WO2013056958A1 - Verfahren zur herstellung einer magnetischen trennung für ein magnetventil - Google Patents

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Juergen Graner
Martin Maier
Nikolaus Hautmann
Ralf Diekmann
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention is based on a method for producing a solenoid valve according to the preamble of claim 1.
  • a magnetic coil used for generating a magnetic field outside a region through which a fluid, in particular a fuel, flows. This facilitates assembly and prevents e.g. damage to the paint layer of the coil wire by fuel.
  • metallic sleeves are used, which seal the fuel-filled valve interior to the coil.
  • the sleeve In order to withstand the fuel pressure inside the sleeve (e.g., pressures above 200 bar internal pressure), the sleeve must have sufficient wall thickness.
  • the magnetic flux from the outside of the sleeve can reach the magnetic circuit components (armature or magnet armature and inner pole or magnetic core) arranged inside as little loss as possible.
  • This requires a soft magnetic sleeve with the highest possible permeability, so good magnetic conductivity.
  • a continuous soft magnetic sleeve has the disadvantage that a portion of the magnetic flux does not pass through as desired inner pole and armature of the magnetic circuit and the air gap arranged therebetween, but remains in the sleeve. The magnetic circuit is thus short-circuited by the sleeve, which leads to a significant reduction of the achievable magnetic force and to influencing the dynamics of Kraftauf- and degradation.
  • Such a “magnetic separation” can be achieved, inter alia, by a multi-part construction of the sleeve by arranging an intermediate piece of non-magnetic material between two soft-magnetic sleeve parts
  • the elements are connected by different methods such as welding (cf., for example, DE 10 2006 014 020 A1 and DE 102 35 644 A1) or soldering (DE 43 10 719 A1)
  • welding cf., for example, DE 10 2006 014 020 A1 and DE 102 35 644 A1
  • soldering DE 43 10 719 A1
  • the clamping of a non-magnetic intermediate piece coated with flexible sealing material (DE 40 29 278 A1) or the structural influence by local thermal treatment of the sleeve (DE 10 2006 055 010 A1) are known as solutions, and the magnetic resistance of the sleeve in the region of the armature air gap can be increased by reducing its wall thickness in this zone.
  • the described methods have different disadvantages.
  • the high cost of joining the parts, checking the tightness and the required post-processing e.g. due to thermal distortion considered unfavorable.
  • the method of local thermal influence of the magnetic properties does not allow complete abolition of the magnetizability of the material, leads to a blurred separation due to the heat affected zone and causes u.U. also a delay of the sleeve.
  • the simplest solution from the production point of view of reducing the wall thickness of the sleeve is, from a functional point of view, a rather unfavorable compromise since, for reasons of strength, a relatively large residual wall thickness is required. This significantly limits the effectiveness of the magnetic separation and thus the performance of the solenoid valve.
  • the object of the present invention is to provide a low-cost realizable high-efficiency magnetic separation for a magnetic circuit for actuating valves.
  • the solenoid valve according to the invention and the inventive method for producing a solenoid valve according to the independent claims have the advantage over the prior art that due to the small wall thickness of the sleeve in the thin-wall region an optimal magnetic separation Effect (without a mechanically complete "magnetic separation") is achieved because the remaining cross-sectional area is already at a comparatively small magnetic flux in the state of magnetic saturation. It is also advantageous that the wall thickness can be chosen to be comparatively thin, since the wall thickness only takes over the function of the seal and does not have to transmit the circumferential and axial forces resulting from the internal pressure. It is also advantageous that a reliable seal is ensured because the sleeve consists of a continuous component.
  • the solenoid valve according to the invention can also be used in applications with very high internal pressure, since the reinforcing element has a high tensile strength and high rigidity. It is furthermore advantageous that the solenoid valve according to the invention can be realized comparatively inexpensively. Since the sleeve is in one piece, no complex handling, joining and adjustment processes are required. In addition, a leak test is omitted. It is also advantageous that the geometry of the magnetic separation is clearly defined and sharply defined. Further, it is both advantageous that no welding of different parts of the sleeve is necessary because of the integral nature of the sleeve, as well as advantageous that no welding of the sleeve with a reinforcing element is necessary.
