(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（６０）を製造する方法であって、前記ハウジング（６０）は軸方向（１０）に沿って長手方向に延びるように構成されるとともに、軸方向（１０）を中心として少なくとも部分領域で回転対称に構成されており、前記ハウジング（６０）は、第１の材料を有する少なくとも１つの第１のゾーン（６１）と、第２の材料を有する第２のゾーン（６２）と、第３の材料を有する第３のゾーン（６３）とを有しており、軸方向（１０）に沿って前記第１のゾーン（６１）は第１の結合領域（７１）で前記第２のゾーン（６２）と直接結合されており、同じく軸方向（１０）に沿って前記第２のゾーン（６２）は第２の結合領域（７２）で前記第３のゾーン（６３）と直接結合されており、前記第２の材料は前記第１および前記第３の材料に対して異なる磁気特性を有している、そのような方法において、前記方法は次の各方法ステップを有しており、すなわち、
第１の方法ステップで、前記第１、前記第２、および前記第３の材料のそれぞれ１つの主伸張平面を有する材料プレート（６１０，６２０，６３０）が前記第１および前記第２の結合領域（７１，７２）で結合され、前記第１および前記第２の結合領域（７１，７２）はそれぞれ前記材料プレート（６１０，６２０，６３０）の主伸張平面と平行に延びており、
第２の方法ステップで、前記ハウジング（６０）の前記第１、前記第２、および前記第３のゾーン（６１，６２，６３）を製作するために、相互に結合された前記材料プレート（６１０，６２０，６３０）が加工され、
前記第２の方法ステップ中に、前記第１、前記第２、および前記第３のゾーン（６１，６２，６３）が第１の部分ステップで外側円周に沿って軸方向（１０）と平行に加工され、第２の部分ステップで内側円周に沿って軸方向（１０）と平行に加工され、前記第１の部分ステップは時間的に前記第２の部分ステップの前に実施され、または、前記第２の部分ステップは時間的に前記第１の部分ステップの前に実施されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の方法ステップでの前記材料プレート（６１０，６２０，６３０）の結合は圧延クラッドまたは爆着クラッドによって行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の方法ステップ中に、前記第１、前記第２、および前記第３のゾーン（６１，６２，６３）の内側円周を加工するために、および／または外側円周を加工するために、打抜きステップが行われることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の方法ステップ中に、前記第１、前記第２、および前記第３のゾーン（６１，６２，６３）の内側円周を加工するために、および／または外側円周を加工するために、フライス加工ステップまたは穿孔ステップが行われることを特徴とする、請求項１から３のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の方法ステップ中に、前記第１、前記第２、および前記第３のゾーン（６１，６２，６３）の内側円周を加工するために、および／または外側円周を加工するために、ウォータージェット切断ステップが行われることを特徴とする、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の材料はオーステナイトであり、前記第１の材料は強磁性またはフェライトまたはマルテンサイトであり、前記第３の材料は強磁性またはフェライトであることを特徴とする、請求項１から５のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ハウジングは、電磁式に操作可能なバルブのためのバルブハウジングであることを特徴とする、請求項１から６のうちいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載されている、ハウジング、特に電磁式に操作可能なバルブのためのバルブハウジングを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば特許文献１などの従来技術により、内側の金属の流動案内部分および同時にハウジングコンポーネントの従来型の３部分構造を有する、特に燃料噴射弁のためのバルブハウジングが知られており、このハウジングは、内部磁極を形成する取込管と、磁気的でない中間部分と、バルブシートを収容するバルブシート支持体とで構成されている。このときハウジングは、２つの磁化可能なハウジング部分と、これらの間に位置して各ハウジング部分を磁気的に分断する非磁性のハウジングゾーンとを備える、中空円筒状の金属ハウジングとして知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許第ＥＰ１６９９５７８Ｂ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では、磁気的な領域と、磁気的でない領域ないし非磁性領域との間の高い分離度が具体化されるように、磁気的な分断を製作することが課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
