DE102004013169A1 - Kraftstoffeinspritzventil - Google Patents
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Abstract
Ein Kraftstoffeinspritzventil mit einer schalldichten Abdeckung (14), die aus einem Weichharz, das Gummi enthält, geformt und am äußeren Umfang eines Metallgehäuses (1) angeordnet ist. Kollisionsgeräusche und Vibrationen werden durch die schalldichte Abdeckung (14) absorbiert, wobei eine ausgezeichnete Geräuschisolierung erreicht wird. Außerdem ist das Weichharz, das Gummi enthält, kostengünstiger und kann durch das Spritzgießen geformt werden, wodurch sich eine Reduzierung der Herstellkosten des Ventils ergibt.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Kraftstoffeinspritzventil eines Verbrennungsmotors oder dgl. und insbesondere ein Verfahren, um Kollisionsgeräusche und Vibrationen während des Öffnen und Schließens eines Ventilelements aufzufangen.
- Wie in der
JP-A 2002-534638 - Dieses Kraftstoffeinspritzventil erzeugt Kollisionsgeräusche während des Öffnen und Schließens des Ventilelements, und insbesondere Kollisionsgeräusche bei einem Ventilsitz, während das Ventil schließt und Geräusche an einem der Anschläge des Ventilelements oder seiner Verbindung, während das Ventil öffnet. Diese sich so ergebenden Kollisionsgeräusche und Vibrationen werden durch Komponentenbestandteile verbreitet und von einer Hartharz-Verkleidung, die über ein Gehäuse geformt wurde, abgegeben, wobei sich eine Geräuschquelle bildet.
- Um Geräusche und Vibrationen abzufangen, wird das Kraftstoffeinspritzventil typischerweise mit einem schalldichten Material wie Schaumgummi, Schaumharz oder dgl. bedeckt. Jedoch benötigt diese Lösung nicht nur ein schalldichtes Material, was per se teuer ist, sondern auch ein Verfahren, um das separate und deutlich voneinander getrennte schalldichte Material auf dem Kraftstoffeinspritzventil aufzubringen, was folglich zu einer weiteren Zunahme der Herstellkosten des Ventils führt.
- Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzventil zu schaffen, die eine Abnahme der nachteiligen Geräuschabgabe während des Öffnen und Schließens des Ventilelements zu niedrigen Herstellkosten zulässt.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1, 6 bzw. 7. Die vorliegende Erfindung schafft allgemein ein Kraftstoffeinspritzventil, das folgendes aufweist: Ein Gehäuse, ein Ventilelement, das axial gleitbeweglich durch das Gehäuse angeordnet ist, einen Ventilsitz, auf dem das Ventilelement angeordnet ist und eine Abdeckung, die am äußeren Umfang des Gehäuses angeordnet ist, wobei die Abdeckung aus einem Weichharz, das Gummi enthält, geformt worden ist.
- Ein Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffeinspritzventils zu schaffen, wobei das Kraftstoffeinspritzventil ein Gehäuse, ein Ventilelement, das axial gleitbeweglich durch das Gehäuse angeordnet ist, und einen Ventilsitz, auf dem das Ventilelement angeordnet ist, aufweist, und das Verfahren folgendes aufweist: Formen einer Abdeckung aus einem Weichharz, das ein Gummi enthält, wobei die Abdeckung an einem äußeren Umfang des Gehäuses angeordnet ist.
- Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der beigefügten Zeichnung ersichtlich. Darin zeigt:
-
1A eine Schnittansicht, die eine erste Ausführungsform des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt -
1B eine vergrößerte bruchstückartige Schnittansicht, die ein Ventilsitzelement darstellt; -
2 eine graphische Darstellung, die den Effekt einer Geräuschisolierung eines Weichharzes, der in der ersten Ausführungsform verwendet wird, darstellt; und -
3 eine ähnliche Ansicht wie1 , die eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. - Bezüglich der Zeichnungen wird eine Beschreibung über ein Kraftstoffeinspritzventil eines Verbrennungsmotors, die in der vorliegenden Erfindung enthalten ist, ausgeführt.
