DE4237405C2 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zur Herstellung eines festen Kerns für diese Einspritzvorrichtung - Google Patents
Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zur Herstellung eines festen Kerns für diese EinspritzvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1. Des weiteren betrifft die Erfindung ein
Verfahren zur Herstellung eines festen Kerns einer solchen
Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
Eine gattungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine
Brennkraftmaschine ist aus der DE-OS 24 58 728 bekannt und
umfaßt eine Ventilstange und einen aus einer in einem Gehäuse
angeordneten elektromagnetischen Spule und einem festen Kern,
der aus zwei magnetischen Abschnitten und einem dazwischen
befindlichen nicht-magnetischen Abschnitt besteht, gebildeten
elektromagnetischen Aktuator, wobei der Brennkraftmaschine
Kraftstoff durch Hin- und Herbewegen der Ventilstange mittels
des elektromagnetischen Aktuators zugeführt wird. Zur
Herstellung des festen Kerns werden die zwei magnetischen
Abschnitte und der eine dazwischen befindliche nicht-magnetische
Abschnitt durch einfaches Verschweißen oder
Verlöten ihrer Stoßstellen miteinander verbunden.
Fig. 5 ist ein Querschnittsbild einer elektronisch
gesteuerten Kraftstoffeinspritzvorrichtung, wie
beschrieben in der japanischen geprüften
Patentveröffentlichung JP 58-54263A. Der
elektromagnetische Aktuator der elektronisch gesteuerten
Kraftstoffeinspritzvorrichtung besteht aus einer
stationären elektromagnetischen Spule 10 und festen Kernen
11, 12 und 13, welche in einem Gehäuse angeordnet sind,
und bewegt einen beweglichen Teil 14 einheitlich mit einer
Ventilstange 15, welche koaxial mit den Kernen unter einem
Abstand zwischen der Ventilstange und den Kernen
angeordnet ist. Bei der Konstruktion der festen Kerne
haben zwei getrennte magnetische Abschnitte 12 und 13
einen nicht-magnetischen Abschnitt 11 dazwischen, wobei sie
durch metallische Dichtungen 16 und 17 abgedichtet sind.
Dieser nicht-magnetische Abschnitt 11 hilft dabei, den
magnetischen Fluß zu erhöhen, welcher durch die
beweglichen Teile 14 in dem magnetischen Kreis
hindurchtritt, wodurch das Ansprechvermögen der Ventilstange
verbessert wird. Die herkömmlichen festen Kerne bestehen
aus drei Teilen, da die Abschnitte 12 und 13
bzw. der Abschnitt 11 aus einem
magnetischen Material bzw. einem nicht-magnetischen
Material bestehen. Da Kraftstoff durch innere Abschnitte
der feststehenden Kerne mit der Funktion des Ventils
durchtreten, sind die jeweiligen Abschnitte der festen
Kerne abgedichtet. Zu deren Abdichtung
werden metallische Dichtungen sowie O-Ringe benutzt.
Die festen Kerne des elektromagnetischen Aktuators der
herkömmlichen elektronisch gesteuerten
Kraftstoffeinspritzvorrichtung bestehen aus drei Teilen,
und die jeweiligen Teile erfordern Anpaßstrukturen zum
genauen Integrieren dieser drei Teile. Deshalb sind die
Formen der Teile kompliziert und hohe Genauigkeit ist für
sie erforderlich. Da eine hohe Anzahl genauer Teile
erforderlich ist, sind die Kosten dieser Teile hoch. Da
weiterhin die herkömmlichen festen Kerne aus drei Teilen
bestehen, sollten diese Teile sowohl durch O-Ringe als
auch mechanische Fixierungen abgedichtet oder
durch Schweißen (vgl. DE-OS 24 52 722) fixiert sein. Die
Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist bei ihrem Betrieb einer intensiven
thermischen Belastung in einem Temperaturbereich von -30°C
bis 130°C ausgesetzt. Dementsprechend
wird die Verschlechterung bei den O-Ringen beschleunigt
durch die wiederholte Benutzung, aufgrund des Alterns, der
Kontraktion, der Verhärtung und insbesondere dem
Ausfließen eines Weichmachers, verursacht durch
aromatische Verbindungen enthalten im Kraftstoff, und die
Dichtfähigkeit davon wird vermindert. Wenn andererseits
bei der metallischen Dichtung durch Schweißen feine Risse
oder Blaslöcher, welche nicht durch eine nichtzerstörende
Werkstoffprüfung erfaßt werden können, an dem abgedichteten
Abschnitt vorhanden sind, wachsen diese Defekte durch
wiederholte Benutzung, und das Dichtvermögen wird
erniedrigt. Der unter Druck stehende Kraftstoff fließt in
einen Motorraum durch den Abschnitt, in dem das
Dichtvermögen erniedrigt ist, und kann sich entzünden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem aus
möglichst wenigen Teilen bestehenden festen Kern
zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,
ein geeignetes Verfahren zum Herstellen eines festen Kerns für einen
elektromagnetischen Aktuator einer solchen Kraftstoffeinspritzvorrichtung
zu schaffen.