  • the sleeve is preferably made of a ferromagnetic material and the reinforcing element is made of an austenitic (steel) material.
  • the material of the reinforcing element is a material having a melting point of greater than 500 ° C., preferably a material having a melting point of greater than 1000 ° C., more preferably a material having a melting point of greater than 1300 ° C. , is used.
  • the material of the reinforcing element is a nickel-chromium alloy, in particular an INCONEL alloy, or a stainless steel alloy.
  • the material of the reinforcing element forms an austenite crystal structure.
  • particularly good magnetic properties can be combined with particularly good mechanical properties.
  • the method has a further method step, wherein the radially inner surface of the thin-wall region is mechanically processed during the further method step and after the first method step, for example by a surface treatment by means of turning.
  • This embodiment variant with a reworked inner surface of the sleeve and in particular of the thin-wall region can be provided in particular if a change in the inner or outer diameter of the sleeve is provided in the region of the ends of the thin-wall region.
  • the thin-wall region is formed in the region of an annular groove of the sleeve.
  • the thin-wall region is a solenoid valve with the advantages of the solenoid valve according to the invention can be produced in a simple manner.
  • the annular groove is preferably introduced by a turning process. Alternatively, other manufacturing methods of the annular groove are possible.
  • Another object of the present invention is a solenoid valve, which is produced according to a method of the invention.
  • the solenoid valve can be produced particularly inexpensively and yet with a particularly good magnetic separation.
  • the sleeve in the thin wall region has a wall thickness of 100 ⁇ m to 800 ⁇ m, preferably of 100 ⁇ m to 300 ⁇ m. As a result of this comparatively small wall thickness, optimum magnetic separation and thus prevention of the magnetic short circuit are advantageously possible.
  • Figure 1 shows schematically a part of a solenoid valve according to a first embodiment of the present inventive solenoid valve
  • Figures 2 and 3 schematically a part of the magnetic separation of a solenoid valve according to the invention according to two embodiments.
  • Figure 1 shows schematically a part of a solenoid valve 1 13 according to a first embodiment.
  • the solenoid valve 113 is particularly a liquid fuel injection valve (valve needle and return spring are not shown).
  • the solenoid valve is rotationally symmetrical with respect to the axis 112 constructed.
  • a magnetically soft, ie made of a ferromagnetic material, armature 106 (hereinafter also called magnet armature 106) is mounted axially displaceable and is when the coil 103 (hereinafter also called magnetic coil 103) by the resulting magnetic force of a soft magnetic inner pole 11 1 (im Also referred to below magnetic core 11 1) tightened.
  • magnet armature 106 armature 106
  • a valve sleeve 105 (also referred to below as sleeve 105) in the region of the armature air gap 107 is provided with an annular groove 110 (hereinafter also referred to as groove 110 or as thin-wall region 110). draws). Due to the small residual wall thickness 109 (of the sleeve 105), this thin-walled region 110 causes a reduction of the cross-section of the valve sleeve 105, so that the magnetic flux runs almost completely in the armature air gap 107 and not unused in the sleeve 105.
  • the valve sleeve 105 is made of a soft magnetic material in order to conduct the magnetic flux as lossless as possible radially from the inner pole 11 1 and a radial air gap 1 15 via a magnetic cover 1 14 to a magnet pot 102.
  • the valve sleeve 105 also has the task of sealing the interior against the environment.
  • the fuel pressure inside the sleeve 105 is generally much greater than the ambient pressure, so that the sleeve 105 is pressurized and must absorb high radial forces.
  • the sleeve 105 is provided in the thin-wall region 110 with a reinforcing element 108.
  • the reinforcing element 108 is applied according to the invention by means of a melt-bath spraying process or by means of a cold-gas spraying process.
  • the material of the reinforcing element 108 is, in particular, a material having a melting point greater than 500 ° C., preferably a material having a melting point greater than 1000 ° C., particularly preferably a material having a melting point greater than 1300 ° C.