- Die
1A bis2 stellen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Bezüglich der1A und1B weist das Kraftstoffeinspritzventil ein rohrförmiges Gehäuse1 , das aus einem magnetischen Material wie Metall besteht, eine elektromagnetische Spule oder Stellantrieb2 , das auf dem äußeren Umfang des Gehäuses1 fest angeordnet ist, ein Ventilelement3 , das axial gleitbeweglich durch das Gehäuse1 angeordnet ist, und einen rohrförmigen Anker31 und eine Kugel32 , die durch das Schweißen einstückig miteinander verbunden sind, auf. Ein Kraftstoffeinlass31a ist in der unteren Umfangswand des Ankers31 ausgebildet. Die Kugel32 weist auf dem Umfang eine Vielzahl ebener Oberflächen32 auf, die durch die Bearbeitung geschaffen wurden. - Ein rohrförmiges Federgehäuse
4 ist an der Innenwand des Gehäuses1 über dem Ventilelement3 (Anker31 ) mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen fest angeordnet, wie in1A dargestellt. Ein rohrförmiger Federanschlag5 ist durch das Federgehäuse4 ortsfest angeordnet und eine Rückholfeder6 ist zwischen dem unteren Ende des Federanschlages5 und einem abgestuften Bereich des Ankers31 im zusammengepressten Zustand angeordnet. Wenn die elektromagnetische Spule2 nicht mit Strom versorgt wird, wird das Kraftstoffeinspritzventil mit dem Ventilelement3 , das auf der Sitzfläche7a eines Ventilsitzelementes7 , das später beschrieben werden wird, angeord net ist, durch eine elastische Druckkraft der Rückholfeder6 geschlossen. - Wie in
1B am besten zu sehen ist, weist das Ventilsitzelement7 eine Sitzfläche7a für die Kugel32 des Ventilelements3 und eine Einspritzöffnung7b , die in der Mitte ausgebildet ist, auf. Das Ventilsitzelement7 ist am inneren Umfang des unteren Endes des Gehäuses1 angeschweißt. Eine Düsenplatte8 mit einer Vielzahl an Düsenöffnungen8a ist an der unteren Seite des Ventilsitzelementes7 angeschweißt. - Ein Deckelelement
9 steht mit dem Außenumfang des unteren Endes des Gehäuses1 fest im Eingriff und eine Spulenabdeckung zur Abdeckung des Außenumfanges der elektromagnetischen Spule2 weist ein unteres Ende, das am Gehäuse1 angeschweißt ist, auf. - Ein Kraftstofffilter
11 ist mit dem oberen Ende des Gehäuses 1 fest im Eingriff. - Eine Hartharz-Verkleidung
12 wird durch Einspritzgießen eines Hartharzes geschaffen, die einen Bereich, der sich vom oberen Ende der Spulenabdeckung10 bis zu dem des Gehäuses1 erstreckt und einen Bereich entsprechend der elektromagnetischen Spule2 aufweist, außer einem Ende eines Anschlussstückes2a . Ein Dichtungselement13 ist zwischen dem oberen Ende der Außenfläche der Verkleidung12 und dem oberen Ende der Flanschfläche des Gehäuses1 angeordnet. - Die Verkleidung
12 ist mit einem Anschlussstück12a ausgebildet, das durch das Umschließen des Endes des Anschlussstückes2a der elektromagnetischen Spule2 geschaffen wird. - In der ersten Ausführungsform weist das Kraftstoffeinspritzventil einen Außenumfang auf, der mit Ausnahme des oberen Endes der Verkleidung
12 und des Anschlussstückes12a mit einer schalldichten Abdeckung14 bedeckt ist, die mit einem Weichharz, das Gummi enthält, geformt worden ist, wobei das Verhältnis zwischen Gummi und Weichharz z.B. 50 : 50 ist. - In das Kraftstoffeinspritzventil, das derartig hergestellt wurde, wird der Kraftstoff, der durch eine Kraftstoffpumpe, die nicht dargestellt ist, zugeführt wird, vom Kraftstofffilter
11 in das Gehäuse1 durch eine Kraftstoffleitung, die an der Innenseite des Federanschlages5 und des Ankers31 angeordnet ist, eingelassen. Danach fließt der Kraftstoff in einen Außenraum aus einem Kraftstoffeinlass31a , um von einem Freiraum zwischen einer ebenen Umfangsfläche32a der Kugel32 und der Sitzfläche7a zu einem abgeschlossenen Bereich, der durch den Kontakt zwischen der Kugel32 und der Sitzfläche7a geschaffen wurde, einzufließen. - Wenn die elektromagnetische Spule
