BR112017028079B1

BR112017028079B1 - Módulo magnético e injetor de combustível

Info

Publication number: BR112017028079B1
Application number: BR112017028079-5A
Authority: BR
Inventors: Helmut Clauss; Klemens Steinberg; Michael Krause; Oezguer Tuerker
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2016-05-02
Publication date: 2022-11-16
Also published as: EP3317890A1; DE102015212130A1; KR102388343B1; CN107810356A; BR112017028079A2; WO2017001085A1; CN107810356B; EP3317890B1; KR20180023967A

Abstract

GRUPO MAGNÉTICO E INJETOR DE COMBUSTÍVEL COM UM GRUPO MAGNÉTICO. A presente invenção refere-se a um grupo magnético (10), com um núcleo do eletroímã (11) e uma luva do eletroímã (25) que o aloja, e com uma armadura do eletroímã (35) atuando em conjunto com o núcleo do eletroímã (11), disposto de modo longitudinalmente deslocável ao longo de um eixo longitudinal (16) da luva do eletroímã (25), a qual, na sua posição final, sob a formação de uma abertura de ar residual (32), é disposta em uma superfície frontal (33) do núcleo do eletroímã (11) oposta à armadura do eletroímã (35). De acordo com a presente invenção é previsto que a luva do eletroímã (25) apresenta um segmento de fixação (28) que se projeta radialmente em direção ao eixo longitudinal (16) para a fixação axial do núcleo do eletroímã (11), com um segmento de distância (30) disposto em sobreposição radial com a armadura do eletroímã (35), para o ajuste da abertura de ar residual (32).

Description

O ESTADO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se a um módulo magnético. A presente invenção também se refere a um injetor de combustível usando um módulo magnético de acordo com a presente invenção.

[002] Um módulo magnético é conhecido do documento DE 10 2009 001 706 A1 da titular. O módulo magnético conhecido apresenta um núcleo de ímã com uma bobina de ímã embutida no núcleo de ímã, sendo que o núcleo de ímã é radialmente circundado por uma luva de ímã que serve para o posicionamento ou a fixação axial do núcleo de ímã dentro de uma caixa de injetor. Para tal, a luva de ímã apresenta um segmento de fixação que se projeta radialmente para dentro, na forma de um flange de fixação, que se encosta a um lado frontal do núcleo de ímã, sob intercalação de um disco de abertura de ar residual. O disco de abertura de ar residual, por sua vez, em uma posição final axial de uma armadura de ímã que é disposta dentro do injetor de modo longitudinalmente móvel, atua em conjunto com uma superfície frontal (plana) da armadura de ímã, onde a superfície frontal pode encostar-se. Por meio do disco de abertura de ar residual, de modo conhecido, é impedida uma aderência da armadura de ímã ao núcleo de ímã. A desvantagem de tal construção é que, devido ao disco de abertura de ar residual separado, o dispêndio de produção e de montagem de tal módulo magnético e, por conseguinte, do injetor de combustível apresentando tal módulo magnético, é relativamente alto. Além disso, a altura de construção axial do módulo magnético aumenta pelo valor da espessura do disco de abertura de ar residual.

[003] A fim de poder evitar um disco de abertura de ar residual separado para o ajuste de uma abertura de ar residual, também é conhecido do documento DE 10 2008 001 122 A1 da titular equipar a superfície frontal da armadura de ímã voltada para o núcleo de ímã com uma elevação radialmente circunferencial, de modo que a armadura de ímã apenas pode encostar-se ao núcleo de ímã na área da elevação que apresenta uma superfície relativamente pequena. Porém, nisso a desvantagem é o dispêndio adicional de processamento da armadura de ímã na área da superfície frontal voltada para o núcleo de ímã. DESCRIÇÃO DA PRESENTE INVENÇÃO

[004] Partindo do estado da técnica apresentado, a presente invenção tem a tarefa de aprimorar um módulo magnético de tal modo que, dispensando um disco de abertura de ar residual, torna-se possível uma realização construtiva vantajosa do módulo magnético, com custos de fabricação ou de produção relativamente baixos.

