DE10233659A1

DE10233659A1 - Elektromagnetventil und Verfahren zum Herstellen desselben

Info

Publication number: DE10233659A1
Application number: DE10233659A
Authority: DE
Inventors: Yutaka Miyamoto; Shigeiku Enomoto; Yukihiro Shinohara; Hirokuni Tomita
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2003-03-13
Also published as: US6752374B2; US20030020038A1; JP2003106471A

Abstract

Bei einem Elektromagnetventil wird nach einer unabhängigen Vormontage einer Solenoidbaugruppe (91), bei der eine Einfassung (6) einen Außenumfang eines Solenoids umschließt, der aus einer Spule (61) und einer Haspel (69) besteht, und bei der ein Harzstecker (75) an der Einfassung durch einen Spritzgussvorgang ausgebildet ist, sowie einer Ventilkörperbaugruppe (92), bei der ein Ventilkörperelement (63) gleitend hin- und herbewegbar in einem Ventilgehäusehohlzylinder (62) eines Ventilgehäuseelementes (9) untergebracht ist, die Ventilkörperbaugruppe mit der Solenoidbaugruppe so integriert, dass das Ventilgehäuseelement in einem Hohlzylinder der Haspel axial eingefügt wird und dass dann ein axiales Ende der Einfassung an einen Außenumfang des Ventilgehäuseelementes durch einen Krimpvorgang befestigt wird. Dementsprechend werden weniger Bauteile als Ausschuss aussortiert, wenn eine Fehlfunktion eines Bauteils während der Herstellungsprozesse auftritt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Elektromagnetventil zum Steuern einer Fluidströmung, das üblicher Weise für eine variable Hochdruckauslasspumpe für eine Dieselkraftmaschine zum Steuern von deren Kraftstoffmenge anwendbar ist.

JP-11-336638A offenbart ein Elektromagnetventil, das bei einer variablen Hochdruckauslasspumpe für eine Dieselkraftmaschine verwendet wird.

Das Elektromagnetventil hat als Hauptbauteile ein Ventilgehäuse, einen Ventilkörper, der gleitbar in dem Ventilgehäuse untergebracht ist, einen Solenoid einschließlich einer Spule und eines Stators zum Anziehen des Ventilkörpers beim Erregen der Spule. Gemäß dem Elektromagnetventil wird eine Versetzungsposition (Hubbetrag) des Ventilkörpers durch eine der Spule zugeführten Stromstärke so bestimmt, dass ein Öffnungsflächeninhalt eines Fluidkanals, durch den Kraftstoff strömt, zum Steuern der Kraftstoffmenge definiert wird.

Des weiteren ist der Hubbetrag des Ventilkörpers, der die Kraftstoffmenge definiert, entsprechend einer Änderung von elektromagnetischen Charakteristika beim Erregen der Spule variabel. Dementsprechend ist eine verbesserte Technik zum Stabilisieren der elektromagnetischen Charakteristika erforderlich.

Darüber hinaus wird gefordert, das Elektromagnetventil unter geringen Kosten in großen Stückzahlen herzustellen. Um diese Forderung zu erfüllen, ist eine bevorzugte praktikable Möglichkeit, dass das Elektromagnetventil durch eine Vielzahl Vormontageprozesse hergestellt wird, da, falls ein bestimmtes Bauteil des Elektromagnetventils zu einem Fehler oder einer Fehlfunktion bei einem der Vormontageprozesse führt, nur bereits durch den Vormontageprozess zum Einbauen des Fehler- oder Fehlfunktionsbauteils montierte relevante Bauteile aus der Herstellungslinie entfernt werden, und es ist nicht notwendig, einen gesamten Körper des Elektromagnetventils auszusortieren.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil mit verbesserter elektromagnetischer Charakteristik vorzusehen, bei dem eine Vielzahl Nebenbaugruppen aus Bauteilen zu einem Körper so integriert werden, dass eine geringere Anzahl Bauteile als Ausschuss entfernt werden, falls eine Fehlfunktion eines Bauteils während des Herstellungsprozesses auftritt.

Es gehört zur Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen des vorstehend erwähnten Elektromagnetventils vorzusehen.

Um die Aufgabe zu lösen, ist in dem Elektromagnetventil, das an einer Haupteinfassung zum Steuern einer inneren Fluidströmung zu befestigen ist, ein Solenoid, der eine Haspel aufweist, die im Inneren mit einem Solenoidhohlzylinder und einer Spule versehen ist, die um einen Außenumfang der Haspel gewickelt ist, mit einer Einfassung aus einem magnetischen Material als ein Körper integriert, um so eine Solenoidbaugruppe zu bilden, bei der die Einfassung einen Außenumfang des Solenoids umschließt. Andererseits ist ein Ventilgehäuseelement, das einen Stator und ein Ventilgehäuse aufweist, im Inneren mit einem Ventilgehäusehohlzylinder versehen, der sich von der Ventileinfassung zu dem Stator erstreckt, und es ist mit einem Ventilkörperelement, das einen Anker und einen Ventilkörper aufweist, als ein Körper integriert, um so eine Ventilkörperbaugruppe zu bilden, bei dem das Ventilkörperelement in dem Ventilgehäusehohlzylinder gleitbar untergebracht ist, so dass es sich hin- und herbewegen kann. Die Ventilkörperbaugruppe ist so in den Solenoidhohlzylinder eingefügt, dass der Stator in der Nähe der Spule angeordnet ist und dass ein axiales Ende des Gehäuses teilweise an einem Außenumfang des Ventileinfassungselementes befestigt ist, um so das Abfallen der Ventilkörperbaugruppe von der Solenoidbaugruppe zu verhindern.

Bei dem vorstehend beschriebenen Elektromagnetventil wird der Anker zusammen mit dem Ventilkörper zu dem Stator bei einer besseren magnetischen Charakteristik zum Steuern der Fluidströmung angezogen, wenn die Spule erregt wird, so dass ein magnetischer Fluss erzeugt wird, der durch den Stator und den Anker hindurch tritt. Da des weiteren die Solenoidbaugruppe und die Ventilkörperbaugruppe unabhängig vormontiert werden, werden lediglich Bauteile, die entweder die Solenoid- oder die Ventilkörperbaugruppe bilden, als Ausschussteile aussortiert, falls eine Fehlfunktion eines Bauteils während des Herstellungsprozesses auftritt, welches in der Solenoidbaugruppe oder der Ventilbaugruppe eingebaut ist, und es ist nicht notwendig, einen kompletten Körper des Elektromagnetventils auszusortieren.

Vorzugsweise ist ein Harzstecker zum Zuführen eines Stroms zu der Spule durch einen Spritzgießvorgang so an dem Gehäuse ausgebildet, dass er einen Teil der Solenoidbaugruppe bildet. Eine Fehlfunktion des Steckers während des Herstellungsprozesses führt lediglich zu einen Fehler bei der Solenoidbaugruppe, und er beeinflusst niemals die Ventilkörperbaugruppe.

Vorzugsweise ist das Ventilgehäuseelement des weiteren mit einem Ventilgehäuseflansch vorgesehen, der von seinem Außenumfang radial nach außen vorsteht, und das axiale Ende des Gehäuses ist durch einen Krimpvorgang, einen Verstemmvorgang, einen Schweißvorgang oder mittels Presspassung in Kontakt mit dem Ventilgehäuseflansch und teilweise an diesem befestigt. Falls ein Abschnitt, an dem die Einfassung teilweise an dem Ventilgehäuseflansch befestigt ist, demontiert wird, dann kann die Solenoidbaugruppe mit kombinierten Harz- und Metallbauteilen in einfacher Weise von der Ventilkörperbaugruppe aus ausschließlich Metallbauteilen getrennt werden, was den Demontagevorgang des Elektromagnetventils für Recyclingzwecke vereinfacht.

