DE10211044A1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung und Verfahren für ihre Herstellung - Google Patents
Kraftstoffeinspritzeinrichtung und Verfahren für ihre HerstellungInfo
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Abstract
Eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung umfaßt ein rohrförmiges Gehäuse mit einem axialen Kraftstoffdurchlaß. In dem Kraftstoffdurchlaß sind ein Ventilsitzelement, ein Kernzylinder und ein Ventilelement angeordnet, das dazwischen beweglich und über einen axialen Luftspalt gegenüber dem Kernzylinder angeordnet ist. Ein elektromagnetischer Aktuator wirkt mit dem Gehäuse, dem Ventilelement und dem Kernzylinder so zusammen, daß ein Magnetfeld erzeugt wird, das das Ventilelement gegen die Kraft einer Feder zwischen dem Ventilelement und dem Kernzylinder in die geöffnete Stellung zwingt, wenn er erregt wird. Das Gehäuse umfaßt einen Reluktanzabschnitt, der eine erhöhte magnetische Reluktanz erzeugt und dem Magnetfeld ermöglicht, durch den Luftspalt zum Ventilelement und zum Kernzylinder zu verlaufen. Der Reluktanzabschnitt besitzt eine verringerte radiale Dicke und eine axiale Länge, die sich über den Luftspalt erstreckt.
Description
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Kraftstoffein
spritzeinrichtungen und insbesondere eine Kraftstoffein
spritzeinrichtung, die zum Einspritzen von Kraftstoff in
einen Motor, beispielsweise einen Kraftfahrzeugmotor,
geeignet ist.
Im allgemeinen enthalten Kraftstoffeinspritzeinrichtun
gen, die für Kraftfahrzeugmotoren verwendet werden, ein
rohrförmiges Gehäuse mit einem axialen Kraftstoffdurch
laß, das aus einem magnetischen Metall hergestellt ist.
An einem Ende des Kraftstoffdurchlasses ist ein Ventil
sitz angeordnet, der einen Kraftstoffauslaß besitzt. In
dem Kraftstoffdurchlaß ist in einem axialen Abstand vom
Ventilsitz ein Kernzylinder angeordnet. Im Kraftstoff
durchlaß ist ein Ventilelement axial beweglich angeord
net. Ein elektromagnetischer Aktuator ist dazu vorgese
hen, das Ventilelement in eine geöffnete Stellung zu
zwingen, wenn er erregt wird. In der geöffneten Stellung
ist das Ventilelement nicht mit dem Ventilsitz in Kon
takt, so daß Kraftstoff durch den Kraftstoffauslaß in den
Motor eingespritzt werden kann.
Aus JP 11-6467-A ist eine elektromagnetisch betätigte
Kraftstoffeinspritzeinrichtung bekannt. Diese Kraft
stoffeinspritzeinrichturig umfaßt ebenfalls ein Gehäuse,
einen Kernzylinder, der axial gegenüber dem Ventilelement
angeordnet ist und wobei sich dazwischen ein axialer
Luftspalt befindet, und eine nichtmagnetische Verbindung
zwischen dem Gehäuse und dem Kernzylinder. Wenn der
elektromagnetische Aktuator erregt wird, verläuft ein
Magnetfeld zum Kernzylinder und durch den axialen Luft
spalt zum Ventilelement, so daß das Ventilelement durch
den Kernzylinder angezogen und in die geöffnete Stellung
bewegt wird. Die nichtmagnetische Verbindung unterdrückt
einen Kurzschluß des Magnetfeldes, der andernfalls zwi
schen dem Gehäuse und dem Kernzylinder hervorgerufen
werden könnte. Falls der Kurzschluß hervorgerufen wird,
bildet das Magnetfeld einen geschlossenen Magnetkreis,
ohne daß es durch den axialen Luftspalt zwischen dem
Kernzylinder und dem Ventilelement verläuft. Dies bewirkt
eine Verringerung der magnetischen Kraft, die auf das
Ventilelement und den Kernzylinder wirkt.
Aus JP 2000-8990-A ist ebenfalls eine elektromagnetisch
betätigte Kraftstoffeinspritzeinrichtung des gleichen
Typs wie oben beschrieben bekannt. Diese Kraftstoffein
spritzeinrichtung umfaßt ein Gehäuse, das aus einem
Metallrohr gebildet ist, und einen ringförmigen nichtma
gnetischen Abschnitt, der an einer axialen Mittelposition
des Gehäuses angeordnet ist. Wenn der elektromagnetische
Aktuator erregt wird, verhindert der ringförmige nichtma
gnetische Abschnitt einen Kurzschluß des Magnetfeldes.