[005] Esta tarefa é solucionada com um módulo magnético com as características da presente invenção, pelo fato de que a luva de ímã apresenta um segmento de fixação que se projeta radialmente em direção ao eixo longitudinal da luva de ímã para a fixação axial do núcleo de ímã com um segmento de distância, disposto em sobreposição radial com a armadura de ímã, para o ajuste da abertura de ar residual. Tal realização construtiva da luva de ímã permite preparar esta também para o ajuste da abertura de ar residual entre o núcleo de ímã e a armadura de ímã, de modo que um disco de abertura de ar residual separado pode ser dispensado. Em especial possibilita uma execução construtiva deste tipo, poder dispensar um processamento da armadura de ímã dispendioso necessário por exigir tolerâncias relativamente pequenas.

[006] Aperfeiçoamentos vantajosos do módulo magnético de acordo com a presente invenção são descritos nas concretizações.

[007] A altura axial de um módulo magnético deste gênero pode ser minimizada se o segmento de fixação no lado voltado para o do núcleo de ímã encosta-se diretamente em uma superfície frontal do núcleo de ímã, e se o segmento de distância da luva de ímã, na posição final da armadura de ímã, encosta-se diretamente ao segmento de distância. Com isto é possibilitada uma ligação ativa da armadura de ímã através do segmento de distância no núcleo de ímã, sem necessidade de outros elementos.

[008] Para minimizar as pressões superficiais e o desgaste dos componentes que atuam em conjunto, é vantajoso, além disso, que o segmento de fixação apresenta no lado voltado para o núcleo de ímã uma primeira superfície de contato para o núcleo de ímã disposta retangularmente ao eixo longitudinal da luva de ímã, e que o segmento de distância, no lado voltado para a armadura de ímã apresenta uma segunda superfície de contato para a armadura de ímã disposta retangularmente com o eixo.

[009] Para a obtenção de uma tensão de flexão mais uniforme possível no segmento de fixação que coopera com o núcleo de ímã e de uma superfície de seção transversal maior possível da armadura de ímã, é vantajoso, além disso, que a seção transversal do segmento de fixação vai adelgaçando-se em direção ao eixo e é a menor na área do segmento de distância.

[0010] Tal seção transversal do segmento de fixação que vai adelgaçando-se em direção ao eixo longitudinal da luva de ímã pode ser obtida de modo especialmente preferido, do ponto de vista da técnica de fabricação, pelo fato de que o segmento de fixação no lado afastado do núcleo de ímã apresenta um lado inferior inclinado em relação ao eixo longitudinal da luva de ímã.

[0011] A princípio, a abertura de ar residual entre o núcleo de ímã e a armadura de ímã pode ser regulada através do segmento de distância reivindicado da luva de ímã. Uma vez que tal abertura de ar residual deve ser o menor possível, porém, isto teria como consequência, em caso de existência de uma superfície frontal plana da armadura de ímã, um segmento de distância na luva de ímã relativamente fino, do ponto de vista da técnica de produção a ser produzido com um dispêndio relativamente alto. Por esta razão, em um aperfeiçoamento construtivo especialmente preferido da atividade inventiva geral é sugerido que a armadura de ímã, na área do segmento de distância possui uma reentrância radialmente circundante cuja profundidade é menor do que a altura do segmento de distância. Dessa forma, pode ser realizado um segmento de distância que, por motivos de fabricação, pode ser produzido de forma especialmente simples, com uma altura de construção relativamente grande na luva de ímã, que, além disso, também apresenta uma estabilidade ou rigidez relativamente grande. Na área da posição final da armadura de ímã, esta, com sua reentrância imergindo axialmente na área do segmento de distância e encostando-se ao fundo da reentrância ao segmento de distância. A abertura de ar residual, neste caso, é ajustada ou formada por meio da diferença de altura entre a reentrância na armadura de ímã e a espessura do segmento de distância.

[0012] A fim de possibilitar no movimento de curso da armadura de ímã certa folga de movimento da armadura de ímã, sem que a armadura de ímã esbarra na luva de ímã na área da reentrância ou entre em contato com esta, também é vantajoso que entre o segmento de distância e a armadura de ímã na área da reentrância seja formada uma fenda radial.