Vorzugsweise steht ein Abschnitt des Ventilgehäuseflansches des weiteren radial über einen Außenumfang der Einfassung hinaus derart vor, dass der Ventilgehäuseflansch an die Haupteinfassung befestigt werden kann. Alternativ kann die Einfassung mit einem Einfassungsflansch versehen sein, der so an der Haupteinfassung zu befestigen ist, dass der Ventilgehäuseflansch zwischen der Haupteinfassung und dem Einfassungsflansch eingeklemmt ist, wenn der Einfassungsflansch tatsächlich an der Haupteinfassung befestigt ist. Der Ventilgehäuseflansch oder der Einfassungsflansch dient zum einfachen Anbringen des Elektromagnetventils an der Haupteinfassung durch einen Befestigungsvorgang zum Beispiel mittels Schrauben.

Insbesondere wenn der Einfassungsflansch und nicht der Ventilgehäuseflansch an die Haupteinfassung befestigt wird, dann kann eine Verbindungskraft, durch die der Einfassungs- und der Ventilgehäuseflansch aneinander befestigt werden, bis zu einem gewissen Maß relativ klein sein, bei dem ein Abfallen der Solenoidbaugruppe zunächst verhindert wird, da der Ventilgehäuseflansch fest zwischen der Haupteinfassung und dem Einfassungsflansch eingeklemmt ist, wenn der Einfassungsflansch erst einmal an der Haupteinfassung befestigt ist.

Vorzugsweise ist der Einfassungsflansch des weiteren mit einem Flanschaufnahmeloch versehen, in dem der Ventilgehäuseflansch untergebracht wird, und eine Innenwand des Flanschaufnahmelochs wird teilweise plastisch so verformt, dass sie an einen Außenumfang des Ventilgehäuseflansches anliegt. Dieser Aufbau hat einen Vorteil dahingehend, dass die Solenoidbaugruppe noch einfacher von der Ventilkörperbaugruppe getrennt werden kann, wenn das Elektromagnetventil für Recyclingzwecke demontiert wird.

Vorzugsweise ist der Einfassungsflansch radial außerhalb des Flanschaufnahmeloches mit einem Stanzloch versehen, so dass die Innenwand des Flanschaufnahmeloches einen dünnen Abschnitt hat, der zwischen dem Stanzloch und dem Ventilgehäuseflansch angeordnet ist. In diesem Fall wird die dünne Wand noch einfacher zu dem Ventilgehäuseflansch plastisch verformt, indem ein Durchmesser des Stanzloches zum Beispiel mit einem Stanzwerkzeug vergrößert wird.

Vorzugsweise bedeckt der Einfassungsflansch außerdem vollständig den Ventilgehäuseflansch, so dass der Ventilgehäuseflansch nicht zur Außenseite freiliegt, wenn der Einfassungsflansch an der Haupteinfassung befestigt ist. Dieser Aufbau dient dazu, die Rostbeständigkeitscharakteristika des Ventilgehäuseelementes zu verbessern.

Des weiteren ist die Einfassung vorzugsweise in einer Gestalt eines Zylinders ausgebildet, dessen axiales Ende offen ist und dessen anderes axiales Ende geschlossen ist. In diesem Fall wird die Ventilkörperbaugruppe von einer Öffnungsseite der Einfassung in die Solenoidbaugruppe eingeführt, und die Ventilkörperbaugruppe wird durch die Solenoidbaugruppe abgedeckt. Dementsprechend ist die Ventilkörperbaugruppe vor Rost geschützt.

Darüber hinaus ist es vorzuziehen, dass der Stator und das Ventilgehäuse als ein einziges Bauteil einstückig ausgebildet sind und dass der Stator mit einem dünnen Wandabschnitt an jener Position versehen ist, die dem Anker zugewandt ist, so dass der magnetische Fluss durch den Anker hindurch strömt und dabei den dünnen Wandabschnitt umgeht. Infolgedessen kann das Elektromagnetventil mit weniger Bauteilen und unter geringeren Kosten hergestellt werden.

Da des weiteren der Stecker durch einen Spritzgießvorgang an dem Gehäuse ausgebildet wird, bevor die Ventilkörperbaugruppe an die Solenoidbaugruppe montiert wird, wird niemals ein Spritzdruck beim Spritzgießvorgang auf den dünnen Wandabschnitt aufgebracht, was eine Verformung des dünnen Wandabschnitts verhindert.

Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ebenso wie Betriebsverfahren und die Funktionen der zugehörigen Bauteile aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den Figuren ersichtlich, die allesamt Bauteil dieser Anmeldung sind. Zu den Zeichnungen:
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer variablen Hochdruckauslasspumpe, bei der ein Elektromagnetventil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird;
Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II der Fig. 1;
Fig. 3A zeigt eine vergrößerte Draufsicht einer variablen Hochdruckauslasspumpe gemäß der Fig. 1;
Fig. 3B zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IIIB-IIIB der Fig. 3A;
Fig. 4 zeigt eine Explosionsansicht im Querschnitt des Elektromagnetventil gemäß der Fig. 1;
Fig. 5A bis 5C zeigen Querschnittsansichten einer Solenoidbaugruppe des Elektromagnetventils gemäß der Fig. 1 im Verlaufe eines Herstellungsprozesses;
Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht eines Elektromagnetventils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 7 zeigt eine Querschnittsansicht einer Abwandlung des Elektromagnetventil gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 8A zeigt eine Draufsicht im Querschnitt eines Elektromagnetventils gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
Fig. 8B zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VIIIB-VIIIB der Fig. 8A;
Fig. 9 zeigt eine Explosionsansicht im Querschnitt des Elektromagnetventils gemäß der Fig. 8B; und
Fig. 10 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts des Elektromagnetventils gemäß der Fig. 9.