  • the reinforcing element 108 absorbs the circumferential or radial forces resulting from the pressure, so that the sleeve 105 is also mechanically stable in the thin-wall region 110.
  • the axial tensile force which occurs is passed over the magnetic cover 114 and the magnetic pot 102 on the outside of the magnetic separation (i.e., on the thin wall portion 110).
  • the introduction of force from the sleeve 105 into the outer components takes place in this embodiment via collar 100a, 100b.
  • Magnetic lid 114 and magnetic pot 102 are connected to each other via a thread 101, so that the power transmission is ensured between these components.
  • Figure 2 shows schematically a part of the solenoid valve 1 13 according to the first embodiment of the present invention also shown in Figure 1, wherein the thin-wall portion 110 forms an annular groove in the sleeve 105.
  • the sleeve 105 in the axial direction for example, has a constant inner diameter and in the axial direction in the region of the thin wall portion 1 10 has a smaller outer diameter than in the axial direction before and after the thin wall portion 1 10, wherein it is provided in particular that the ( Outside) diameter change by means of a sloping portion 1 10 'gradually.
  • the (outer) diameter change takes place almost without transition (that is to say that a diameter jump occurs).
  • Figure 3 shows schematically a part of a solenoid valve 113 according to a second embodiment of the present invention, wherein the thin wall portion 1 10 does not form an annular groove in the sleeve 105, but is formed by a change in the inner or outer diameter of the sleeve 105 in the region Ends of the thin wall portion 110 is provided.
  • the inner diameter of the sleeve 105 changes in the axial direction at one end of the thin wall portion 110 and the outer diameter of the sleeve 105 in the axial direction at the opposite end of the thin wall portion 1 10 changes, with this change in diameter either a gradual change in diameter (along the axial direction) can be realized or a stepped change in diameter.
  • the applied material of the reinforcing member 108 is heated and applied to the surface to be coated, that is, the outer surface of the sleeve 105.
  • Kaltgassprüh compiler not melted or unheated particles of the material to be applied are greatly accelerated and applied to the surface to be coated.
  • the cold gas spray is also known under the name Flamecon the company Linde.
  • the Schmelzbadsprüh compiler is also known under the name MID (Molded Interconnect Devices).

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils, insbesondere eines Brennstoffeinspritzventils, vorgeschlagen, wobei das Magnetventil eine Hülse, eine in radialer Richtung innerhalb der Hülse angeordnete und verschiebbar geführte Ventilnadel, eine in radialer Richtung außerhalb der Hülse angeordnete Magnetspule, einen in radialer Richtung innerhalb der Hülse angeordneten Magnetkern und einen in radialer Richtung innerhalb der Hülse, dem Magnetkern axial gegenüberliegend angeordneten Magnetanker aufweist, wobei der Magnetanker an der Ventilnadel angeordnet ist, wobei die Hülse in einem zwischen dem Magnetanker und der Magnetspule angeordneten Dünnwandbereich eine geringe Wandstärke aufweist, wobei der Dünnwandbereich mittels eines Verstärkungselements zur Aufnahme von Radialkräften verstärkt ist, wobei das Verfahren einen Verfahrensschritt aufweist, wobei während des Verfahrensschritts das Verstärkungselement in radialer Richtung außerhalb der Hülse im Dünnwandbereich auf die Hülse mittels eines Schmelzbadsprühverfahrens oder mittels eines Kaltgassprühverfahrens aufgebracht wird.