Die obige Aufgabe wird gelöst
durch eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 8.
Des weiteren wird die obengenannte Aufgabe gelöst durch ein erfindungsgemäßes
Verfahren zur Herstellung eines festen Kerns einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung,
wobei dieses Verfahren die Merkmale des Anspruchs
2 oder 3 oder 5 oder 9 umfaßt.
Der feste Kern
für einen elektromagnetischen Aktuator einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist aufgebaut aus einer
integrierten Struktur, in der keine Verbindungs-Abschnitte
gebildet werden zwischen den magnetischen Abschnitten und
dem nicht-magnetischen Abschnitt. Dementsprechend gibt es
keine abgedichteten Abschnitte und eine
Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann geschaffen werden, in
der keine Kraftstoffleckage von dem festen Kern verursacht
wird.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung
das Werkstück in Form des festen Kerns magnetisch gemacht
und darauf der mittlere Abschnitt davon zu einem
nicht-magnetischen Abschnitt durch die Wärmebehandlung
umgewandelt wird, wird eine integrierte
Struktur geschaffen, welche aus einem einzelnen Teil
besteht, ohne einen abgedichteten Abschnitt aufzuweisen.
Weiterhin werden die Herstellungskosten
durch beträchtliches Verringern der Teilkosten
und Vereinfachen des Integrationsschitts stark reduziert.
Da gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden
Erfindung das Werkstück aus magnetischem Stahl mit
der Gestalt des festen Kerns lokal mit einer
geschmolzenen Substanz versehen wird, um dadurch eine nicht-magnetische
Phase hervorzubringen,
kann ein fester Kern geschaffen werden,
welcher aus einem einzelnen Teil ohne
Verbindungs-Abschnitt besteht.
Des weiteren wird gemäß der vorliegenden
Erfindung der konventionelle nicht-magnetische Teil eliminiert und
die Anzahl von Teilen verringert. Dementsprechend werden
die Teilkosten beträchtlich reduziert.
Weiterhin können durch die Reduzierung der Anzahl von
Teilen und Anzahl von Herstellungsschritten, wie z. B. dem
Integrationsschritt, der Verbindungsschritt und
dergleichen vereinfacht werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind
Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung
werden an Hand der folgenden detaillierten Beschreibung im
Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren
zeigen im einzelnen:
Fig. 1 ein Herstellungsschrittbild, welches die erste
Ausführungsform des Herstellens eines festen Kerns
für einen elektromagnetischen Aktuator nach der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Querschnittsbild des festen Kerns für
einen elektromagnetischen Aktuator in der ersten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 ein Herstellungsschrittbild, welches die
zweite Ausführungsform des Herstellens eines
festen Kerns für einen elektromagnetischen
Aktuator nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ein Herstellungsschrittbild, welches eine
dritte Ausführungsform des Herstellens eines
festen Kerns für einen elektromagnetischen
Aktuator nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 ein Querschnittsbild, welches eine
elektronisch gesteuerte
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem Stand der Technik zeigt; und
Fig. 6 ein Herstellungsschrittbild, welches eine
vierte Ausführungsform des Herstellens eines
festen Kerns für einen elektromagnetischen
Aktuator nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 1 ist ein Herstellungsschrittbild einer
Ausführungsform des Herstellens eines festen Kerns für
einen elektromagnetischen Aktuator einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung. Zunächst wird ein Werkstück 1 aus einem
nicht-magnetischen austenitischen rostfreien Stahl (SUS
304) mit einem äußeren Durchmesser von 20 mm, einem
inneren Durchmesser von 14 mm und einer Länge von 50 mm
vorbereitet. Das Werkstück aus rostfreiem Stahl wird in
eine Gestalt eines festen Kerns mit einem Außendurchmesser
von 18 mm und einem Innendurchmesser von 16 mm durch
Heißschmieden bei 250°C gebracht. Sofort danach wird das
Werkstück mit der Temperatur von 250°C schnell gekühlt in
einer wäßrigen Lösung von NaCl (22,4 Gew.%) 2 mit einer
Temperatur von -20°C. Durch die obige Behandlung wird eine
verarbeitungsbedingte martensitische Umwandlung in dem
Erzeugnis aus austenitischem rostfreien Stahl verursacht
und das Erzeugnis wird magnetisch gemacht. Als nächstes
wird ein CO2-Laser 3 zum Zweck des Ausbildens eines nicht-magnetischen Abschnitts auf einen Abschnitt 4
gerichtet, und dieser
magnetische Abschnitt 4 wird lokal erhitzt auf 900 bis
1300°C. Im beheizten Abschnitt 4 wird die martensitische
Struktur umgewandelt in die austenitische Struktur und
somit wird der beheizte Abschnitt 4 nicht-magnetisch.