Erstes Ausführungsbeispiel

Ein Elektromagnetventil 30 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5C beschrieben, das bei einer variablen Hochdruckauslasspumpe P einer Common-Rail- Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Dieselkraftmaschine verwendet wird. Die variable Hochdruckauslasspumpe P dient zum Einlassen von Niederdruckkraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter D und zum Auslassen von mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff zu einer Common-Rail (nicht gezeigt), nachdem der Niederdruckkraftstoff mit Druck beaufschlagt wurde. Die Common- Rail sammelt Kraftstoff mit einem vorbestimmten, hohen Druck entsprechend einem Kraftstoffeinspritzdruck. Die variable Hochdruckauslasspumpe P ist eine Drei-Leitungs-System- Förderpumpe mit drei Druckkammern 4a, 4b und 4c, in denen jeweils eine Kraftstoffauslassmenge zu jedem Leitungssystem durch das Elektromagnetventil 30 reguliert wird (ein lineares Solenoidventil), das an einem Einlassfluidkanal der Pumpe P zum Steuern des Kraftstoffdurchsatzes angeordnet ist. Ein Betrieb des Elektromagnetventils 30 wird durch eine bekannte, elektrische Steuereinheit (ECU) so gesteuert, dass die Auslassmenge der variablen Hochdruckauslasspumpe P so reguliert wird, dass der Kraftstoffdruck in der Common-Rail auf einen optimalen Wert gesteuert wird.
Bei der in der Fig. 1 gezeigten variablen Hochdruckauslasspumpe P ist eine Antriebswelle 10 drehbar in Pumpeneinfassungen 1a und 1b gehalten. Die Antriebswelle 10 hat einen exzentrischen Abschnitt 13, an dem ein exzentrischer Nocken 15 drehbar angebracht ist.
Wie dies in der Fig. 2 noch klarer gezeigt ist, ist der exzentrische Nocken 15 an seiner Außenumfangsfläche mit drei ebenen Flächen 15a, 15b und 15c versehen. Zylinderkörper 2a, 2b und 2c, in denen Tauchkolben 3a, 3b bzw. 3c gleitbar untergebracht sind, sind abseits der drei ebenen Flächen 15a, 15b bzw. 15c angeordnet. Endseiten der Tauchkolben 3a, 3b und 3c sowie Innenumfangswände der Zylinderkörper 2a bis 2c bilden die Druckkammern 4a, 4b bzw. 4c. Eine Drehung des exzentrischen Nockens 13 infolge einer Drehung der Antriebswelle 10 bewirkt eine Bewegung der ebenen Flächen 15a bis 15c des exzentrischen Nockens 15 derart, dass die Tauchkolben 3a bis 3c jeweils eine Hin- und Herbewegung innerhalb der Zylinderkörper 2a bis 2c durchführen. Dementsprechend wird der Kraftstoff in den Druckkammern 4a bis 4c der Reihe nach mit Druck beaufschlagt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 ist das Elektromagnetventil 30 durch Schrauben 7 befestigt und an einem unteren Ende der Pumpeneinfassung 1b fixiert. Ein Kraftstoffsumpf 16 ist um das Elektromagnetventil 30 vorgesehen. Das Elektromagnetventil 30 ist ein lineares Solenoidventil mit einer Spule 61. Ein Hubbetrag (Bewegungsbetrag) eines Ventilkörperelements 63, und zwar ein Öffnungsflächeninhalt eines Kraftstoffströmungspfads, ist entsprechend einer der Spulen 61 zuzuführenden Stromstärke bestimmt, wie dies nachfolgend im Einzelnen beschrieben wird.
Kraftstoff in dem Kraftstoffbehälter T wird durch eine Förderpumpe P1 mit Druck beaufschlagt und zu dem Kraftstoffsumpf 16 durch einen Niederdruckfluidkanal L gefördert. Wenn das Elektromagnetventil 30 in einem Ventilöffnungszustand ist, dann strömt Niederdruckkraftstoff von dem Kraftstoffsumpf 16 zu einen Niederdruckfluidkanal 17. Der Niederdruckfluidkanal 17 ist über einen ringförmigen Niederdruckfluidkanal 18 mit einem Niederdruckfluidkanal 19 in Verbindung, und anschließend ist er mit der Druckkammer 4a durch Fluidkanäle 24 und 25 in Verbindung. Des weiteren ist der Niederdruckfluidkanal 17 über weitere Niederdruckfluidkanäle (nicht gezeigt) mit der Druckkammer 4b oder 4c ebenfalls in Verbindung.
Ein Polster 31a, das in der Pumpeneinfassung 1b gleitet, ist zwischen der ebenen Fläche 15a des exzentrischen Nockens 15 und dem Tauchkolben 3a angeordnet. Eine Feder 32a ist zwischen dem Polster 31a und dem Zylinderkörper 2a angeordnet. Eine Vorspannkraft der Feder 32a bewirkt einen Kontakt des Polsters 31a mit der ebenen Fläche 15a des exzentrischen Nockens 15. Wenn der exzentrische Nocken 15a mit einer exzentrischen Bewegung betrieben wird, dann führt das Polster 31a dementsprechend zusammen mit der ebenen Fläche 15a eine Hin- und Herbewegung nach oben und nach unten gemäß den Fig. 1 und 2 durch.
Wenn sich die ebene Fläche 15a des exzentrischen Nockens 15 nach unten gemäß den Fig. 1 und 2 entsprechend der Drehung der Antriebswelle 10 bewegt, dann bewirkt die Vorspannkraft der Feder 32a eine Abwärtsbewegung des Polsters 31. In diesem Zeitraum strömt Niederdruckkraftstoff in dem Kraftstoffsumpf 16 durch die Niederdruckfluidkanäle 17 bis 19 und die Fluidkanäle 24 und 25 zu der Druckkammer 4a, wenn das Elektromagnetventil 30 in einem Ventilöffnungszustand ist, wodurch eine Abwärtsbewegung des Tauchkolbens 3a bewirkt wird. Ein Kraftstoffdurchsatz zu der Druckkammer 4a wird durch den Ventilkörperhubbetrag (ein Öffnungsflächeninhalt, durch den das Fluid strömt) so definiert, dass sich der Tauchkolben 3a von dem Polster 31a entfernt, wenn die regulierte Kraftstoffmenge in die Druckkammer 4a strömt.
Wenn sich die ebene Fläche 15a des exzentrischen Nockens 15 entsprechend der Drehung der Antriebswelle 10 nach oben bewegt, dann bewegt sich das Polster 31a gegen die Vorspannkraft der Feder 32a nach oben. Nachdem das Polster 31a mit dem Tauchkolben 3a in Kontakt gelangt ist, erhöht sich ein Druck der Druckkammer 4a derart, dass Hochdruckkraftstoff in der Druckkammer 4a über den Hochdruckfluidkanal 28 der Common-Rail zugeführt wird. Eine Platte 5a und eine Kugel 29 dienen als Entlastungsventile.
Ein Aufbau oder eine Struktur um die Druckkammer 4b oder 4c ist ähnlich wie ein Aufbau oder eine Struktur um die Druckkammer 4a. Und zwar ist ein Polster 31b oder 31c zwischen der ebenen Fläche 15b oder 15c angeordnet, und der Tauchkolben 3b oder 3c ist in Kontakt mit der ebenen Fläche 15b oder 15c aufgrund einer Vorspannkraft einer Feder 32b oder 32c.
Ein Aufbau des Elektromagnetventils 30 wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3A und 3B beschrieben.
Das Elektromagnetventil 30 ist an einer Innenumfangsfläche eines Ventilgehäuseelements 9 mit einem Zylinder (Hohlzylinder) 62 versehen, in dem ein Ventilkörperelement 63 mit einer Spulenkörperform gleitbar untergebracht ist. Das Ventilgehäuseelement 9 ist mit Fluidkanälen 64 und 65 versehen, durch die der Zylinder 62 mit dem in der Fig. 1 gezeigten Kraftstoffsumpf 16 in Verbindung ist. Der Fluidkanal 64 besteht aus einem Schlitz, der sich mit konstanter Breite in einer axialen Richtung (nach oben und nach unten gemäß der Fig. 3B) des Ventilkörperelements 63 erstreckt. Der Schlitz dient zum Ändern des Flächeninhalts des Kraftstoffströmungspfads entsprechend der axialen Bewegung des Ventilkörperelements 63, so dass der Kraftstoffdurchsatz genau reguliert wird.
Das Ventilkörperelement 63 ist mit einem Verbindungsfluidkanal 71 versehen, der sich axial erstreckt und durch sein Inneres hindurch tritt, und er ist des weiteren mit Fluidkanälen 66 und 67 versehen, durch die der Verbindungsfluidkanal 71 mit einer Außenumfangsfläche des Ventilkörperelements 63 in Verbindung ist. Der außerhalb angeordnete Fluidkanal 66 ist ringförmig so ausgebildet, dass er mit dem Fluidkanal 64 des Ventilgehäuseelements 9 entsprechend der axialen Bewegung des Ventilkörperelements 63 in Verbindung ist. Der Verbindungsfluidkanal 71 ist mit dem Fluidkanal 66 durch eine Vielzahl Fluidkanäle 67 in Verbindung, die im Inneren angeordnet sind. Ein axiales Ende des Verbindungsfluidkanals 71 mündet in einen in der Fig. 1 gezeigten Niederdruckfluidkanal 17 und sein anderes axiales Ende mündet in eine Federkammer 60, in der eine Feder 69 untergebracht ist. Das Ventilkörperelement 63 ist an seinen beiden axialen Enden offen, um den an ihm in der axialen Richtung wirkenden Kraftstoffdruck zu minimieren.
Ein Stopper 41 ist mittels einer Presspassung in das Ventilgehäuseelement 9 an einer unteren Seite gemäß der Fig. 3B gepasst. Das Ventilkörperelement 63 wird durch die Feder 69 zu dem Stopper 41 gedrückt. Der Stopper 41 dient zum Definieren eines zulässigen Bewegungsbereiches des Ventilkörperelementes 63 in dem Ventilschließzustand.
Das Ventilgehäuseelement 9 ist an seinem oberen Abschnitt mit einem Stator 73 und an seinem unteren Abschnitt mit einem Ventilgehäuse 72 versehen, wie dies in der Fig. 3B gezeigt ist. Eine obere Seite des Stators 73 ist durch ein Einfügungselement 75 aus einem nicht-magnetischen Material (zum Beispiel rostfreier Stahl SUS 304 auf Austenitbasis) mit dessen unterer Seite verbunden. Die obere und die untere Seite des Stators 73 und das Einfügungselement 75 werden mittels eines Laserschweißvorgangs koaxial miteinander so verbunden, dass das Ventilgehäuse 72 und der Stator 73 als ein Körper integriert sind, um so das Ventilgehäuseelement 9 zu bilden. Das Einfügungselement 75 ist an jener Stelle angeordnet, die einem abgeschrägten Abschnitt 63c des Ventilkörperelements 63 zugewandt ist.