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Trennung für ein Magnetventil Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei elektromagnetisch betätigbaren Magnetaktoren zur Betätigung von Magnetventilen, insbesondere von Einspritzventilen, ist es oft zweckmäßig, eine zur Erzeugung eines Magnetfelds verwendete Magnetspule außerhalb eines von einem Fluid, insbesondere von einem Kraftstoff, durchflossenen Bereichs anzuordnen. Dies erleichtert die Montage und verhindert z.B. eine Beschädigung der Lackschicht des Spulendrahtes durch Kraftstoffeinwirkung. Um eine solche trockene Spulenanordnung zu realisieren, kommen metallische Hülsen zum Einsatz, die den kraftstoff gefüllten Ventilinnenraum zur Spule hin abdichten. Um dem Kraftstoffdruck im Inneren der Hülse standzuhalten (z.B. Drücken von über 200 bar Innendruck), muss die Hülse eine ausreichende Wandstärke aufweisen. Gleichzeitig ist sicherzustellen, dass der magnetische Fluss von der Außenseite der Hülse möglichst verlustfrei zu den im Inneren angeordneten Magnetkreiskomponenten (Anker bzw. Magnetanker und Innenpol bzw. Magnetkern) gelangen kann. Dies erfordert eine weichmagnetische Hülse mit möglichst hoher Permeabilität, also guter magnetischer Leitfähigkeit. Eine durchgehende weichmagnetische Hülse hat jedoch den Nachteil, dass ein Teil des magnetischen Flusses nicht wie gewünscht Innenpol und Anker des Magnetkreises und den dazwischen angeordneten Luftspalt durchsetzt, sondern in der Hülse verbleibt. Der Magnetkreis wird somit durch die Hülse kurzgeschlossen, was zu einer deutlichen Reduzierung der erzielbaren Magnetkraft und zu einer Beeinflussung der Dynamik des Kraftauf- und -abbaus führt.
Zur Verhinderung bzw. Limitierung des Kurzschlusses des Magnetkreises werden Hülsen verwendet, die im Bereich des Ankerluftspalts, d.h. im Bereich zwi- sehen Magnetanker und Innenpol, keine oder nur eine geringe magnetische Leitfähigkeit und in den Zonen des radialen Magnetflusses eine möglichst gute magnetische Leitfähigkeit besitzen. Eine solche„magnetische Trennung" lässt sich u.a. durch einen mehrteiligen Aufbau der Hülse erreichen, indem ein Zwischenstück aus nichtmagnetischem Werkstoff zwischen zwei weichmagnetischen Hülsenteilen angeordnet wird. Die Verbindung der Elemente erfolgt durch unterschiedliche Verfahren wie Schweißen (vgl. z.B. Druckschriften DE 10 2006 014 020 A1 und DE 102 35 644 A1) oder Löten (Druckschrift DE 43 10 719 A1). Auch das Einklemmen eines mit flexiblem Dichtmaterial beschichteten nichtmagnetischen Zwischenstücks (Druckschrift DE 40 29 278 A1) oder die Gefügebeeinflussung durch lokale thermische Behandlung der Hülse (Druckschrift DE 10 2006 055 010 A1 ) sind als Lösungsansätze bekannt. Ferner lässt sich der magnetische Widerstand der Hülse im Bereich des Ankerluftspalts erhöhen, indem ihre Wandstärke in dieser Zone verringert wird.
Die beschriebenen Verfahren weisen unterschiedliche Nachteile auf. Im Fall einer mehrteiligen Hülse ist der hohe Aufwand für das Fügen der Teile, die Überprüfung der Dichtheit und die erforderliche Nachbearbeitung z.B. aufgrund thermischen Verzugs als ungünstig anzusehen. Das Verfahren der lokalen thermischen Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften erlaubt keine vollständige Aufhebung der Magnetisierbarkeit des Werkstoffes, führt zu einer unscharfen Trennung aufgrund der Wärmeeinflusszone und bewirkt u.U. ebenfalls einen Verzug der Hülse. Auch die aus fertigungstechnischer Sicht einfachste Lösung einer Wandstärkenreduzierung der Hülse ist aus funktionaler Sicht ein eher ungünstiger Kompromiss, da aus Festigkeitsgründen eine relativ große Restwandstärke erforderlich ist. Dies begrenzt die Wirksamkeit der magnetischen Trennung und somit die Leistungsfähigkeit des Magnetventils maßgeblich.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine kostengünstig realisierbare magnetische Trennung mit hoher Wrksamkeit für einen Magnetkreis zur Betätigung von Ventilen bereitzustellen.