主請求項に記載された本発明の方法は、従来技術と比べたとき、改善された磁気的な分断を磁気回路で具体化することができるという利点を有している。それにより、磁気的な短絡電流を回避し、もしくは少なくとも低減し、磁気回路の効率の改善を具体化することが可能である。このことは、たとえば電磁弁および／または電動モータもしくは発電機において、効率の明らかな向上をもたらす。このとき磁気的な分断は、希望される磁束の領域で、透磁性の材料（軟磁性、たとえばフェライト鋼やマルテンサイト鋼）が使用されるとともに、希望されない磁束の領域では透磁性でない材料（非磁性材料、たとえばオーステナイト鋼）が使用されるように製作されるのがよい。
【０００６】
特に、磁気的な領域と磁気的でない領域との間の高い分離度、ならびに、オーステナイト領域の低い磁化性ないし非磁化性（すなわちゼロに向かっていく、ないしは消滅していく磁気極性Ｊを有している。このことは、消滅していく、もしくはきわめて低い磁気感受率と同義である）は、磁気的な分断の有効性に関して決定的な役割を果たす。本発明によると、被覆層のためのフェライト鋼と、コア層のためのオーステナイト鋼とからなるクラッドされた複合材料が、相応のコンポーネントのための半製品として利用され、特に、ハウジングの一部として利用される。このときコンポーネントは、磁気的な分断の所望の位置に応じて半製品から取り出すことができる。本発明の方法における利点は、クラッドプロセスないしクラッディングプロセスにより、異なる素材の固定的な相互の付着が保証されると同時に、非常に高い分離度、特に１００μｍ以下の範囲内の分離度を達成することができることにある。異なる材料の間の分離度ないし結合ゾーンないし結合領域は、特に、それぞれのクラッド相手との間の拡散ゾーンに呼応している。分離層の大きさは、本発明によると、特にクラッド相手を相応に選択することによって調整することができる。
【０００７】
本発明の実施形態と発展例は、従属請求項ならびに図面を参照しながらの説明から明らかとなる。
【０００８】
本発明の１つの好ましい発展例では、第２の方法ステップ中に、第１、第２、および第３のゾーンが第１の部分ステップで外側円周に沿って軸方向と平行に加工され、第２の部分ステップで内側円周に沿って軸方向と平行に加工され、第１の部分ステップは時間的に第２の部分ステップの前に実施され、または、第２の部分ステップは時間的に第１の部分ステップの前に実施されることが意図される。それによって本発明では、燃料噴射弁のためのコンポーネントないしハウジングを最終的に製造するために、さまざまな態様を具体化可能にすることが可能になるという利点がある。
【０００９】
さらに本発明では、第２の方法ステップ中に、第１、第２、および第３のゾーンの内側円周を加工するための、および／または外側円周を加工するための打抜きステップ、特に精密打抜きステップが行われるのが好ましい。それによって本発明では、コンポーネントないし本発明によるハウジングの少なくとも１つの表面を、低コストな打抜きプロセスないし精密打抜きプロセスによって具体化することが可能である。
【００１０】
さらに本発明によると、第２の方法ステップ中に、特に第１、第２、および第３のゾーンの内側円周を加工するために、および／または外側円周を加工するために、フライス加工ステップまたは穿孔ステップが行われるのが好ましい。それによって本発明では、製造公差に関してロバスト性が高く特別に正確な寸法での、コンポーネントないし本発明によるハウジングの製造が可能である。
【００１１】
本発明の別の実施形態では、本発明に基づき第２の方法ステップ中に、特に第１、第２、および第３のゾーンの内側円周を加工するために、および／または外側円周を加工するために、ウォータージェット切断ステップが行われるのが好ましい。それにより、同じく特別に正確な寸法であるにもかかわらず低コストな、コンポーネントないし本発明によるハウジングの具体化が可能である。
【００１２】
本発明の実施例が図面に示されており、以下の記述において詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】電磁式に操作可能なバルブの本発明によるハウジングを模式的に示す模式的な断面図である。