Das Ventilkörperelement 63 ist an seinem oberen Abschnitt mit einem Anker 63a und an seinem unteren Abschnitt mit einem Ventilkörper 63b versehen. Der Anker 63a und der Ventilkörper 63b sind als ein Bauteil ausgebildet.
Das Ventilkörperelement 63 wird in der Ventilschließrichtung durch die Feder 69 gedrückt, und wenn die Spule 61 nicht erregt wird, dann ist das Ventilkörperelement 63 mit dem Stopper 41 in Kontakt, der den zulässigen Bewegungsbereich des Ventilkörperelements 63 in dem Ventilschließzustand definiert. In dem Ventilschließzustand ist die Verbindung zwischen dem Kraftstoffsumpf 16 und dem Niederdruckfluidkanal 17 unterbrochen, wie dies in der Fig. 1 gezeigt ist. Wenn die Spule 61 erregt wird, dann bewegt sich das Ventilkörperelement 63 gegen die Vorspannkraft der Feder 69 in die Ventilöffnungsrichtung, so dass der Kraftstoffsumpf 16 mit dem Niederdruckfluidkanal 17 in Verbindung ist. Das Ventilkörperelement 63 bleibt an jener Position, an der eine magnetische Kraft zum Anziehen des Ventilkörperelements 63 zu der oberen Seite des Stators 73 im Gleichgewicht mit der Vorspannkraft der Feder 69 ist, so dass ein zulässiger Bewegungsbereich des Ventilkörperelements 63 in dem Ventilöffnungszustand definiert ist. Die der Spule 61 zuzuführende Stromstärke bestimmt eine Versetzungsposition des Ventilkörperelements 63, und wenn die Stromstärke ansteigt, dann vergrößert sich der Öffnungsflächeninhalt des Fluidkananls, d. h. der Flächeninhalt des Kraftstoffströmungspfads.
Die Spule 61 ist in einer Harzhaspel 68 untergebracht, und die Spule 61 sowie die Haspel 68 bilden einen Solenoidabschnitt. Eine Einfassung 6 aus einem magnetischen Material umschließt eine Außenfläche des Solenoidabschnitts. Ein Harzstecker 76 zum Leiten eines elektrischen Signals zu der Spule 61 ist an der Einfassung 6 mittels eines Spritzgießvorgangs ausgebildet.
Das Ventilgehäuseelement 9 ist mit einem Flansch 9a versehen, der teilweise radial außerhalb eines Außenumfangs der Einfassung 6 vorsteht und Durchgangslöcher 9b aufweist, durch die die Schrauben 7 zum Befestigen des Elektromagnetventils 30 an die Einfassung 1b der variablen Hochdruckauslasspumpe P eingefügt werden, wie dies in der Fig. 11 gezeigt ist.
Die Einfassung 6 wird mittels eines Krimpvorgangs oder eines Verstemmvorgangs an das Ventilgehäuseelement 9 befestigt. Die Einfassung 6 ist an ihrem Öffnungsende an einer Seite des Ventilgehäuseelements 9 mit einem dünnen Wandabschnitt 51 versehen, der durch einen Krimpvorgang oder einen Verstemmvorgang plastisch verformt wird und an den Flansch 9a des Ventilgehäuseelements 9 befestigt wird.
Beim Herstellen des Elektromagnetventil 30 werden die Spule 61, die Haspel 68, die Einfassung 6 und der Stecker 76 als ein einstückiger Körper ausgebildet, wie dies in der Fig. 4 gezeigt ist, um eine Solenoidbaugruppe 91 zu bilden. Andererseits werden das Ventilgehäuseelement 9 (einschließlich des Ventilgehäuses 72 und des Stators 73), die Feder 69, das Ventilkörperelement 63 und der Stopper 41 als ein einstückiger Körper ausgebildet, um eine Ventilkörperbaugruppe 92 zu bilden. Dann wird die Ventilkörperbaugruppe 92 an die Solenoidbaugruppe 91 so montiert, dass das Ventilgehäuseelement 9 in einen Hohlzylinder der Haspel 68 eingefügt wird, bis ein axiales Ende der Einfassung 6 mit dem Flansch 9a in Kontakt gelangt, und dann wird der dünne Wandabschnitt 51 an den Flansch 9a durch einen Krimpvorgang oder einen Verstemmvorgang befestigt.
Herstellungsprozesse der Solenoidbaugruppe 91 werden unter Bezugnahme auf die Fig. 5A bis 5C beschrieben. Zuerst wird die Spule 61 um die Haspel 68 gewickelt, die in etwa zylindrisch ist, um so den Solenoidabschnitt auszubilden, wie dieser in der Fig. 5A gezeigt ist. Als nächstes wird die Einfassung 6 an den Solenoidabschnitt angebracht, um diesen abzudecken, wie dies in der Fig. 5B gezeigt ist. Dann wird der Stecker 76 an der Einfassung 6 durch einen Spritzgießvorgang ausgebildet. Falls der Spritzgießvorgang des Steckers 76 zu einer Fehlfunktion aufgrund irgendeiner Ursache führt, dann werden in diesem Fall lediglich Bauteile der Solenoidbaugruppe 91, und zwar Bauteile ohne die Ventilbaugruppe 92, zu Ausschussteilen.
Des Weiteren hat gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel das Ventilkörperelement 63 sowohl eine Ventilfunktion als auch eine Ankerfunktion. Die eine Funktion ist die Funktion als ein Ventilkörper an sich (der Ventilkörper 63b) zum Ändern des Flächeninhalts des Fluidströmungpfads entsprechend einer Gleitbewegung in dem Zylinder 62. Die andere Funktion ist eine Funktion als ein Anker (der Anker 63a) zum Ausbilden eines magnetischen Kreises. Andererseits hat das Ventilgehäuseelement 9 sowohl eine Funktion als ein Zylinder (Ventilkörper 72), in dem das Ventilkörperelement 63 gleitbar gehalten ist, und eine Funktion als ein Stator (der Stator 73) zum Ausbilden eines magnetischen Kreises und zum Anziehen des Ventilkörperelements 63.
Um sowohl die Zylinder- als auch die Statorfunktion zu erzielen, besteht das Ventilkörperelement 63 aus einem weichmagnetischen Material wie zum Beispiel reines Eisen oder Stahl mit geringem Kohlenstoffgehalt, und eine dünne gehärtete Lage ist auf dem weichmagnetischen Material mittels einer NiP-Beschichtung (Nickel-Phosphor-Beschichtung) ausgebildet. Des Weiteren besteht das Ventilgehäuseelement 9 aus einem weichmagnetischen Material wie zum Beispiel elektromagnetischer rostfreier Stahl (rostfreier Stahl SUS 13 auf Ferritbasis), und eine dünne gehärtete Lage ist auf einer Fläche des Ventilgehäuseelements 9 (Zylinder 62) durch eine NiP-Beschichtung ausgebildet.
Dementsprechend können das Ventilkörperelement 63 und das Ventilgehäuseelement 9 bei verringertem Verschleißwiderstand und geringerer Reibungskraft ohne Beeinträchtigung der magnetischen Charakteristika gleitbar betätigt werden. Anstelle der NiP- Beschichtung kann eine Weichnitrier-Wärmebehandlung oder eine DLC-Keramikbeschichtung für das Ventilkörperelement 63 oder das Ventilgehäuseelement 9 durchgeführt werden. Durch die dünne gehärtete Lage bewegt sich das Ventilkörperelement 63 behutsam im Inneren des Zylinders 62 des Ventilgehäuseelements 9.
Bei dem vorstehend beschriebenen Elektomagnetventil 30 ist die Einfassung 6 so montiert, dass sie den Solenoidabschnitt umschließt (die Spule 61 und die Haspel 68), was zu einem Schutz des Solenoidabschnitts führt. Des weiteren bildet die Einfassung 6 einen magnetischen Kreis, wenn die Spule 61 erregt wird, so dass die magnetischen Charakteristika weiter verbessert werden.
Da des Weiteren die Solenoidbaugruppe 91 und die Ventilkörperbaugruppe 92 in einfacher Weise getrennt werden könne, würde ein Fehler eines Bauteils der Solenoidbaugruppe 91 oder der Ventilkörperbaugruppe 92 kein Bauteil von der anderen der Solenoidbaugruppe 91 und der Ventilkörperbaugruppe 92 zum Ausschuß bringen. Zum Beispiel führt ein Fehler es Steckers 76 bei dem Spritzgießvorgang zu einer Fehlfunktion ausschließlich der Solenoidbaugruppe 91, und es ist nicht erforderlich, die Ventilkörperbaugruppe 92 auszusortieren, da der Stecker 76 an der Solenoidbaugruppe 91 ausgebildet wird, bevor die Ventilkörperbaugruppe 92 an die Solenoidbaugruppe 91 montiert wird. Wenn der Fehler auftritt, dann kann dementsprechend eine geringe Anzahl von Bauteilen aussortiert werden, so dass das Elektromagnetventil unter reduzierten Kosten hergestellt werden kann.
Da darüber hinaus die Solenoidbaugruppe 91 an die Ventilkörperbaugruppe 92 befestigt wird, indem der dünne Wandabschnitt 51 der Einfassung 6 mit dem Ventilgehäuseelement 9 durch einen Krimpvorgang oder einen Verstemmvorgang in Eingriff gelangt, können die Solenoidbaugruppe 91 und die Ventilkörperbaugruppe 92 in einfacher Weise dadurch getrennt werden, dass lediglich der dünne Wandabschnitt 51 der Einfassung 6 von dem Ventilgehäuseelement 9 außer Eingriff gebracht wird. Und zwar sind die Ventilkörperbaugruppe 92 lediglich aus Metall sowie die Solenoidbaugruppe 91 aus einem Verbund aus Metall und Harz in einfacher Weise trennbar. Dies hat einen Vorteil dahingehend, dass der Recyclevorgang einfach ist.
Außerdem hat das Ventilkörperelement 63 sowohl die Ventilfunktion als auch die Ankerfunktion als ein Bauteil, und das Ventilgehäuseelement 9 hat sowohl die Zylinderfunktion als auch die Statorfunktion als ein Körper. Daher besteht das Elektromagnetventil 30 aus weniger Bauteilen, was zu verringerten Herstellungskosten führt.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, reguliert das Elektromagnetventil 30 eine Kraftstoffauslassmenge aus der variablen Hochdruckauslasspumpe P so genau, dass die Steuerungsgenauigkeit des Drucks in der Common-Rail verbessert ist.