[0013] A presente invenção também abrange um injetor de combustível com um módulo magnético descrito até aqui, sendo que o injetor de combustível possui as mesmas vantagens como foram explicadas no escopo da descrição do módulo magnético de acordo com a presente invenção.

[0014] Outras vantagens, características e detalhes da presente invenção podem ser obtidos da descrição seguinte de exemplos de execução preferidos, bem como com a ajuda do desenho.

[0015] Este mostra na figura única, em um corte longitudinal, uma área parcial de um injetor de combustível na área de um módulo magnético de acordo com a presente invenção.

[0016] A única figura mostra uma área parcial de um injetor de combustível 100 do gênero como serve como parte integrante de um chamado sistema de injeção tipo common rail para a injeção de combustível na câmara de combustão de um motor de combustão interna, especialmente de ignição espontânea.

[0017] O injetor de combustível 100 apresenta uma caixa de injetor 1 onde é disposto ou alojado um módulo magnético 10. O módulo magnético 10 compreende um núcleo de ímã 11 essencialmente cilíndrico que em um lado frontal 12 apresenta um espaço de assento 13 anelar, radialmente circundante, para alojar uma bobina de ímã 15.

[0018] O núcleo de ímã 11 apresenta, além disso, uma abertura de passagem 17 formada concentricamente a um eixo longitudinal 16. O outro lado frontal 18 do núcleo de ímã 11, oposto ao lado frontal 12, é axialmente apoiado no fundo de uma placa de fixação 20 através de uma mola de disco 19.

[0019] O núcleo de ímã 11 é radialmente circundado por uma luva de ímã 25 que pode ser fixada axialmente em direção ao componente 20 por meio de uma junção de rosca e uma porca de capa 27 não mostrada detalhadamente. A luva de ímã 25 consiste preferencialmente em um material não magnético. A luva de ímã 25 apresenta um segmento de fixação 28 nos moldes de um flange que se projeta radialmente em direção ao eixo longitudinal 16 do núcleo de ímã 11 e da luva de ímã 25, segmento de fixação 28 este que no seu lado voltado para o lado frontal 12 apresenta uma primeira superfície de contato 29 plana que se estende verticalmente ao eixo longitudinal 16 da luva de ímã 25, onde se encosta ao lado frontal 12 do núcleo de ímã 11. A área extrema do segmento de fixação 28 voltada para o eixo longitudinal 16 constitui um segmento de distância 30 que serve para ajustar uma abertura de ar residual 32 entre o lado frontal 12 do núcleo de ímã 11 e uma área disposta radialmente dentro do segmento de distância 30 e uma superfície frontal 33 de uma armadura de ímã 35 executada como armadura chata.

[0020] A armadura de ímã 35 que serve para a operação pelo menos indireta de um elemento de injeção (agulha de injeção) disposta na caixa de injetor 1 coopera de modo convencional com a bobina de ímã 15, de tal modo que em caso de a bobina de ímã 15 estar sob corrente elétrica, a armadura de ímã 35 que é disposta de modo móvel para exercer cursos em direção do eixo longitudinal 16, é movida em direção ao núcleo de ímã 11.

[0021] A armadura de ímã 25 possui uma abertura de passagem 36 onde é inserido um pino de guia 37 que se estende em essência axialmente dentro da abertura de passagem 17 do núcleo de ímã 11. O pino de guia 37 é radialmente circundado por uma mola de pressão 38 que se apoia axialmente no lado frontal 18 do componente 20, a fim de, quando a bobina de ímã 15 não recebe corrente elétrica, solicitar a armadura de ímã 35 com uma força que afasta a armadura de ímã 35 do núcleo de ímã 11.

[0022] A armadura de ímã 35 apresenta no lado voltado para o núcleo de ímã 11, especialmente na área da abertura de ar residual 32, uma superfície frontal 39 plana. Além disso, a armadura de ímã 35 apresenta uma reentrância 40 radialmente circundante, em cuja área, especialmente na posição final mostrada na figura, é disposto o segmento de distância 30 da luva de ímã 25. A reentrância 40 possui uma profundidade que, para a formação da abertura de ar residual 32 desejada, é um pouco menor do que a altura H da luva de ímã 25 na área do segmento de distância 30.