Weiterhin wird in dem obigen Beispiel SUS 304 als
nicht-magnetischer austenitischer rostfreier Stahl benutzt. Jedoch
sollte das Material bestimmt werden in Übereinstimmung mit
den erforderlichen Materialeigenschaften und sollte nicht auf
das obige Beispiel beschränkt sein. Die Formen des
Erzeugnisses und des festen Kerns können in angebrachter
Weise bestimmt werden.
Das Bearbeitungsverfahren und die Bearbeitungsbedingung
des festen Kerns sollten in
Übereinstimmung mit der für die magnetischen Abschnitte
des festen Kerns erforderlichen Permeabilität bestimt werden und sind
nicht auf das obige Beispiel beschränkt.
Weiterhin wird der CO2-Laser als Heizquelle benutzt.
Jedoch kann ein angeregter Strahl, wie z. B. von einem
YAG-Laser oder ein Elektronenstrahl oder dergleichen
benutzt werden, und der Strahl ist nicht auf das obige
Beispiel beschränkt. Weiterhin sollten die
Bestrahlungsbedingung des angeregten Strahls und die
Umdrehungsanzahl des Werkstücks in
Übereinstimmung mit der für den nicht-magnetischen
Abschnitt des festen Kerns erforderlichen Permeabilität bestimmt werden
und sind nicht auf das obige Beispiel beschränkt.
Fig. 3 zeigt ein Herstellungsschrittbild eines
weiteren Beispiels zum Herstellen eines festen Kerns für
einen elektromagnetischen Aktuator einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung. Zunächst werden ein Werkstück 1 aus einem
magnetischen ferritischen rostfreien Stahl (SUS 405) mit
einem Außendurchmesser von 18 mm, einem Innendurchmesser
von 16 mm und einer Länge von 50 mm und ein Nickeldraht
(Reinheit nicht weniger als 99,9%) 5 vorbereitet. Als
nächstes wird, während das Werkstück 1 aus rostfreiem
Stahl gedreht wird mit einer Umdrehungszahl von 4 U/min.,
der CO2-Laser 3 auf die Mitte der äußeren Oberfläche des
Werkstücks mit einer Ausgangsleistung von 1,5 kW und dem
"ab"-Wert von 1 gerichtet, wobei der Nickeldraht 5 an den
Bestrahlungsabschnitt zugeführt wird. In dem
Bestrahlungsabschnitt des Lasers wird ein geschmolzener
Abschnitt 6 mit einer Breite von 2 mm und einer Tiefe von
1 mm in der Bewegungsrichtung des Lasers gebildet, wodurch
gleichmäßig Nickel in dem geschmolzenen Abschnitt verteilt
wird. Nach der Laserbestrahlung erhärtet der geschmolzene
Abschnitt 6 und nur die Struktur der geschmolzenen
Abschnitte wird in die austenitische Struktur umgewandelt
und wird nicht-magnetisch. Durch die obige Verarbeitung
wird der feste Kern mit einer magnetischen
Struktur versehen, mit dem nicht-magnetischen Abschnitt zwischen den
magnetischen Abschnitten.