Zweites Ausführungsbeispiel

Ein Elektromagnetventil 100 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 beschrieben.
Gemäß dem in der Fig. 6 gezeigten Elektromagnetventil 100 ist anstelle des Ventilgehäuseelements 9 ein Ventilgehäuseelement 101 als ein Bauteil mit integrierten Stator- und Ventilgehäusefunktionen, bei dem der Stator 73 das mit ihm verbundene Einfügungselement 75 aufweist, wie dies in dem Fig. 3A und 3B gezeigt ist.
Wie dies in der Fig. 6 gezeigt ist, ist bei dem Elektromagnetventil 100 das Ventilgehäuseelement 101 mit einem Zylinder (Hohlzylinder) 102 versehen. Ein Ventilkörperelement 103 bildet ein Bewegungselement und ist gleitbar in dem Zylinder 102 untergebracht. Das Ventilgehäuseelement 101 hat einen Ventilaufnahmeabschnitt oder ein Ventilgehäuse 101a (ein unterer Abschnitt einschließlich des Flansches 9a gemäß der Fig. 6) und einen Stator 101b. Der Ventilaufnahmeabschnitt 101a, in dem das Ventilkörperelement 103 untergebracht ist, hat den gleichen Aufbau wie das Ventilgehäuse 72 des in den Fig. 3A und 3B gezeigten Ventilgehäuseelements 9. Der Stator 101b hat die Statorfunktion zum Bilden des magnetischen Kreises. Das Ventilkörperelement 103 hat einen Ventilkörper 103b, der die eigentliche Ventilfunktion zum Ändern des Flächeninhalts des Kraftstoffströmungspfads bewirkt, und es hat einen Anker 103a, der die Ankerfunktion zum Bilden des magnetischen Kreises bewirkt, der gleich ist wie bei dem in Fig. 3A und 3B gezeigten Ventilkörperelement 63.
Das Ventilgehäuseelement 101 ist mit Fluidkanälen 104 und 105 versehen. Das Ventilkörperelement 103 ist mit einem Verbindungsfluidkanal 1406 versehen, der sich axial erstreckt, so dass er sein Inneres durchdringt, und er ist mit zwei Fluidkanälen 107 versehen, durch die der Verbindungsfluidkanal 106 mit seiner Außenumfangsfläche in Verbindung ist.
Die obere Seite des Stators 101b ist ein Ankeranziehungsabschnitt, zu dem der Anker 103a des Ventilkörperelements 103 beim Erregen der Spule 61 angezogen wird. Der Ankerabziehungsabschnitt ist durch eine dünne Wand 101c einstückig mit der unteren Seite des Stators 101b verbunden. Und zwar sind der Stator 101b mit der dünnen Wand 101c und das Ventilgehäuse 101a als ein einziges Bauteil ausgebildet, das das Ventilgehäuseelement 101 bildet. Die dünne Wand 101c hat einen abgeschrägten Abschnitt 101d, dessen Außendurchmesser sich zu dem Ventilkörperelement 103 verjüngt (dem Anker 103a).
Wenn die Spule 61 erregt wird, dann wird ein durch das Ventilgehäuseelement 101 hindurch tretender magnetischer Fluss durch die dünne Wand 101c gedrosselt und begrenzt, und während er die dünne Wand 101c umgeht, tritt er hauptsächlich durch den Anker 103a des Ventilkörperelements 103 von oder zu dem Ankeranziehungsabschnitt des Stators 101b. Daher wird das Ventilkörperelement 103 (der Anker 103a) zu dem Anziehungsabschnitt des Stators 103b angezogen, und das Ventilkörperelement 103 bewegt sich zu einer vorgegebenen Position gegen die Vorspannkraft der Feder 69. Somit sind Fluidkanäle 104 und 105 mit den Fluidkanälen 107 in Verbindung, so dass Kraftstoffmengen entsprechend Flächeninhalten der in den Fluidkanal 104 mündenden Fluidkanäle 107 strömen.
Wenn die dünne Wand 101c zu dünn ist, dann kann ein Festigkeitsproblem auftreten. Wenn die dünne Wand 101c im Gegensatz dazu zu dick ist, dann tritt ein zu großer magnetischer Fluss durch die dünne Wand 101c hindurch, so dass eine Funktion des Elektomagnetventils 100 beeinträchtigt ist. Die Dicke der dünnen Wand 101c ist unter Berücksichtigung der Festigkeit und der Funktion zu definieren, und bei diesem Ausführungsbeispiel sind beispielsweise 0,3 bis 0,7 mm vorzuziehen.
Gemäß dem Elektomagnetventil 100 bilden die Spule 61, die Haspel 68, die Einfassung 6 und der Stecker 76 eine Nebenbaugruppe (die Solenoidbaugruppe). Das Ventilgehäuseelement 101, das Ventilkörperelement 103 u. a. bilden eine andere Nebenbaugruppe (die Ventilkörperbaugruppe). Die Solenoidbaugruppe und die Ventilkörperbaugruppe, die unabhängig hergestellt werden, werden in ähnlicher Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel aneinander montiert. Falls eine Fehlfunktion des Steckers 76 beim Spritzgießvorgang auftritt, dann braucht nur die Solenoidbaugruppe aussortiert werden, und es nicht erforderlich, die Ventilkörperbaugruppe auszusortieren.
Da des Weiteren das Ventilgehäuse 101a und der Stator 101b einschließlich der dünnen Wand 101c als das einzige Bauteil ausgebildet sind, das das Ventilgehäuseelement 101 bildet, kann das Elektromagnetventil 100 mit weniger Bauteilen und unter geringeren Kosten hergestellt werden.
Da darüber hinaus der Stecker 76 durch einen Spritzgießvorgang an der Einfassung 6 ausgebildet wird, bevor die Ventilkörperbaugruppe (das Ventilgehäuseelement 101) an die Solenoidbaugruppe (die Einfassung 6) montiert wird, wird niemals ein Spritzdruck des Spritzgießvorgangs auf die dünne Wand 101c aufgebracht, was eine Verformung der dünnen Wand 101c verhindert.
Als eine Alternative kann das Elektromagnetventil 100 zu einem in der Fig. 7 gezeigten Elektromagnetventil 120 abgewandelt werden.
Gemäß dem Elektromagnetventil 120 ist eine Einfassung 124, die einen Teil der Solenoidbaugruppe bildet, in einer Gestalt eines Zylinders mit Boden ausgebildet. Der Boden der Einfassung 124 deckt ein axiales Ende eines Ventilgehäuseelement 121 ab, das einen Teil der Ventilgehäusebaugruppe bildet.
Das Ventilgehäuseelement 121 ist mit einem Ankeranziehungsabschnitt eines Stators 121b versehen, zu dem ein Ventilkörper 123 beim Erregen der Spule 61 angezogen wird. Der Ankeranziehungsabschnitt 121b ist durch eine dünne Wand 121c mit einer unteren Seite des Stators 121b angrenzend an einem Ventilgehäuse oder einem Ventilaufnahmeabschnitt 121a verbunden. Und zwar sind das Ventilgehäuse 121a und der Stator 121b einschließlich der dünnen Wand 121c als ein einziges Bauteil ausgebildet, das das Ventilgehäuseelement 121 bildet. Ein Aufbau des Ventilgehäuseelements 123 ist gleich wie bei dem Ventilkörperelement 103. Der Solenoidabschnitt besteht aus der Spule 61 und der Haspel 68, und er ist an die Einfassung 124 montiert, und der Stecker 76 ist durch einen Spritzgießvorgang an der Einfassung 124 ausgebildet.
Das Elektomagnetventil 120 hat nicht nur die gleichen Vorteile wie das in der Fig. 6 gezeigte Elektromagnetventil 100, sondern es hat einen Vorteil dahingehend, dass die Ventilkörperbaugruppe nicht zur Außenseite freiliegt, da der Boden der Einfassung 124 den Stator 121b der Ventilbaugruppe abdeckt. Dementsprechend schützt die Einfassung 124 die Ventilkörperbaugruppe und insbesondere die dünne Wand 121c vor einer äußeren Kraft.