【図２】従来技術に基づく燃料噴射弁を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の方法に基づいてハウジングを製造するための、３つの材料プレートからなる半製品を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明によるハウジングを製造するための半製品からコンポーネントを製造するための模式的な加工態様である。
【図５】本発明によるハウジングを製造するための半製品からコンポーネントを製造するための別の模式的な加工態様である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
異なる図面では、同じ部品には常に同じ符号が付されており、したがって、通常はそれぞれ１回だけ呼称ないし言及する。
【００１５】
図２に一例として示す、混合気圧縮式、外部着火式、または自己着火式の内燃機関の燃料噴射設備のための噴射弁の形態の、従来技術から知られている電磁式に操作可能なバルブは、磁気コイル１で取り囲まれ、燃料取込管および内部磁極としての役目をする管状のコア２を有しており、該コアは、たとえばその長さ全体にわたって一定の外径を有している。半径方向に段差のあるコイル本体３が磁気コイル１を収容しており、コア２との関連で、磁気コイル１の領域での噴射弁のコンパクトな構造を可能にする。コア２の下側のコア端部９とは、バルブ長軸１０に対して同心的に、管状の金属の非磁性の中間部分１２が溶接により密着して結合されており、コア端部９を部分的に軸方向で取り囲む。コイル本体３および中間部分１２の下流側には、中間部分１２と固定的に結合された管状のバルブシート支持体１６が延びている。バルブシート支持体１６の中には、軸方向へ可動のバルブニードル１８が配置されている。バルブニードル１８の下流側の端部２３には球形のバルブ閉止体２４が設けられており、その円周には、たとえば５つの平坦部２５が燃料を通過させるために設けられている。噴射弁の操作は、周知の仕方で電磁式に行われる。バルブニードル１８を軸方向へ動かし、それに伴って復帰ばね２６のばね力に抗して噴射弁を開くために、ないしは閉じるために、磁気コイル１と、コア２と、電機子２７とを含む電磁回路が利用される。管状の電機子２７は、バルブ閉止体２４と反対を向いているほうのバルブニードル１８の端部と、たとえば溶接継目によって固定的に結合されており、コア２に合わせてアライメントされている。下流側に位置する、コア２と反対を向いているほうのバルブシート支持体１６の端部には、固定的なバルブシート３０を有する円筒状のバルブシート本体２９が、溶接によって密着して組み込まれている。バルブニードル１８の球形のバルブ閉止体２４は、流動方向で円錐台状に先細になっていくバルブシート本体２９のバルブシート３０と協働作用する。バルブシート本体２９はその下側の端面のところで、たとえばカップ状に構成された噴射穴ディスク３４と固定的かつ密着的に、たとえばレーザにより形成される溶接継目によって結合されている。噴射穴ディスク３４には、侵食や打抜きによって成形される少なくとも１つの、たとえば４つの噴射開口部３９が設けられている。磁気コイル１が通電されたときに電機子２７を最善に操作し、それによりバルブの確実かつ正確な開閉をするための磁束を電機子２７へ誘導するために、磁気コイル１は少なくとも１つの、たとえばヨークとして構成されて強磁性部材としての役目をする誘導部材４５によって包囲されており、この誘導部材は磁気コイル１を円周方向で少なくとも部分的に包囲しており、その一方の端部でコア２に当接するとともに他方の端部でバルブシー支持体１６に当接しており、たとえば溶接、はんだ付け、ないし接着によってこれらと結合可能である。燃料噴射弁の骨組みおよびこれに伴ってハウジングとしての内側の金属のバルブ管を、コア２、非磁性の中間部分１２、およびバルブシート支持体１６が形成しており、これらは相互に固定的に結合されるとともに、全体として燃焼噴射弁の長さ全体にわたって延びている。バルブのその他のすべての機能グループは、このバルブ管の内部または周囲に配置される。バルブ管のこのような構造は、電機子２７の領域での磁気回路線の効率的な誘導のために非磁性の中間部分１２によって磁気的に互いに分断された、または少なくとも磁気的なスロットル個所を介して相互に結合された、２つの強磁性ないし磁化可能なハウジング領域を有する、電磁式に操作可能なバルブなどの集成装置のためのハウジングの従来型の３部分構造である。噴射弁は、コア２を起点として軸方向で磁気コイル１および少なくとも１つの誘導部材４５を介してバルブシート支持体１６まで延びるプラスチックオーバーモールド５１でほぼ取り囲まれており、少なくとも１つの誘導部材４５が、軸方向と円周方向で全面的に覆われている。このようなプラスチックオーバーモールド５１には、たとえば射出成形された電気接続プラグ５２も含まれる。
【００１６】
