu)點。合金鋼具有大帶鋼寬度的材料特性。其可以是可良好切削加工的并且具有高的硬度并且因此也具有高的耐磨性。
[0005]陶瓷材料在自重小的同時提供高的硬度。
[0006]llSMn30具有材料號1.0715并且具有以重量百分比表示的如下化學組成:
[0007]C 彡 0.11% ；Si 彡 0.05%、Mn = 1.1% ；P 彡 0.11% ；S = 0.
[0008]一般可以通過使用易切鋼而為閥座、磁極鐵心和彈簧蓋的制造進一步節(jié)省費用。
[0009]關(guān)閉元件可以優(yōu)選作為至少部分凸形的物體、尤其是作為球或作為橢圓體構(gòu)成。座閥經(jīng)常裝備有盤形的關(guān)閉元件，當然這時閥座必須對應地成形并且精確地制造。在凸形物體中，閥座可以具有相對高的公差并且具有簡單的形狀、例如圓錐形的形狀。此外可以以簡單的方式實現(xiàn)體積流量調(diào)節(jié)。此外，座閥尤其是利用作為關(guān)閉元件的球是無泄漏的并且其Q/I特性曲線可以調(diào)節(jié)。Q/I特性曲線說明單位為升/分鐘(L/min)的流量相對于單位為安培(A)的電流強度的變化。例如可以調(diào)節(jié)起點、斜率和最大流量。起點表示開始對閥進行調(diào)節(jié)時的電流強度。斜率由A流量/△電流強度形成。尤其是滑閥易于在滑件和滑件套之間發(fā)生泄漏，這通過使用凸形物體作為關(guān)閉元件而避免。
[0010]關(guān)閉元件可以優(yōu)選由材料100Cr6或陶瓷材料制成或包含這些材料。材料100Cr6是滾動軸承鋼并且特別適合用于制造凸形物體如球和橢圓體。通常已知的關(guān)閉元件由鎢碳鋼制造。使用滾動軸承鋼允許進一步節(jié)省費用。使用陶瓷材料具有如下優(yōu)點，即，關(guān)閉元件可以具有非常高的硬度，其同時具有小的質(zhì)量。小的質(zhì)量允許簡單地改變座閥的固有頻率。
[0011]100Cr6具有材料號1.3505并且具有以重量百分比表示的如下化學組成:
[0012]C = 1.0% ；Si = 0.25% ；Mn = 0.35% ；Cr = 1.5%，其中包含一般通常的誤差范圍。
[0013]在另一種設(shè)計中，調(diào)節(jié)設(shè)備可以具有借助磁體單元可運動的挺桿以及用于使關(guān)閉元件沿軸線運動的彈簧，其中在彈簧和關(guān)閉元件之間設(shè)置有彈簧蓋，所述彈簧蓋由材料
11SMn30制成或包含該材料。在該設(shè)計中，彈簧蓋可以由與閥座相同的材料制造，這簡化了購置和支撐。此外對于由llSMn30制造的閥座所述的優(yōu)點也適用于彈簧蓋。
[0014]優(yōu)選地，磁體單元具有磁極鐵心、銜鐵和線圈，其中磁極鐵心由材料llSMn30+C或llSMn30或ETG25制成或包含這些材料。以“+C”表示冷作硬化的材料。如果磁極鐵心由llSMn30制成，則磁極鐵心也與彈簧蓋和閥座相同的材料制造，這進一步改善購置和支撐。此外存在如下可能性:將閥座一件式構(gòu)成到磁極鐵心中，這減少座閥的復雜性并且簡化制造。
[0015]ETG25(Steeltec公司的特種鋼)是盡管存在高的初始強度但提供良好的可冷成形性的材料。ETG25在質(zhì)量方面是高質(zhì)量的鋼，其大致對應于28Mn6。避免了用于調(diào)質(zhì)處理以及用于耗費的后處理(如校準和凈化)的花費。
[0016]ETG25具有以重量百分比表示的如下化學組成:
[0017]C 0.24 至 0.29% ；Si 0.1 至 0.3% ；Mn 1.2 至 1.5% ;P 0 至 0.04% ；S 0.02 至0.04%。
[0018]備選地，對于磁極鐵心也可以使用28Mn6，其具有材料號1.1170。原則上可以對于所有引導由磁體單元產(chǎn)生的磁力線的構(gòu)件使用包含鐵素體組織的鋼。此外可使用沒有鎳添加劑的優(yōu)質(zhì)鋼，其沒有形成奧氏體組織。在目前已知的座閥中對于磁極鐵心使用純鐵，所述純鐵能夠良好焊接并且良好引導磁力線。當然其相對于已給的鋼非常軟并且具有小的強度。因此使用已給的鋼導致座閥延長的使用壽命，而不會干擾磁力線或減少其強度。
[0019]在另一種擴展方案中，磁極鐵心和/或銜鐵可以具有一個或多個排氣孔。磁體單元這樣構(gòu)造，使得銜鐵被可運動地設(shè)置并且由磁極鐵心按照線圈通電而吸引或排斥。磁極鐵心和銜鐵經(jīng)常同心于軸線地設(shè)置并且由線圈或線圈架包圍。在磁極鐵心和銜鐵之間形成間隙。由于對線圈通電，因此銜鐵朝磁極鐵心運動，由此壓縮間隙中的空氣，因此用于使銜鐵運動的力必需提高。排氣孔用于使空氣可以導出到座閥的環(huán)境中，從而間隙中的空氣不被壓縮并且因此較小的力足夠使銜鐵運動。例如銜鐵中的排氣孔具有2.5mm的直徑，這從制造技術(shù)的觀點證實為特別有利。在座閥運行中總是出現(xiàn)振動和壓力脈沖。通過選擇排氣孔的尺寸，能夠確定閥座的緩沖。如果排氣孔具有在2.5mm范圍中的直徑，則能夠提供具有快速的切換時間的非常敏捷的座閥。
[0020]優(yōu)選地，排氣孔與管路系統(tǒng)處于流體連通。在座閥運行中，在銜鐵和磁極鐵心之間的間隙的體積基于銜鐵的運動而持續(xù)改變。通過排氣孔與管路系統(tǒng)處于流體連通，流體、例如燃料可以到達間隙中并且擠出在那里存在的空氣。這是有利的，因為通過空氣在座閥中可以產(chǎn)生無意的振蕩。此外基于改變的體積可以補償間隙中的變化的壓力。
[0021]優(yōu)選地，銜鐵可以具有N1-PTFE