Drittes Ausführungsbeispiel

Ein Elektromagnetventil 140 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die Fig. 8A bis 10 beschrieben.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist die Ventilkörperbaugruppe (ein Ventilgehäuseelement 141) an der Solenoidbaugruppe (eine Einfassung 145) mit weniger Befestigungspunkten befestigt.
Das Ventilgehäuseelement 141 besteht aus einem Ventilgehäuse 141a, einem Stator 141b, einer dünnen Wand 141c und Fluidkanälen 142, die im Allgemeinen ähnlich sind wie bei dem in der Fig. 6 gezeigten Ventilgehäuseelement 101. Das Ventilgehäuseelement 141 unterscheidet sich von dem Ventilgehäuseelement 101 dadurch, dass der Flansch 143, dessen nach außen vorstehende Breite in Umfangsrichtung konstant ist, kleiner ist als bei dem Ventilgehäuseelement 101.
Die Einfassung 145 umschließt den Solenoidabschnitt (die Spule 61 und die Haspel 68), was ähnlich ist wie bei der Einfassung 6oder 124, die in den Fig. 6 bzw. 7 gezeigt sind. Die Einfassung 145 unterscheidet sich von der Einfassung 6 oder 124 darin, dass die Einfassung 145 mit einem Flansch 146 versehen ist, durch den das Elektomagnetventil 140 an der Pumpeneinfassung 1b befestigt oder fixiert ist. Der Flansch 146 hat einen ringförmigen Abdeckungsabschnitt 146a, der den Flansch 143 des Ventilgehäuseelement 141 umschließt, und er hat zwei Befestigungsabschnitte 146b, die in Umfangsrichtung von dem ringförmigen Abdeckungsabschnitt 146 nach außen vorstehen. Jeder Befestigungsabschnitt 146b hat ein Loch 146c, durch das eine Befestigungsschraube eingefügt ist.
Um eine Verschleißcharakteristik des Ventilgehäuseelementes 141 zu verbessern, wird eine Härtebehandlung wie zum Beispiel eine Weichnitrier-Wärmebehandlung des Ventilgehäuseelements 141 durchgeführt. Es ist nicht vorzuziehen, dass die Beschichtungsbehandlung des Ventilgehäuseelements 141 zum Verbessern der Rostbeständigkeitscharakteristik nach dem Durchführen der Härtebehandlung weiterhin durchgeführt wird, da eine Beschichtungslage an einem Zylinder 160 im Inneren des Ventilgehäuseelementes 141 beschichtet ist, an der das Ventilkörperelement 103 gleitet. Die Beschichtungslage beeinträchtigt die magnetische Charakteristik, da die Beschichtungslage eine Tendenz dahingehend hat, dass sie einen Durchtritt des magnetischen Flusses zwischen dem Ventilgehäuseelement 141 und dem Ventilkörperelement verhindert. Wenn der Flansch 9a des Ventilgehäuses 103 ohne die Rostbeständigkeitsbehandlung zur Außenseite freiliegt, wie dies in der Fig. 6 gezeigt ist, dann entsteht wahrscheinlich während des Gebrauches Rost. Jedoch ist gemäß dem Elektomagnetventil 140 der Flansch 143 des Ventilgehäuseelementes 141 durch einen Abdeckungsabschnitt 146a der Einfassung 145 abgedeckt und liegt nicht zur Außenseite frei, wenn das Elektromagnetventil 140 an der variablen Hochdruckauslasspumpe P montiert ist. Dementsprechend rostet das Ventilgehäuseelement 141 wahrscheinlich nicht, auch wenn ein Fahrzeug mit der eingebauten variablen Hochdruckauslasspumpe P, die an der Kraftmaschine angebracht ist, nahe einer Küste fährt und das Elektromagnetventil 140 einer salzigen, nassen Umgebung aussetzt. Die Einfassung 145 besteht aus einem Material auf Eisenbasis, und es wurde einer Oberflächenbehandlung durch eine Zinkbeschichtung ausgesetzt, um die Rostbeständigkeit zu gewährleisten.
Um das Elektomagnetventil 140 herzustellen, werden eine Solenoidbaugruppe 151 und eine Ventilkörperbaugruppe 152 jeweils unabhängig voneinander vormontiert, wie dies in der Fig. 9 gezeigt ist, dann wird die Ventilkörperbaugruppe 152 an die Solenoidbaugruppe 151 montiert, um einen einstückigen Körper dergestalt zu schaffen, dass die Einfassung 145 und das Ventilgehäuseelement 141 durch einen Krimpvorgang aneinander befestigt sind, nachdem das Ventilgehäuseelement 141 axial in einen Hohlzylinder der Haspel 68 eingefügt wurde.
Der Flansch 146 der Einfassung 145 hat im Inneren ein Flanschaufnahmeloch 147, in das der Flansch 143 des Ventilgehäuseelements 141 untergebracht ist, drei zylindrische Krimplöcher 148, die radial außerhalb des Flanschaufnahmelochs 147 angeordnet sind, und drei dünne Wände 149, die jeweils zwischen jeweiligen Löchern 148 und dem Flanschaufnahmeloch 147 angeordnet sind. Eine Dicke der dünnen Wand 149 beträgt ungefähr 0,4 bis 0,6 mm.
Nachdem das Ventilgehäuseelement 141 in den Hohlraum der Haspel 68 axial eingefügt wurde, bis der Flansch 143 in das Flanschaufnahmeloch 147 gepasst ist, um so die Ventilkörperbaugruppe 152 mit der Solenoidbaugruppe 151 zu montieren, wird jede dünne Wand 149 radial nach innen plastisch verformt, indem ein Krimpwerkzeug (Stempel) in jedes der Löcher 148 so eingefügt wird, dass jede dünne Wand 149 an einem Außenumfang des Ventilgehäuseelements 141 anliegt (Fasenabschnitt an einem Außenumfang des Flansches 143).
Es sollte klar sein, dass ein freies Ende der dünnen Wand 149 von einer Endseite der Einfassung 145 nicht so vorsteht, dass eine Fläche des Flansches 146 in einen Flächenkontakt mit der Pumpeneinfassung 1b gelangen kann, wenn die dünne Wand 149 verformt wird. Dementsprechend ist es vorzuziehen, dass die Einfassung 145 an ihrer Endseite um das Flanschaufnahmeloch 147 mit einer Gegenbohrung 150 versehen ist, wie dies in der Fig. 9 gezeigt ist.
Dann werden die Solenoidbaugruppe 151 und die Ventilkörperbaugruppe, die an drei Punkten durch einen Krimpvorgang (oder durch einen Verstemmvorgang) aneinander montiert und als ein Körper integriert sind, fest an die Pumpeneinfassung 1b so angebracht, dass der Befestigungsabschnitt 146b des Flansches 146 durch Schrauben an die Einfassung 1b befestigt wird. Dementsprechend ist der Flansch 143 des Ventilgehäuseelements 141 zwischen der Einfassung 145 und der Pumpeneinfassung 1b eingeklemmt und vollständig durch diese umschlossen.