Fig. 4 zeigt ein Herstellungsschrittdiagramm einer weiteren
Ausführungsform des Herstellens eines festen Kerns für
einen elektromagnetischen Aktuator einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung. Zunächst wird ein Werkstück 1 aus einem
magnetischen Permalloy B mit einem äußeren Durchmesser von
18 mm und einem inneren Durchmesser von 16 mm und einer
Länge von 50 mm vorbereitet. Als nächstes wird eine
Chrombelegung 7 mit einer Dicke von 0,13 mm abgeschieden
über der gesamten Oberfläche des Werkstücks aus dem
Permalloy B. Weiterhin wird, während das Permalloy B-Werkstück
rotiert mit einer Drehzahl von 4 U/min. wird, der
CO2-Laser 3 auf die Mitte der äußeren Oberfläche des
Werkstückes mit einer Ausgangsleistung von 1,5 kW und dem
"ab"-Wert von 1 gestrahlt. In dem von dem Laser
bestrahlten Abschnitt wird ein geschmolzener Abschnitt 6
mit einer Breite von 2 mm und einer Tiefe von 1 mm in der
Bewegungsrichtung des Lasers gebildet, wodurch gleichmäßig
Chrom in dem geschmolzenen Abschnitt verteilt wird. Nach
der Laserbestrahlung verfestigt sich der geschmolzene
Abschnitt 6. Der geschmolzene Abschnitt 6 besteht aus
einer Legierung von Eisen (17 Gew.%), Chrom (35 Gew.%),
Nickel, dessen Struktur aus einer einzelnen Phase eines
Austenits besteht, und der Abschnitt wird
nicht-magnetisch. Durch die obige Behandlung wird der
feste Kern mit einer magnetischen Struktur versehen, mit
der nicht-magnetischen Struktur zwischen den magnetischen
Abschnitten.
Weiterhin wird in Beispiel 2 der magnetische ferritische
rostfreie Stahl (SUS 405) benutzt. Jedoch kann das
Material aus der Fe-Cr-Legierungsreihe oder aus einem
martensitischen rostfreiem Stahl sein. Das in Beispiel 3
benutzte Material sollte in Übereinstimmung mit der
erforderlichen Materialeigenschaft bestimmt werden und ist
nicht auf das obige Beispiel beschränkt. Weiterhin
ist die Zusammensetzung des nicht-magnetischen
Abschnittes nicht auf die obigen Beispiele beschränkt,
soweit es den Austenit bildenden Bereich betrifft.
Der CO2-Laser wird als Heizquelle benutzt. Jedoch kann
auch ein angeregter Strahl von z. B. einem YAG-Laser oder
ein Elektronenstrahl oder ein Lichtbogen oder ein Plasma
verwendet werden und die Heizquelle ist nicht
auf das obige Beispiel beschränkt. Weiterhin sollten die
Bestrahlungsbedingung des angeregten Strahls und die
Drehzahl des Werkstücks in Übereinstimmung
mit der für den nicht-magnetischen Abschnitt des festen
Kerns erforderlichen Permeabilität bestimmt werden und nicht auf das
obige Beispiel beschränkt sein.
Im obigen Beispiel 2 wird Nickel als das
Austenit-bildende Element benutzt. Jedoch können Co, Mn und Cu
benutzt werden und das Austenit-bildende Element ist
nicht auf das Beispiel beschränkt. Weiterhin sollte
der Durchmesser des Nickeldrahts in
Übereinstimmung mit der Zusammensetzung des
nicht-magnetischen Abschnitts bestimmt werden und sollte nicht auf dieses
Beispiel beschränkt sein.
Im obigen Beispiel 2 wird als Zuführverfahren von Nickel
das Drahtzuführverfahren benutzt. Jedoch kann auch das
Belegungsverfahren und ein Pulverzuführverfahren benutzt
werden, und das Zuführverfahren ist nicht auf dieses
Beispiel beschränkt. In ähnlicher Weise wird im
obigen Beispiel 3 als Zuführverfahren von Chrom das
Belegungsverfahren benutzt. Jedoch ist das Zuführverfahren
nicht auf das obige Beispiel beschränkt.