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Magnetventil und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils gemäß den nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass durch die geringe Wandstärke der Hülse im Dünnwandbereich eine optimale magnetische Trenn- Wirkung (ohne eine mechanisch vollständige "magnetische Trennung") erzielt wird, da sich die verbleibende Querschnittsfläche bereits bei vergleichsweise kleinen magnetischen Fluss im Zustand der magnetischen Sättigung befindet. Weiterhin vorteilhaft ist, dass die Wandstärke vergleichsweise dünn gewählt werden kann, da die Wandstärke lediglich die Funktion der Abdichtung übernimmt und nicht die aus dem Innendruck resultierenden Umfangs- und Axialkräfte übertragen muss. Weiterhin vorteilhaft ist, dass eine zuverlässige Abdichtung sichergestellt ist, da die Hülse aus einem durchgehenden Bauteil besteht. Weiterhin vorteilhaft ist, dass das erfindungsgemäße Magnetventil auch bei Anwendungen mit sehr hohem Innendruck eingesetzt werden kann, da das Verstärkungselement eine hohe Zugfestigkeit und eine hohe Steifigkeit aufweist. Weiterhin vorteilhaft ist, dass sich das erfindungsgemäße Magnetventil vergleichsweise kostengünstig realisieren lässt. Da die Hülse einteilig ist, sind keine aufwändigen Handhabungs-, Füge- und Justierprozesse erforderlich. Außerdem entfällt eine Dichtheitsprüfung. Weiterhin vorteilhaft ist, dass die Geometrie der magnetischen Trennung eindeutig definiert und scharf begrenzt ist. Ferner ist sowohl vorteilhaft, dass wegen der Einstückigkeit der Hülse kein Verschweißen von verschiedenen Teilen der Hülse notwendig ist, als auch vorteilhaft, dass kein Verschweißen der Hülse mit einem Verstärkungselement notwendig ist. Durch das Vermeiden einer Verschweißung kann thermischer Verzug vermieden werden, sodass auf eine Nachbearbeitung verzichtet werden kann. Bevorzugt ist die Hülse aus einem fer- romagnetischen Material gefertigt und es ist das Verstärkungselement aus einem austenitischen (Stahl-)Material gefertigt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass als Material des Verstärkungselements ein Material mit einem Schmelzpunkt von größer als 500 °C, bevorzugt ein Material mit einem Schmelzpunkt von größer als 1000 °C, besonders bevorzugt ein Material mit einem Schmelzpunkt von größer als 1300 °C, verwendet wird. Hierdurch ist es erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise möglich, dass (insbesondere gegenüber vergleichsweise niedrigschmelzenden Metallen wie etwa Zinn bzw. Zinnlegierungen, Kupfer bzw. Kupferlegierungen oder dergleichen) vergleichsweise hochbelastbare Materialien verwendet werden können, so dass das Verstärkungselement (bei einer vorgegebenen Dimensionierung insbesondere hinsichtlich seiner Schichtdicke auf der (radial äußeren) Oberfläche der Hülse, insbesondere im Dünnwandbereich) ein vergleichsweise große zusätzliche mechanische Stabilität verleiht.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Material des Verstärkungselements eine Nickel-Chrom-Legierung, insbesondere eine INCONEL-Legierung, oder eine Edelstahl-Legierung ist. Hierdurch kann vorteilhafterweise eine große mechanische Stabilität mit einer guten Verarbeitbarkeit kombiniert werden.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Material des Verstärkungselements eine Austenit-Kristallstruktur ausbildet. Hierdurch können erfindungsgemäß besonders gute magnetische Eigenschaften mit besonders guten mechanischen Eigenschaften kombiniert werden.
Ferner ist es erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, dass das Verfahren einen weiteren Verfahrensschritt aufweist, wobei während des weiteren Verfahrensschritts und zeitlich nach dem ersten Verfahrensschritt die radial innenliegende Oberfläche des Dünnwandbereichs mechanisch bearbeitet wird, beispielsweise durch eine Oberflächenbearbeitung mittels Drehen. Diese Ausführungsvariante mit einer nachbearbeiteten inneren Oberfläche der Hülse und insbesondere des Dünnwandbereichs kann insbesondere vorgesehen sein, wenn eine Veränderung des Innen- bzw. Außendurchmessers der Hülse im Bereich der Enden des Dünnwandbereichs vorgesehen ist.