In diesem Fall kann das Elektromagnetventil 140 fest an die Pumpeneinfassung 1b befestigt werden, auch wenn sich eine Krimpverbindung zwischen dem Ventilgehäuseelement 141 und der Einfassung 145 löst, da die Einfassung 145 durch die Schrauben an der Pumpeneinfassung 1b befestigt ist. Es reicht daher aus, die dünnen Wände 149 an drei Punktpositionen des Außenumfangs des Ventilgehäuseelements 141 zu krimpen oder einen Teil der Einfassung 145 durch einen Krimpvorgang oder einen Verstemmvorgang zumindest an einer Punktposition außerhalb des Ventilgehäuseelementes 141 bis zu jenem Maß plastisch zu verformen, bei dem das Ventilgehäuseelement 141 nicht von der Einfassung 145 getrennt wird, wenn das Elektromagnetventil 140 an die Pumpeneinfassung 1b befestigt wird.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel können das Ventilgehäuseelement 141 (Ventilkörperbaugruppe 152) und die Einfassung 145 (Solenoidbaugruppe 151) in einfacher Weise demontiert werden, wenn eine Fehlfunktion eines ihrer Bauteile auftritt, da ein Teil der Einfassung 145 zunächst in einer begrenzten Anzahl von Punktpositionen plastisch verformt wird. Dieser Aufbau dient zum Erleichtern einer einfachen Klassifizierung von Bauteilen beim Recyceln.
Da des Weiteren der Flansch 143 des Ventilgehäuseelements 141 nicht mittels einer Presspassung in das Flanschaufnahmeloch 147 der Einfassung 145 gepasst ist, sondern relativ locker in dieses eingefügt ist und durch einen Krimpvorgang an der Einfassung 145 montiert ist, ist die Integration der Solenoidbaugruppe 151 in die Ventilkörperbaugruppe 152 einfach. Da des Weiteren der Flansch 141 nicht mittels einer Presspassung in das Flanschaufnahmeloch 147 gepasst ist, ist es nicht erforderlich, dass Dickenmaß einer Zinkbeschichtungslage genau zu steuern, wenn die Zinkbeschichtung für die Einfassung 145 durchgeführt wird, so dass die Herstellung des Elektromagnetventils 140 vereinfacht ist. Außerdem besteht keine Gefahr aufgrund der Presspassung, dass die Zinkbeschichtungslage abgerieben wird und dass das Ventilgehäuseelement 141 des Weiteren bis zu jenem Maß verformt wird, dass sich die magnetischen Charakteristika verschlechtern.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, deckt der Abdeckungsabschnitt 146a der Einfassung 145 den Flansch 143 des Ventilgehäuseelements 141 vollständig ab, und das Ventilgehäuseelement 141 liegt niemals zur Außenseite frei, so dass die Rostbeständigkeit des Ventilgehäuseelements 141 ausreichend erzielt wird.
Jedes Krimploch 148 ist nicht auf das zylindrische Loch beschränkt, sondern es kann ein längliches Loch wie zum Beispiel ein rechteckiges Loch sein. Als eine Alternative kann des Weiteren ein Innenwandumfang der Einfassung 145, der den Flansch 143 des Ventilgehäuseelements 141 umschließt, plastisch verformt werden, ohne dass die Krimplöcher 148 vorgesehen werden.
Bei dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum Verbinden der Solenoidbaugruppe und der Ventilkörperbaugruppe nicht auf den Krimpvorgang oder den Verstemmvorgang beschränkt, sondern es kann irgendein Verbindungsverfahren wie zum Beispiel ein Schweiß- oder Presspassvorgang sein, sofern das Ventilgehäuse der Ventilkörperbaugruppe relativ einfach von der Einfassung der Solenoidbaugruppe getrennt werden kann.
Darüber hinaus kann anstelle des Ventilkörperelementes oder des Ventilgehäuseelementes, das als ein einziges Bauteil ausgebildet ist, das Ventilkörperelement oder das Ventilgehäuseelement ein zusammengesetztes Ventilkörperelement oder ein zusammengesetztes Ventilgehäuseelement sein, das aus einer Vielzahl Bauteile ausgebildet ist und durch Verbindungsvorrichtungen als ein Körper integriert ist. Zum Beispiel kann zum Herstellen des Ventilkörperelementes ein Bauteil mit der Ankerfunktion (Anker) mittels einer Presspassung an ein Bauteil mit der eigentlichen Ventilfunktion (Ventilkörper) gepasst werden. Des Weiteren kann zum Herstellen des Ventilgehäuseelements ein Bauteil mit der Statorfunktion (Stator) an ein Bauteil der eigentlichen Ventilgehäusefunktion (Ventilgehäuse) geschweißt werden.
Anstelle des Normal-Geschlossen-Elektromagnetventils, das in dem Ventilschließzustand ist, wenn die Spule nicht erregt ist, kann das Elektromagnetventil ein Normal-Offen-Ventil oder ein Ventil sein, bei dem ein Flächeninhalt eines Fluidströmungspfads leicht geöffnet wird, wenn die Spule nicht erregt ist. Zum Beispiel kann das in den Fig. 3A und 3B gezeigte Elektromagnetventil 30 so abgewandelt sein, dass der Fluidkanal 64 leicht zu dem Fluidkanal 66 geöffnet ist, und der Flächeninhalt des Fluidströmungspfads wird vergrößert, wenn die der Spule zugeführte Stromstärke ansteigt.
Anstelle des linearen Solenoidventils (proportionales Elektromagnetventil) kann das Elektromagnet ein Ein-Aus-Ventil sein, bei dem sich ein Ventilkörper zwischen vorbestimmten Ventilöffnungs- und Schließpositionen bewegt.
Anstelle der Verwendung des Elektromagnetventils bei der variablen Hochdruckauslasspumpe kann das Elektromagnetventil als ein Kraftstoffeinspritzventil verwendet werden, oder es kann bei irgendeiner Fluidströmungssteuervorrichtung wie zum Beispiel eine Bremsenvorrichtung mit ABS (Antiblockiersystem) oder bei einer Hydrauliksteuervorrichtung für eine Arbeitsölsteuerung verwendet werden.
Bei einem Elektromagnetventil wird nach einer unabhängigen Vormontage einer Solenoidbaugruppe (91), bei der eine Einfassung (6) einen Außenumfang eines Solenoids umschließt, der aus einer Spule (61) und einer Haspel (68) besteht, und bei der ein Harzstecker (75) an der Einfassung durch einen Spritzgießvorgang ausgebildet ist, sowie einer Ventilkörperbaugruppe (92), bei der ein Ventilkörperelement (63) gleitend hin und her bewegbar in einem Ventilgehäusehohlzylinder (62) eines Ventilgehäuseelementes (9) untergebracht ist, die Ventilkörperbaugruppe mit der Solenoidbaugruppe derart integriert, dass das Ventilgehäuseelement in einen Hohlzylinder der Haspel axial eingefügt wird und dann ein axiales Ende der Einfassung an einen Außenumfang des Ventilgehäuseelementes durch einen Krimpvorgang befestigt wird. Dementsprechend werden weniger Bauteile als Ausschuss aussortiert, wenn eine Fehlfunktion eines Bauteiles während der Herstellungsprozesse auftritt.