[0023] O segmento de distância 30 apresenta no lado voltado para o fundo 41 da reentrância 40 uma segunda superfície de contato 42 plana, que se estende formando um ângulo reto com o eixo longitudinal 16, em cuja área a luva de ímã 25 encosta-se, formando a abertura de ar residual 32. Além disso, entre o segmento de distância 30 e a reentrância 40 na armadura de ímã 35 é formada uma fenda 45 radialmente circunferencial. De acordo com a ilustração da figura, a seção transversal do segmento de fixação 28 vai adelgaçando-se constantemente em direção ao eixo longitudinal 16, até que, na área do segmento de distância 30, apresenta um valor mais ou menos constante. Para isto é previsto que o lado voltado para o núcleo de ímã 11 do segmento de fixação 28 apresenta um lado inferior 46 obliquo em relação ao eixo longitudinal 16. O segmento de distância 30 também é disposto formando uma cobertura radial com o espaço de assento 13 para a bobina de ímã 15.

[0024] O módulo magnético 10 descrito aqui ou o injetor de combustível 100 pode ser alterado ou modificados de muitas maneiras, sem abandonar a doutrina da presente invenção.

Claims

1. Módulo magnético (10), com um núcleo de ímã (11) e uma luva de ímã (25) que o aloja, e com uma armadura de ímã (35) atuando em conjunto com o núcleo de ímã (11), disposta de modo longitudinalmente deslocável ao longo de um eixo longitudinal (16) da luva de ímã (25), armadura de ímã (35) esta a qual, em uma posição final, sob a formação de uma abertura de ar residual (32), é disposta em uma superfície frontal (33) do núcleo de ímã (11) oposta à armadura de ímã (35), sendo que a luva de ímã (25) apresenta um segmento de fixação (28) que se projeta radialmente em direção ao eixo longitudinal (16) para a fixação axial do núcleo de ímã (11) com um segmento de distância (30) disposto em sobreposição radial com a armadura de ímã (35) para o ajuste da abertura de ar residual (32), caracterizado pelo fato de que a armadura de ímã (35), na área do segmento de distância (30), apresenta uma reentrância (40) radialmente circundante, cuja profundidade (T) é menor do que a altura (H) do segmento de distância (30).

2. Módulo magnético (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segmento de fixação (28), no lado voltado para o núcleo de ímã (11), encosta-se diretamente na superfície frontal (33) do núcleo de ímã (11), e sendo que o segmento de distância (30), na posição final da armadura de ímã (35), encosta-se diretamente no segmento de distância (30).

3. Módulo magnético (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o segmento de fixação (28), no lado voltado para o núcleo de ímã (11), apresenta uma primeira superfície de contato (29) plana, disposta retangularmente em relação ao eixo longitudinal (16), para o núcleo de ímã (11), e sendo que o segmento de distância (30), no lado voltado para a armadura de ímã (35), apresenta uma segunda superfície de contato (42) disposta retangularmente em relação ao eixo longitudinal (16), para a armadura de ímã (35).

4. Módulo magnético (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a seção transversal do segmento de fixação (28) se adelgaça em direção ao eixo longitudinal (16) e, na área do segmento de distância (30), é a menor.

5. Módulo magnético (10), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o segmento de fixação (28) apresenta, no lado afastado do núcleo de ímã (11), um lado inferior (46) que se estende inclinado em relação ao eixo longitudinal (16).

6. Módulo magnético (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o núcleo de ímã (11), no lado voltado para a armadura de ímã (35), apresenta um espaço de assento (13) anelar para assentar uma bobina de ímã (15), e sendo que o segmento de distância (30) é disposto em sobreposição radial com o espaço de assento (13).

7. Módulo magnético (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que entre o segmento de distância (30) e a armadura de ímã (35) é formada uma fenda radial (45) na área da reentrância (40).

8. Injetor de combustível (100), caracterizado pelo fato de que compreende um módulo magnético (10), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.