Ferner ist es erfindungsgemäß ebenfalls bevorzugt, dass der Dünnwandbereich im Bereich einer Ringnut der Hülse ausgebildet ist. Durch die Realisierung des Dünnwandbereiches als Ringnut ist vorteilhaft eine einfache und kostengünstige Herstellung des Magnetventils möglich. Durch die Fertigung der Ringnut ist auf einfache Art und Weise ein Magnetventil mit den Vorteilen des erfindungsgemäßen Magnetventils herstellbar. Die Ringnut wird bevorzugt durch ein Drehverfahren eingebracht. Alternativ sind auch andere Herstellungsverfahren der Ringnut möglich.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Magnetventil, welches gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Hierdurch kann das Magnetventil besonders kostengünstig und dennoch mit einer besonders guten magnetischen Trennung hergestellt werden. Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Hülse im Dünnwandbereich eine Wandstärke von 100 μηι bis 800 μηι, bevorzugt von 100μηι bis 300μηι aufweist. Durch diese vergleichsweise geringe Wandstärke ist vorteilhaft eine optimale magnetische Trennung und dadurch eine Verhinderung des magnetischen Kurzschlusses möglich.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen
Figur 1 schematisch einen Teil eines Magnetventils gemäß einer ersten Ausführungsform des vorliegenden erfindungsgemäßen Magnetventils, und
Figuren 2 und 3 schematisch einen Teil der magnetischen Trennung eines erfindungsgemäßen Magnetventils gemäß zweier Ausführungsvarianten.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
Figur 1 zeigt schematisch einen Teil eines Magnetventils 1 13 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Magnetventil 113 ist insbesondere ein Einspritzventil für flüssigen Kraftstoff (Ventilnadel und Rückstellfeder sind nicht dargestellt). Das Magnetventil ist rotationssymmetrisch bezüglich der Achse 112 aufgebaut. Ein weichmagnetischer, d.h. aus einem ferromagnetischen Material gefertigter, Anker 106 (im Folgenden auch Magnetanker 106 genannt) ist axial verschiebbar gelagert und wird bei eingeschalteter Spule 103 (im Folgenden auch Magnetspule 103 genannt) durch die resultierende Magnetkraft von einem weichmagnetischen Innenpol 11 1 (im Folgenden auch Magnetkern 11 1 genannt) angezogen. Für eine große Magnetkraft ist anzustreben, dass der magnetische Fluss möglichst vollständig den Ankerluftspalt 107 durchsetzt. Hierzu ist eine Ventilhülse 105 (im Folgenden auch Hülse 105 genannt) im Bereich des Ankerluftspalts 107 mit einer Ringnut 1 10 (im Folgenden auch als Nut 1 10 bzw. als Dünnwandbereich 110 be- zeichnet) versehen. Dieser Dünnwandbereich 1 10 bewirkt aufgrund der geringen Restwandstärke 109 (der Hülse 105) eine Reduzierung des Querschnitts der Ventilhülse 105, so dass der magnetische Fluss fast vollständig im Ankerluftspalt 107 und nicht ungenutzt in der Hülse 105 verläuft.
Die Ventilhülse 105 besteht aus einem weichmagnetischen Werkstoff, um den magnetischen Fluss möglichst verlustfrei radial vom Innenpol 11 1 und über einen radialen Luftspalt 1 15 über einen Magnetdeckel 1 14 zu einem Magnettopf 102 zu leiten. Die Ventilhülse 105 hat ferner die Aufgabe, den Innenraum gegen die Umgebung abzudichten. Der Kraftstoff druck im Inneren der Hülse 105 ist dabei in der Regel deutlich größer als der Umgebungsdruck, so dass die Hülse 105 druckbeaufschlagt ist und hohe Radialkräfte aufnehmen muss. Zur Verstärkung der Hülse 105, wird die Hülse 105 im Dünnwandbereich 110 mit einem Verstärkungselement 108 versehen. Das Verstärkungselement 108 wird erfindungsgemäß mittels eines Schmelzbadsprühverfahrens oder mittels eines Kaltgassprüh- verfahrens aufgebracht. Als Material des Verstärkungselements 108 ist erfindungsgemäß insbesondere ein Material mit einem Schmelzpunkt von größer als 500 °C, bevorzugt ein Material mit einem Schmelzpunkt von größer als 1000 °C, besonders bevorzugt ein Material mit einem Schmelzpunkt von größer als 1300 °C, vorgesehen. Das Verstärkungselement 108 nimmt die aus dem Druck resultierenden Umfangs- bzw. Radialkräfte auf, so dass die Hülse 105 auch im Dünnwandbereich 110 mechanisch stabil ist.