Claims

1. Elektromagnetventil, das an einer Haupteinfassung (1b) zum Steuern einer inneren Fluidströmung zu befestigen ist, mit:
einer Solenoidbaugruppe (91, 151) zumindest mit einem Solenoid und einer Einfassung (6, 124, 145), die als ein Körper integriert sind, wobei der Solenoid eine Haspel (68) aufweist, deren Inneres mit einem Solenoidhohlzylinder versehen ist, und wobei er eine Spule (61) aufweist, die um einen Außenumfang der Haspel gewickelt ist, und wobei die Einfassung aus einem magnetischen Material besteht und einen Außenumfang des Solenoids umschließt; und
einer Ventilkörperbaugruppe (92, 152) zumindest mit einem zylindrischen Ventilgehäuseelement (9, 101, 121, 141) und einem zylindrischen Ventilkörperelement (63, 103, 123), die als ein Körper integriert sind, wobei das Ventilgehäuseelement einen Stator (73, 101b, 121b, 141b) und ein Ventilgehäuse (72, 101a, 121a, 141a) aufweist und so in dem Solenoidhohlzylinder eingefügt ist, dass der Stator in der Nähe der Spule angeordnet ist, und wobei es im Inneren mit einem Ventilgehäusehohlzylinder (62, 102, 160) versehen ist, der sich von dem Ventilgehäuse zu dem Stator erstreckt, und wobei das Ventilkörperelement einen Anker (63a, 103a) sowie einen Ventilkörper (63b, 103b) aufweist und gleitend hin- und herbewegbar in dem Ventilgehäusehohlzylinder so untergebracht ist, dass der Anker zusammen mit dem Ventilkörper zu dem Stator zum Steuern der Fluidströmung angezogen wird, wenn die Spule zum Erzeugen eines Magnetflusses erregt wird, der durch den Stator und den Anker hindurch tritt,
wobei ein axiales Ende der Einfassung teilweise an einem Außenumfang des Ventilgehäuseelementes befestigt ist, um ein Abfallen der Ventilkörperbaugruppe von der Solenoidbaugruppe zu verhindern.

2. Elektromagnetventil gemäß Anspruch 1, das des Weiteren Folgendes aufweist: einen Harzstecker (76) zum Zuführen eines elektrischen Stroms zu der Spule, wobei der Stecker durch einen Spritzgießvorgang an der Einfassung ausgebildet ist, damit er einen Teil der Solenoidbaugruppe bildet.

3. Elektromagnetventil gemäß Anspruch 1, wobei das Ventilgehäuseelement mit einem Ventilgehäuseflansch (9a, 143) versehen ist, der von dessen Außenumfang radial nach außen vorsteht, und das axiale Ende der Einfassung in einem Kontakt mit dem Ventilgehäuseflansch ist und daran befestigt ist.

4. Elektromagnetventil gemäß Anspruch 3, wobei ein Teil des Ventilgehäuseflansches des Weiteren über einen Außenumfang der Einfassung hinaus radial vorsteht, so dass der Ventilgehäuseflansch an die Haupteinfassung befestigbar ist.

5. Elektromagnetventil gemäß Anspruch 3, wobei die Einfassung mit einem Einfassungsflansch (146) versehen ist, der von deren Außenumfang radial nach außen vorsteht und so an die Haupteinfassung zu befestigen ist, dass der Ventilgehäuseflansch zwischen der Haupteinfassung und dem Einfassungsflansch eingeklemmt ist, wenn der Einfassungsflansch tatsächlich an der Haupteinfassung befestigt ist.

6. Elektromagnetventil gemäß Anspruch 5, wobei der Einfassungsflansch mit einem Flanschaufnahmeloch (147) versehen ist, in das der Ventilgehäuseflansch untergebracht ist, und eine Innenwand des Flanschaufnahmeloches ist teilweise plastisch so verformt, dass es an einem Außenrand des Ventilgehäuseflansches anliegt.

7. Elektromagnetventil gemäß Anspruch 6, wobei der Einfassungsflansch radial außerhalb des Flanschaufnahmeloches mit einem Stanzloch (148) versehen ist, so dass die Innenwand des Flanschaufnahmeloches einen dünnen Abschnitt (149) aufweist, der zwischen dem Stanzloch und dem Ventilgehäuseflansch angeordnet ist, und wobei die dünne Wand zu dem Ventilgehäuseflansch plastisch verformt ist, indem ein Durchmesser des Stanzloches teilweise aufgeweitet wurde.

8. Elektromagnetventil gemäß Anspruch 5, wobei der Einfassungsflansch den Ventilgehäuseflansch vollständig abdeckt, so dass der Ventilgehäuseflansch nicht zur Außenseite freiliegt, wenn der Einfassungsflansch an der Haupteinfassung befestigt ist.

9. Elektromagnetventil gemäß Anspruch 1, wobei die Einfassung (124, 145) in der Form eines Zylinders ausgebildet ist, dessen axiales Ende offen ist und dessen anderes axiale Ende geschlossen ist, so dass die Ventilkörperbaugruppe durch die Solenoidbaugruppe abgedeckt ist.

10. Elektromagnetventil gemäß Anspruch 1, wobei der Stator (101b, 121b, 141b) und das Ventilgehäuse (101a, 121a, 141a) als ein einziges Bauteil einstückig ausgebildet sind und der Stator mit einem dünnen Wandabschnitt (101c, 121c, 141c) an jener Position versehen ist, die dem Anker (103a, 123a) zugewandt ist, so dass der magnetische Fluss durch den Anker hindurch tritt, wobei er den dünnen Wandabschnitt umgeht.

11. Verfahren zum Herstellen eines Elektromagnetventils einschließlich eines Solenoids mit einer Haspel (68), die im Inneren mit einem Solenoidhohlzylinder versehen ist, und einer Spule (61), die um einen Außenumfang der Haspel gewickelt ist, einer Einfassung (6, 124, 145) aus einem magnetischen Material, eines Ventilgehäuseelements (9, 101, 121, 141), das einen Stator (73, 101b, 121b, 141b) und ein Ventilgehäuse (72, 101a, 121a, 141a) aufweist und im Inneren mit einem Ventilgehäusehohlzylinder (62, 102, 160) versehen ist, der sich von dem Ventilgehäuse zu dem Stator erstreckt, und eines Ventilkörperelementes (63, 103, 123) mit einem Anker (63a, 103a, 123a) und einem Ventilkörper (63b, 103b, 123b), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Ausbilden einer Solenoidbaugruppe (91, 151), bei der der Solenoid und die Einfassung als ein Körper so integriert sind, dass die Einfassung einen Außenumfang des Solenoids umschließt,
Ausbilden einer Ventilkörperbaugruppe (92, 152), bei der das Ventilgehäuseelement und das Ventilkörperelement als ein Körper so integriert sind, dass das Ventilkörperelement in dem Ventilgehäusehohlzylinder gleitend hin- und herbewegbar untergebracht ist,
axiales Einfügen der Ventilkörperbaugruppe in den Solenoidhohlzylinder derart, dass der Stator in der Nähe der Spule angeordnet ist, und
teilweises Befestigen eines axialen Endes der Einfassung an einen Außenumfang des Ventilgehäuseelementes, um ein Abfallen der Ventilkörperbaugruppe von der Solenoidbaugruppe zu verhindern.

12. Verfahren zum Herstellen eines Elektromagnetventils gemäß Anspruch 11, wobei das Elektromagnetventil einen Harzstecker (76) zum Zuführen eines elektrischen Stroms zu der Spule aufweist, wobei das Verfahren des Weiteren folgenden Schritt aufweist: Ausbilden des Steckers an der Einfassung durch einen Spritzgießvorgang nach dem Ausbilden der Solenoidbaugruppe aber vor dem Ausbilden der Ventilkörperbaugruppe.

13. Verfahren zum Herstellen eines Elektromagnetventils gemäß Anspruch 11, wobei die Einfassung an das Ventilgehäuseelement dadurch befestigt wird, dass das axiale Ende der Einfassung teilweise plastisch verformt wird, damit es an einem Außenumfang des Ventilgehäuseelementes anliegt.