Weiterhin wird der feste Kern erzeugt durch
Formen eines Werkstücks aus
austenitischem rostfreien Stahl in die Gestalt des festen
Kerns in dem Temperaturbereich des metastabilen Austenits,
welcher nicht niedriger als die martensitische
Umwandlungstemperatur ist, wodurch die martensitische
Phase, welche magnetisch ist, erzeugt wird durch die
verarbeitungsbedingte Umwandlung, und durch
Umwandeln des mittleren Abschnitts davon die ursprüngliche
nicht-magnetische austenitische Phase durch die
Wärmebehandlung erzeugt wird.
Weiterhin kann der feste Kern erzeugt werden durch Zufügen
geschmolzenes Austenit bildender Elemente an einen vorbestimmten
Ort eines Werkstücks aus magnetischem Stahl, bestehend aus
einer Eisen-Chrom-Legierung oder einem ferritischen
rostfreiem Stahl oder einem martensitischen rostfreien
Stahl durch einen angeregten Laserstrahl oder dergleichen,
wobei der geschmolzene Abschnitt in eine einzelne Phase
des nicht-magnetischen Austenits überführt wird.
Wie bei dem obigen Herstellungsverfahren
besteht auch in diesem Fall, die integrierte Struktur aus einem einzelnen Teil.
Weiterhin kann der feste Kern erzeugt werden durch
Hinzufügen geschmolzenes Ferrit bildender Elemente an
einen vorbestimmten Ort einer magnetischen
Eisen-Nickel-Legierung durch die Heizquelle eines
angeregten Strahls, um dadurch den geschmolzenen Abschnitt
in die einzelne Phase des nicht-magnetischen Austenits zu
überführen, mit einem Effekt ähnlich dem beim obigen
Herstellungsverfahren.
Fig. 6 ist ein Herstellungsschrittbild, das ein
weiteres Beispiel des Herstellens eines festen Kerns für
einen elektromagnetischen Aktuator einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung zeigt. Zunächst wird ein Werkstück 101 aus
magnetischem ferritischen rostfreiem Stahl (SUS 405) mit
einem Außendurchmesser von 18 mm, einem Innendurchmesser
von 16 mm und einer Länge von 25 mm, sowie ein Werkstück
102 aus einem magnetischen Permalloy B mit den gleichen
Abmessungen vorbereitet. Als nächstes werden diese
Werkstücke Kopf-an-Kopf gebracht und, während sie mit
einer Drehzahl von 4 U/min. gedreht werden, wird ein
CO2-Laser 103 auf den Stoßabschnitt mit einer
Ausgangsleistung von 1,5 kW und dem "ab"-Wert von 1
eingestrahlt. Der Laser wird auf eine Position
0,3 mm entfernt von dem Stoßabschnitt auf der Seite des
Werkstücks aus dem rostfreien Stahl gestrahlt. Nach der
Laserbestrahlung sind die zwei magnetischen Werkstücke
verbunden und eine Metallabscheidung 104 ist geschaffen
mit der nicht-magnetischen Austenitstruktur. Durch die
obige Behandlung wird der feste Kern geschaffen mit einer
magnetischen Struktur mit dem nicht-magnetischen Abschnitt
zwischen den magnetischen Abschnitten.
Weiterhin werden in Beispiel 4 als die zwei magnetischen
Werkstücke 101 und 102 das Werkstück aus magnetischem
ferritischen rostfreien Stahl (SUS 405) und das Werkstück
aus dem magnetischen Permalloy B mit den gleichen
Abmessungen benutzt. Jedoch kann der magnetische
ferritische rostfreie Stahl (SUS 405) durch
eine Legierung aus der Eisen-Chrom-Reihe oder einen
martensitischen rostfreiem Stahl ersetzt werden. Das Material sollte
in Übereinstimmung mit der erforderlichen
Materialeigenschaft bestimmt werden und ist nicht auf das obige
Beispiel begrenzt. Weiterhin ist die
Zusammensetzung des nicht-magnetischen Abschnitts
natürlich nicht auf das obige Beispiel beschränkt,
soweit es den Austenit bildenden Bereich betrifft.
Der CO2-Laser wird als Heizquelle benutzt. Jedoch kann
auch ein angeregter Strahl, wie z. B. von einem YAG-Laser
oder einem Elektronenstrahl oder ein Lichtbogen oder ein
Plasma verwendet werden. Die Heizquelle ist nicht auf das
obige Beispiel beschränkt. Die Bestrahlungsbedingung
des angeregten Strahls und die Drehzahl des Werkstücks
sollten in Übereinstimmung mit der für den
nicht-magnetischen Abschnitt des festen Kerns
erforderlichen Permeabilität bestimmt werden und sind nicht auf das
Beispiel beschränkt.