固定的なハウジングを製造する本発明の方法の、図１ならびに図３から図５に模式的に示す方法ステップにより、上に説明した３部分からなるバルブ管の代わりになることができる、さまざまな利用目的のための、特に電磁式に操作可能なバルブのための薄壁のハウジング６０を、特別に簡単かつ低コストに製造することが可能であるという利点がある。図１には、本発明によるハウジング６０がきわめて模式的な断面図として（特に磁気コイル、電機子などの部材を省いて）示されている。ここに見られるとおり、ハウジング６０はバルブ長軸１０に沿って、すなわち軸方向１０に沿って長手方向へ延びるように構成されており（かつ、軸方向１０を中心として少なくとも部分領域で回転対称に構成されており）、ハウジング６０は、第１の材料を有する少なくとも１つの第１のゾーン６１と、第２の材料を有する第２のゾーン６２と、第３の材料を有する第３のゾーン６３とを有している。軸方向１０に沿って、第１のゾーン６１は第１の結合領域７１で第２のゾーン６２と直接結合されている。同じく軸方向１０に沿って、第２のゾーン６２は第２の結合領域７２で第３のゾーン６３と直接結合されている。上に述べたような磁束の誘導を具体化するために、第２の材料は、第１および第３の材料に対して異なる磁気特性を有している。
【００１７】
本発明によると、図３に示すように、圧延クラッドまたは爆着クラッドされた３つの材料層を備える半製品が、第１の方法ステップで製作されることが意図される。このとき第１の材料プレート６１０、第２の材料プレート６２０、および第３の材料プレート６３０は、材料プレート６１０，６２０，６３０がそれぞれ相上下して配置されるように相互に結合されており、すなわち、第１の結合領域７１は第１および第２の材料プレート６１０，６２０の間で、第１および第２の材料プレート６１０，６２０の主伸張平面と平行に延びており、第２の結合領域７２は、第２の材料プレート６２０および第３の材料プレート６３０の主伸張平面と同じく平行にそれぞれ延びている。第１の材料プレート６１０と第２の材料プレート６２０のクラッド、および第２の材料プレート６２０と第３の材料プレート６３０のクラッドにより、温度と圧力によって分離可能でない結合が実現される。材料プレートを結合する周知の技術は、圧延クラッド、爆着クラッド、ないし圧延溶接クラッドを含んでいる。
【００１８】
図４と図５には、本発明によるハウジング６０を製造するために、半製品からコンポーネントを製作するための加工態様が模式的に示されている。図４では、半製品（図４の上側に示す）から、まず、特にレーザ切断および／またはウォータージェット切断および／または打抜きおよび／またはフライス加工により、クラッドされた半製品からいわゆるブランクが製作される。第２の方法ステップの第２の部分ステップで、たとえば打抜きおよび／または穿孔により、ブランクからスリーブコンポーネントが製作される。次いで、第２の方法ステップの第２の部分ステップの後に得られるスリーブコンポーネントを、ハウジング６０の一部として、たとえば燃料噴射弁などを具体化するために、特に第３のゾーンと反対を向いている第１のゾーン６１の縁部での、ならびに第１のゾーン６１と反対を向いている第３のゾーン６３の縁部での溶接結合によって、別のハウジングコンポーネントと結合することができる。このような溶接結合は、本発明によると、結合されるべきコンポーネント領域に関して同一または類似の磁気特性を有しているハウジング６０の領域に配置されるのが好ましく、それにより、溶接工程によって磁気的な分断への影響が生じることがない。
【００１９】
図５には、本発明によるハウジング６０を製造するために、半製品からコンポーネントを製作するための加工の別の態様が示されている。図５に示す加工態様では、まず半製品から、たとえばレーザ切断および／またはウォータージェット切断および／またはフライス加工および／または打抜きおよび／または穿孔によって、製作されるべきスリーブコンポーネントの内側直径部が具体化される。次いで、第２の方法ステップの第２の部分ステップで、レーザ切断および／またはウォータージェット切断および／またはフライス加工および／または打抜きにより、スリーブコンポーネントの外側直径部が製作され、それにより、同じく第２の方法ステップで、本発明によるハウジング６０へ組み込むためのスリーブコンポーネントが半製品から得られる。
【符号の説明】
【００２０】
１０  軸方向
６０  ハウジング
６１  第１のゾーン
６２  第２のゾーン
６３  第３のゾーン
７１  第１の結合領域
７２  第２の結合領域
６１０，６２０，６３０  材料プレート
【図１】
0006025975.tif 000002
【図２】
0006025975.tif 000003
【図３】
0006025975.tif 000004
【図４】
0006025975.tif 000005
【図５】
0006025975.tif 000006