Gemäß der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform wird die auftretende axiale Zugkraft über den Magnetdeckel 114 und den Magnettopf 102 außen an der magnetischen Trennung (d.h. an dem Dünnwandbereich 110) vorbeigeleitet. Die Krafteinleitung von der Hülse 105 in die äußeren Bauteile erfolgt bei dieser Ausführungsform über Kragen 100a, 100b. Magnetdeckel 114 und Magnettopf 102 sind über ein Gewinde 101 miteinander verbunden, so dass die Kraftübertragung auch zwischen diesen Bauteilen gewährleistet ist.
Alternativ zu der Verwendung der Kragen 100a, 100b und der Vorbeileitung der axialen Zugkraft an dem Dünnwandbereich 1 10 (unter Benutzung des Magnetdeckels 1 14 und des Magnettopfs 102 zur Aufnahme der mechanischen Kräfte) ist es gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform erfindungsgemäß auch vorgesehen, dass das Material des Verstärkungselements 108 derart mechanisch stabil vorgesehen ist, dass diese axialen Zugkräfte vom Verstärkungselement 108 aufgenommen werden. Figur 2 und Figur 3 zeigen schematisch einen Teil der magnetischen Trennung eines erfindungsgemäßen Magnetventils 113 gemäß zweier Ausführungsvarianten.
Figur 2 zeigt schematisch einen Teil des Magnetventils 1 13 gemäß der auch in der Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung, wobei der Dünnwandbereich 110 eine Ringnut in der Hülse 105 bildet. Dies bedeutet, dass die Hülse 105 in axialer Richtung beispielsweise einen konstanten Innendurchmesser aufweist und in ebenfalls axialer Richtung im Bereich des Dünnwandbereichs 1 10 einen geringeren Außendurchmesser aufweist als in axialer Richtung vor und nach dem Dünnwandbereich 1 10, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die (Außen-)Durchmesseränderung mittels eines Schrägbereichs 1 10' allmählich erfolgt. Alternativ dazu kann es jedoch gemäß einer weiteren (ebenfalls nicht dargestellten) Ausführungsform erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass die (Außen-)Durchmesseränderung annähernd übergangslos erfolgt (d.h. dass ein Durchmessersprung auftritt).