2 mit Strom versorgt wird, wird das Ventilelement3 , das aus magnetischem Material besteht, durch eine elektromagnetische Kraft gegen eine Vorspannkraft der Rückholfeder6 aufwärts bewegt, bis es auf eine Position trifft, bei der das obere Ende der Außenfläche des Ankers33 mit einem unteren Ende der Außenfläche4a des Federgehäuses4 zusammenstößt. - Damit wird die Kugel
32 des Ventilelementes3 von der Sitzfläche7a getrennt, um das Kraftstoffeinspritzventil in den geöffneten Zustand zu bringen. Bezüglich1B wird somit Kraftstoff von der Einspritzöffnung7b , die in der Mitte der Sitzfläche7a des Ventilsitzelementes7 ausgebildet wurde, und den Düsenöffnungen8a , die in der Düsenplatte8 ausgebildet wurden, radial eingespritzt. - Wenn andererseits die Stromversorgung der elektromagnetischen Spule
2 unterbrochen wird, wird das Ventilelement3 durch eine Vorspannkraft der Rückholfeder6 abwärts bewegt, bis es auf die Sitzfläche7a des Ventilsitzelementes7 stößt und somit das Kraftstoffeinspritzventil in den geschlossenen Zustand überführt. - Auf diese Weise werden während des Öffnen und Schließens des Kraftstoffeinspritzventils, wenn das Ventilelement
3 mit dem unteren Ende der Außenfläche4a des Federgehäuses4 und der Sitzfläche7a des Ventilelementes7 zusammenstößt, Kollisionsgeräusche und Vibrationen erzeugt und an das Metallgehäuse1 und die Hartharz-Verkleidung12 weitergegeben. Diese Kollisionsgeräusche und Vibrationen werden jedoch durch eine schalldichte Weichharz-Abdeckung14 absorbiert, die den größten Teil der Hartharz-Verkleidung12 bedeckt, um somit eine ausgezeichnete Geräuschisolierung zu erreichen. - Außerdem ist ein Weichharz, das Gummi enthält, kostengünstiger als reines Gummi und kann durch Spritzgießen gestaltet werden, wodurch sich eine Beschränkung der Herstellkosten des Kraftstoffeinspritzventils ergibt.
- Es ist nicht notwendig, einen Bereich des Kraftstoffeinspritzventils unterhalb der Verkleidung
12 zu bedecken, weil er gegenüber dem Einlasskanal angeordnet ist, und somit eine geringere Geräuschabgabe, die an dieser Stelle erzeugt wird, bewirkt. - Die
2 stellt die Messergebnisse des Schalldrucks oder Geräusches dar, die erzeugt werden, wenn Eisenkugeln auf Platten fallen, die jeweils aus dem Weichharz, das die schalldichte Abdeckung14 bildet und das Hartharz, das die Verkleidung12 bildet, bestehen. Der Schalldruck wird durch einen Sensor, der auf den Platten angeordnet ist, gemessen. Aus2 ist ersichtlich, dass das Weichharz im Vergleich mit dem Hartharz eine hohe Verminderung des maximalen Schalldruckpegels zulässt. - Bezüglich
3 wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, die im Wesentlichen der ersten Ausführungsform entspricht, mit Ausnahme des folgenden:
Insbesondere ist ein Bereich des Kraftstoffeinspritzventils in der ersten Ausführungsform, der der elektromagnetischen Spule2 entspricht, so ausgebildet, dass eine Wicklung um einen Spulenkörper der elektromagnetischen Spule2 geschaffen wird und danach der Außenumfang der elektromagnetischen Spule2 aus einem Hartharz geformt wird. In der zweiten Ausführungsform dieses Verfahrens wird der Umfang eines Anschlussteils, das mit der Wicklung verbunden ist und sich bis zu einem Anschlussstück12a' erstreckt, als einstückiger Aufbau gestaltet, und somit eine Hartharz-Verkleidung12' ergibt. - Insbesondere wurde in der ersten Ausführungsform (ebenfalls in der bekannten Technik) die elektromagnetische Spule