Weiterhin wird der Laser eingestrahlt an der Position, die
0,3 mm von dem Stoßabschnitt entfernt liegt, auf der Seite des
Werkstücks aus rostfreiem Stahl, und die Auflösungsraten
beider magnetischer Werkstücke werden durch die
Position des Strahls gesteuert. Jedoch sollte diese Bedingung
in Übereinstimmung mit der erforderlichen
Zusammenstellung für die Metallablagerung bestimmt werden und ist nicht
auf das obige Beispiel beschränkt.
Wie oben erwähnt, sind nach der vorliegenden Erfindung die
magnetischen Abschnitte auf beiden Seiten des
nicht-magnetischen Abschnitts jeweils zusammengesetzt aus
verschiedenen Materialien und der feste Kern für einen
elektromagnetischen Aktuator wird geschaffen mit dem
nicht-magnetischen Abschnitt bestehend aus der
Metallablagerung, die durch Verschweißen der
beiden magnetischen Abschnitte gebildet wird. Deshalb kann ein Teil
bestehend aus dem nicht-magnetischen Material weggelassen
werden, wodurch die Anzahl von Teilen von drei Teile auf
zwei Teile reduziert wird und die Teilkosten verringert
werden.
Der feste Kern wird erzeugt durch Verschweißen des ersten
magnetischen Werkstücks bestehend aus dem magnetischen
Stahl, wie z. B. einer Legierung der Eisen-Chrom-Reihe oder
dem ferritischen rostfreiem Stahl oder dem martensitischen
rostfreiem Stahl, und dem zweiten magnetischen Werkstück
bestehend aus der magnetischen Legierung aus der
Eisen-Nickel-Reihe, um dadurch die nicht-magnetische
austenitische Phase an der Metallablagerung zu bilden.
Deshalb werden die Herstellungskosten reduziert durch die
Reduzierung der Teilkosten und durch Vereinfachen der
Integrationsschritte.
Weiterhin wird die nicht-magnetische austentische Phase
gebildet durch Verschweißen des ersten magnetischen
Werkstücks und des zweiten magnetischen Werkstücks unter
Steuern der Auflösungsraten von beiden, wodurch die
Zusammensetzung der Metallablagerung gesteuert wird.
Deshalb ist die nicht-magnetische Eigenschaft davon
exzellent und der Betrieb des elektromagnetischen
Aktuators wird stabiler.
Claims (11)
1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine
Brennkraftmaschine, umfassend eine Ventilstange (15) und
einen aus einer in einem Gehäuse angeordneten
elektromagnetischen Spule (10) und einem festen Kern (11,
12, 13), der aus zwei magnetischen Abschnitten und einem
dazwischen befindlichen nicht-magnetischen Abschnitt
besteht, gebildeten elektromagnetischen Aktuator, wobei
der Brennkraftmaschine Kraftstoff durch Hin- und
Herbewegen der Ventilstange (15) mittels des
elektromagnetischen Aktuators zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
der feste Kern aus einem einzigen Werkstück hergestellt
ist.
2. Verfahren zur Herstellung eines festen Kerns einer
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, mit den
Schritten:
- - Formen eines nicht-magnetischen Werkstücks aus einem nicht-magnetischen, austenitischen rostfreien Stahl in die Gestalt des festen Kerns,
- - Wärmebehandlung des Werkstücks in einem Temperaturbereich metastabilen Austenits, wobei dieser Temperaturbereich nicht niedriger als die martensitische Umwandlungstemperatur ist,
- - Umwandeln des wärmebehandelten, nicht-magnetischen, austenitischen, rostfreien Werkstücks in ein magnetisches, martensitisches Werkstück durch Abkühlen des Werkstücks,
- örtliche Wärrmebehandlung (3) in einem mittleren Abschnitt (4) des magnetischen, martensitischen Werkstücks zur Umwandlung des magnetischen, martensitischen mittleren Abschnitts (4) in einen nicht-magnetischen, austenitischen mittleren Abschnitt (11).