Figur 3 zeigt schematisch einen Teil eines Magnetventils 113 gemäß einer zweiten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung, wobei der Dünnwandbereich 1 10 keine Ringnut in der Hülse 105 bildet, sondern dadurch gebildet wird, dass eine Veränderung des Innen- bzw. Außendurchmessers der Hülse 105 im Bereich der Enden des Dünnwandbereichs 110 vorgesehen ist. Dies bedeutet, dass sich der Innendurchmesser der Hülse 105 in axialer Richtung an einem Ende des Dünnwandbereichs 110 verändert und der Außendurchmesser der Hülse 105 in axialer Richtung am gegenüberliegenden Ende des Dünnwandbereichs 1 10 verändert, wobei auch bei dieser Durchmesseränderung entweder eine allmähliche Durchmesseränderung (entlang der axialen Richtung) realisiert sein kann oder aber eine stufenförmige Durchmesseränderung. Im dargestellten Beispiel der Figur 3 ist eine allmähliche Durchmesseränderung bei der Änderung des Außendurchmessers (im linken Teil der Figur) beispielhaft dargestellt und ein eine stufenförmige Durchmesseränderung bei der Änderung des Innendurchmessers (im rechten Teil der Figur) beispielhaft dargestellt. Die Verhältnisse können gemäß anderer (nicht dargestellter) Ausführungsvarianten jedoch auch umgekehrt sein oder aber es kann sowohl bei der Innendurchmesseränderung als auch bei der Außendurchmesseränderung sowohl die allmähliche Durchmesseränderung oder aber die stufenförmige Durchmesseränderung vorgesehen sein. Erfindungsgemäß ist bei allen Ausführungsformen vorgesehen, das Verstärkungselement 108 mittels eines Schmelzbadsprühverfahrens oder mittels eines Kaltgassprühverfahrens aufzubringen. Beim Schmelzbadsprühverfahren wird das aufzubringende Material des Verstärkungselements 108 erwärmt und auf die zu beschichtende Oberfläche, d.h. die Außenoberfläche der Hülse 105, aufgebracht. Beim Kaltgassprühverfahren werden nicht aufgeschmolzene bzw. nicht erwärmte Partikel des aufzubringenden Materials stark beschleunigt und auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht. In beiden Fällen kommt es zu einer mechanisch stabilen Schicht des Verstärkungselements im Dünnwandbereich 1 10 der Hülse 105. Das Kaltgassprühverfahren ist auch unter dem Namen Flamecon der Firma Linde bekannt. Das Schmelzbadsprühverfahren ist auch unter der Bezeichnung MID (Molded Interconnect Devices) bekannt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils (113), insbesondere eines Brennstoffeinspritzventils, mit einer Hülse (105), mit einer in radialer Richtung innerhalb der Hülse (105) angeordneten und verschiebbar geführten Ventilnadel, mit einer in radialer Richtung außerhalb der Hülse (105) angeordneten Magnetspule (103), mit einem in radialer Richtung innerhalb der Hülse (105) angeordneten Magnetkern (1 11), mit einem in radialer Richtung innerhalb der Hülse (105), dem Magnetkern (1 11) axial gegenüberliegend angeordneten Magnetanker (106), wobei der Magnetanker (106) an der Ventilnadel angeordnet ist, wobei die Hülse (105) in einem zwischen dem Magnetanker (106) und der Magnetspule (103) angeordneten Dünnwandbereich (110) eine geringe Wandstärke aufweist, wobei der Dünnwandbereich (110) mittels eines Verstärkungselements (108) zur Aufnahme von Radialkräften verstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen Verfahrensschritt aufweist, wobei während des Verfahrensschritts das Verstärkungselement (108) in radialer Richtung außerhalb der Hülse (105) im Dünnwandbereich (110) auf die Hülse (105) mittels eines Schmelzbadsprüh- verfahrens oder mittels eines Kaltgassprühverfahrens aufgebracht wird.
2. Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils (113) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Material des Verstärkungselements (108) ein Material mit einem Schmelzpunkt von größer als 500 °C, bevorzugt ein Material mit einem Schmelzpunkt von größer als 1000 °C, besonders bevorzugt ein Material mit einem Schmelzpunkt von größer als 1300 °C, verwendet wird.
3. Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils (113) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Verstärkungselements (108) eine Nickel-Chrom-Legierung, insbesondere eine INCONEL-Legierung, oder eine Edelstahl-Legierung ist. Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils (1 13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Verstärkungselements (108) eine Austenit-Kristallstruktur ausbildet.
Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils (113) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen weiteren Verfahrensschritt aufweist, wobei während des weiteren Verfahrensschritts und zeitlich nach dem ersten Verfahrensschritt die radial innenliegende Oberfläche des Dünnwandbereichs (110) mechanisch bearbeitet wird.
Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils (113) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dünnwandbereich (1 10) im Bereich einer Ringnut (1 10) der Hülse (105) ausgebildet ist.
Magnetventil (1 13), hergestellt gemäß eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
Magnetventil (1 13), nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (105) im Dünnwandbereich (1 10) eine Wandstärke von 100 μιη bis 800 μηι, bevorzugt von 100μηι bis 300μηι aufweist.
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