2 mit einer Wicklung mit einem Außenumfang, der aus einem Hartharz geformt wurde, in einer Spulenabdeckung10 angeordnet, danach wurde die Hartharz-Verkleidung12 am Außenumfang der elektromagnetischen Spule2 ausgebildet. Andererseits wurden in der zweiten Ausführungsform der Hartharz-Außenumfang der Wicklung und die Hartharz-Verkleidung12 einstückig ausgebildet, und nur der Außenumfang der Wicklung und der Umfang des Anschlussteils wurden mit der Hartharz-Ausformung versehen, d.h., ein minimaler Bereich der elektromagnetischen Spule2 , die diese Formfestigkeit erfordert. - Eine schalldichte Abdeckung
14' wird am Außenumfang der Hartharz-Verkleidung12' angeordnet, mit Ausnahme eines Bereiches, der dem Anschlussstück12a' entspricht und eines Bereiches des Metallgehäuses1 oberhalb des oberen Bereiches der Spulenabdeckung10 . Die schalldichte Abdeckung14' wird aus einem Weichharz, das Gummi enthält, geformt, wobei das Verhältnis zwischen Gummi und Weichharz z.B. 50 : 50 beträgt. - In der zweiten Ausführungsform ist es nicht nur möglich, einen Geräuschisolierungseffekt sicherzustellen, sondern auch den Außenumfang der elektromagnetischen Spule
2 und den Bereich des Anschlussteils, der sich bis zum Anschlussstück12a' erstreckt, in einem Arbeitsgang zu formen, wobei eine Verringerung der Verfahrensschritte und somit eine weitere Verminderung der Herstellkosten des Kraftstoffeinspritzventils bewirkt wird. - Nachdem die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit den dargestellten Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist anzumerken, dass sie nicht auf diese beschriebenen Ausführungsformen begrenzt ist und verschiedene Änderungen und Modifikationen geschaffen werden können, ohne dass sie vom Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abweichen.
- In den dargestellten Ausführungsformen ist z.B. das Weichharz, das Gummi enthält, so beschaffen, dass das Verhältnis zwischen Gummi und Weichharz 50 : 50 beträgt. Optional kann dieses Verhältnis ungefähr 20 : 80 bis 80 : 20 betragen. Dieses Verhältnis bewirkt eine Verträglichkeit zwischen dem Erreichen einer ausgezeichneten Geräuschisolierung durch die Eigenschaften eines Gummis und die Einfachheit des Spritzgießens infolge der Harzeigenschaften.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wie oben beschrieben, das Weichharz, das Gummi enthält, kostengünstiger als reines Gummi und kann durch Spritzgießen gestaltet werden, wodurch sich eine Reduzierung der Herstellkosten des Kraftstoffeinspritzventils ergibt. Dies führt auch zu einer ausgezeichneten Geräuschisolierung des Kraftstoffeinspritzventils zu geringeren Kosten.
- Da der Außenumfang des Metallgehäuses aus einem Hartharz und die Verkleidung aus einem Weichharz, das Gummi enthält, geformt werden, die auf dem Außenumfang anzuordnen ist, kann die Geräuschisolierung des Kraftstoffeinspritzventils ferner erreicht werden, solange die Formfestigkeit erhalten bleibt.
- Da die Abdeckung aus einem Hartharz geformt wird, um den Außenumfang der Spule und einen Bereich, der sich bis zum Anschlussstück erstreckt, abzudecken, kann die Gestaltung dieses Bereichs außerdem in einem Arbeitsgang ausgeführt werden, während ein Geräuschisolierungseffekt gesichert wird, wobei eine Reduzierung der Verfahrensschritte und somit eine weitere Reduzierung der Herstellkosten des Kraftstoffeinspritzventils bewirkt werden kann.
- Diese Ausführung basiert auf der japanischen Patentanmeldung
P 2003-082778 - Zusammengefasst kann folgendes festgehalten werden:
Ein Kraftstoffeinspritzventil mit einer schalldichten Abdeckung14 , die aus einem Weichharz, das Gummi enthält, geformt und am äußeren Umfang eines Metallgehäuses1 angeordnet ist. Kollisionsgeräusche und Vibrationen werden durch die schalldichte Abdeckung14 absorbiert, wobei eine ausgezeichnete Geräuschisolierung erreicht wird. Außerdem ist das Weichharz, das Gummi enthält, kostengünstiger und kann durch das Spritzgießen geformt werden, wodurch sich eine Reduzierung der Herstellkosten des Ventils ergibt.