3. Verfahren zum Herstellen eines festen Kerns einer
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 mit den
Schritten:
- - Bereitstellen eines magnetischen Kern-Werkstücks aus einer magnetischen Stahllegierung der Eisen-Chrom-Reihe oder einem magnetischen, ferritischen rostfreien Stahl oder einem magnetischen, martensitischen rostfreien Stahl,
- - örtliche Wärmebehandlung (3) in einem mittleren Abschnitt des Kern-Werkstücks bei gleichzeitigem Hinzufügen von geschmolzenes Austenit bildenden Elementen (5) an den Ort der Wärmebehandlung (3) zur Umwandlung des örtlich wärmebehandelten und örtlich legierten, magnetischen mittleren Abschnitts des Kern-Werkstücks in einen nicht-magnetischen, austenitischen mittleren Abschnitt durch Erhärten des geschmolzenen Abschnitts.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Element (5) aus den Elementen Co, Cu, Mn, Ni
ausgewählt ist.
5. Verfahren zum Herstellen eines festen Kerns einer
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, mit den
Schritten:
- - Bereitstellen eines magnetischen Kern-Werkstücks aus einer magnetischen Stahllegierung der Eisen-Nickel-Reihe oder einem magnetischen, ferritischen rostfreien Stahl oder einem magnetischen, martensitischen rostfreien Stahl,
- - örtliche Wärmebehandlung (3) in einem mittleren Abschnitt des Kern-Werkstücks bei gleichzeitigem Hinzufügen von geschmolzenes Ferrit bildenden Elementen (5) an den Ort der Wärmebehandlung (3) zur Umwandlung des örtlich wärmebehandelten und örtlich legierten, magnetischen mittleren Abschnitts in einen nicht-magnetischen, austenitischen mittleren Abschnitt durch Erhärten des geschmolzenen Abschnitts.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Element (5) Cr ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Element (5) auf die Stelle der Wärmebehandlung (3)
oder auf das gesamte Kern-Werkstück appliziert wird.
8. Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine
Brennkraftmaschine, umfassend eine Ventilstange (15) und
einen aus einer in einem Gehäuse angeordneten
elektromagnetischen Spule (10) und einem festen Kern (11,
12, 13), der aus zwei magnetischen Abschnitten und einem
dazwischen befindlichen nicht-magnetischen Abschnitt
besteht, gebildeten elektromagnetischen Aktuator, wobei
der Brennkraftmaschine Kraftstoff durch Hin- und
Herbewegen der Ventilstange (15) mittels des
elektromagnetischen Aktuators zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
der feste Kern durch Verschweißen von
zwei magnetischen Kern-Teilen (101, 102), die aus
verschiedenen Werkstoffen bestehen, hergestellt ist.
9. Verfahren zum Herstellen eines festen Kerns einer
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 8, mit den
Schritten:
- - Bereitstellen eines ersten magnetischen Kern-Teils (101), bestehend aus einem magnetischen Stahl einer Eisen-Chrom-Legierung oder einem magnetischen, ferritischen rostfreien Stahl oder einem magnetischen, martensitischen rostfreien Stahl,
- - Bereitstellen eines zweiten magnetischen Kern-Teils (102), bestehend aus einer magnetischen Legierung der Eisen-Nickel-Reihe,
- - Verschweißen des ersten Kern-Teils (101) mit dem zweiten Kern-Teil (102) mittels Durchführung einer örtlichen Wärmebehandlung (103) im Stoßbereich der Werkstücke (101, 102), wodurch am Ort der Wärmebehandlung (103) eine nicht-magnetische, austenitische Metallabschieidung (104) gebildet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Verschweißen des ersten magnetischen Kern-Teils (101)
mit dem zweiten magnetischen Kern-Teil (102) zur
Herstellung des austenitischen, nicht-magnetischen
mittleren Abschnitts (104) unter Steuerung der
Auslösungsraten sowohl des ersten (101) als auch des
zweiten (102) magnetischen Kern-Teils erfolgt, um dadurch
eine Zusammensetzung der Metallabscheidung (104) und damit
die Zusammensetzung und magnetischen Eigenschaften des
festen Kerns der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu
steuern.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7 oder 9, 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Heizquelle für die Wärmebehandlung ein CO₂-Laser, ein
YAG-Laser, ein Elektronenstrahl, ein Lichtbogen oder ein
Plasma verwendet wird.
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R071 | Expiry of right |