Claims (11)
- Ein Kraftstoffeinspritzventil mit: – einem Gehäuse (
1 ); – einem Ventilelement (3 ), das axial gleitbeweglich durch das Gehäuse (1 ) angeordnet ist; – einem Ventilsitz (7 ), auf dem das Ventilelement (3 ) angeordnet ist; und – einer Abdeckung (14 ), die am äußeren Umfang des Gehäuses (1 ) angeordnet ist, wobei die Abdeckung (14 ) aus einem Weichharz, das Gummi enthält, geformt worden ist. - Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 1, wobei das Gehäuse (
1 ) aus einem Metall besteht, und der äußere Umfang des Gehäuses (1 ) aus einem Hartharz geformt worden ist. - Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 1 oder 2 mit: – einem Stellantrieb (
2 ), der das Ventilelement (3 ) antreibt, wobei der Stellantrieb (2 ) eine Spule (2 ) und ein Anschlussstück (2a ) aufweist; und – einer Verkleidung (12 ), die einen Außenumfang der Spule (2 ) und einen Bereich, der sich bis zum Anschlussstück (2a ) erstreckt, verdeckt, wobei die Verkleidung (12 ) aus einem Hartharz geformt worden ist und die Verkleidung (12 ) mit der Abdeckung (14 ) verdeckt wird. - Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Weichharz so hergestellt wird, dass ein Verhältnis zwischen Gummi und Weichharz 50 : 50 beträgt.
- Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Weichharz so hergestellt wird, dass ein Ver hältnis zwischen Gummi und Weichharz 20 : 80 bis 80 : 20 beträgt.
- Kraftstoffeinspritzventil mit: – einem Gehäuse (
1 ); – einem Ventilelement (3 ), das axial gleitbeweglich durch das Gehäuse (1 ) angeordnet ist; – einem Ventilsitz (7 ), auf dem das Ventilelement (3 ) angeordnet ist; – einer Abdeckung (14 ), die am äußeren Umfang des Gehäuses (1 ) angeordnet ist, wobei die Abdeckung (14 ) aus einem Weichharz, das Gummi enthält, geformt worden ist; – einem Stellantrieb (2 ), der das Ventilelement (3 ) antreibt, wobei der Stellantrieb (2 ) eine Spule (2 ) und ein Anschlussstück (2a ) aufweist; und – einer Verkleidung (12 ), die einen Außenumfang der Spule (2 ) und einen Bereich, der sich bis zum Anschlussstück (2a ) erstreckt, verdeckt und die Verkleidung (12 ) aus einem Hartharz geformt worden ist, wobei die Verkleidung (12 ) mit der Abdeckung (14 ) verdeckt wird. - Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffeinspritzventils mit einem Gehäuse (
1 ) , einem Ventilelement (3 ), das axial gleitbeweglich durch das Gehäuse (1 ) angeordnet ist, und einem Ventilsitz (7 ), auf dem das Ventilelement (3 ) angeordnet ist, wobei das Verfahren folgendes aufweist: Formen einer Abdeckung (14 ) aus einem Weichharz, das Gummi enthält, wobei die Abdeckung (14 ) an einem äußeren Umfang des Gehäuses (1 ) angeordnet ist. - Verfahren gemäß Anspruch 7, das ferner folgendes aufweist: Formen des äußeren Umfangs des Gehäuses (
1 ) aus einem Hartharz, wobei das Gehäuse (1 ) aus einem Metall besteht. - Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei das Kraftstoffeinspritzventil ferner einen Stellantrieb (
2 ) zum Antreiben des Ventilelements (3 ) und der Stellantrieb (2 ) eine Spule (2 ) und ein Anschlussstück (2a ) aufweisen, wobei das Verfahren ferner folgendes aufweist: Formen einer Verkleidung (12 ) aus einem Hartharz, wobei die Verkleidung (12 ) einen Außenumfang der Spule (2 ) und einen Bereich, der sich bis zum Anschlussstück (2a ) erstreckt, verdeckt, und wobei die Verkleidung (12 ) mit der Abdeckung (14 ) verdeckt wird. - Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Weichharz so hergestellt wird, dass ein Verhältnis zwischen Gummi und Weichharz 50 : 50 beträgt.
- Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das Weichharz so konstruiert ist, dass ein Verhältnis zwischen Gummi und Weichharz 20 : 80 bis 80 : 20 beträgt.
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