Der ringförmige nichtmagnetische Abschnitt wird dadurch
gebildet, daß der axiale Mittelabschnitt des Metallrohrs
einer Wärmebehandlung, beispielsweise einer induktiven
Erwärmung, unterworfen wird.
Aus JP 2001-27169-A ist eine elektromagnetisch betätigte
Kraftstoffeinspritzeinrichtung desselben Typs wie oben
beschrieben bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung
umfaßt ein rohrförmiges Gehäuse mit einem Kraftstoffaus
laß an einem axialen Endabschnitt, einer Harzabdeckung,
die einen gegenüberliegenden axialen Endabschnitt des
Gehäuses abdeckt, eine Dichtung, die in der Nähe des
einen axialen Endabschnitts des Gehäuses angeordnet ist,
und eine Harzschutzeinrichtung, die den einen axialen
Endabschnitt des Gehäuses und die Dichtung schützt. Bei
der Herstellung dieser Kraftstoffeinspritzeinrichtung
werden die Teile wie etwa ein Ventilsitz, ein Ventilele
ment, ein Kernzylinder und ein elektromagnetischer Aktua
tor am Gehäuse montiert, während die Harzabdeckung durch
Druckguß ausgebildet wird. Ein axialer Luftspalt (Ventil
hubbetrag) zwischen dem Ventilelement und dem Kernzylin
der wird unter Verwendung eines Werkzeugs eingestellt.
Nach der Einstellarbeit wird die im voraus gegossene
Harzschutzeinrichtung an dem einen axialen Endabschnitt
des Gehäuses zusammen mit der Dichtung angebracht.
Bei der Herstellung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung,
die aus JP 11-6467-A bekannt ist, erfordern eine For
mungsarbeit für die nichtmagnetische Verbindung und den
Kernzylinder sowie eine Zusammenfügungsarbeit verhältnis
mäßig viel Zeit und Aufwand. Der Grund hierfür besteht
darin, daß die nichtmagnetische Verbindung und der Kern
zylinder Eingriffabschnitte besitzen, die bei ihrer
Zusammenfügung in gegenseitigen Eingriff gelangen können,
was die Formen der Verbindung und des Kernzylinders
kompliziert macht. Dadurch wird die Produktivität ver
schlechtert und wird die Anzahl der Teile erhöht, was zu
einer komplizierten Struktur der Kraftstoffeinspritzein
richtung und zu einer Verringerung ihrer Zuverlässigkeit
führt. In der Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die aus
JP 2000-8990-A bekannt ist, neigt das Gehäuse zu einer
thermischen Verformung, die durch die Wärmebehandlung
hervorgerufen wird. Dies kann zu einer geringfügigen
Verwindung und/oder Verziehung führen, was eine fehler
hafte Zusammenfügung der Teile wie etwa des Ventilele
ments, des Kernzylinders und des elektromagnetischen
Aktuators zur Folge hat. Außerdem ist es wahrscheinlich,
daß sich das Ventilelement bei einer Betätigung der
Kraftstoffeinspritzeinrichtung aufgrund der Verzerrung
und Verziehung des Gehäuses nicht gleichmäßig im Gehäuse
bewegt. Weiterhin muß bei der Herstellung der Kraft
stoffeinspritzeinrichtung, die aus JP 2001-27169-A be
kannt ist, die Schutzeinrichtung getrennt gegossen und am
Gehäuse angebracht werden, nachdem der axiale Luftspalt
zwischen dem Ventilelement und dem Kernzylinder einge
stellt worden ist, um die Einstellarbeit zu erleichtern.
Für die Formung der Schutzeinrichtung in einem Gießprozeß
getrennt von der Montagelinie und für die anschließende
Anbringung der gegossenen Schutzeinrichtung am Gehäuse
sind viel Zeit und Aufwand erforderlich. Dies führt zu
einer Verschlechterung der Produktivität bei der Herstel
lung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die ein teilweise magne
tisch unterbrochenes Gehäuse verwendet, einen einfachen
Aufbau mit einer verringerten Anzahl von Teilen besitzt
und hinsichtlich Produktivität und Zuverlässigkeit ver
bessert ist, sowie ein Verfahren zum Herstellen einer
derartigen Kraftstoffeinspritzeinrichtung, bei dem das
teilweise magnetisch unterbrochene Gehäuse einfach und
mit hoher Genauigkeit durch eine allgemeine Bearbeitung
hergestellt wird und bei dem die Harzschutzeinrichtung in
einer einfachen Fertigungslinie der Kraftstoffeinspritz
einrichtung ausgebildet und am Gehäuse angebracht wird,
was zu einer Verringerung der Anzahl der Teile und zu
einer Verbesserung der Arbeitseffizienz bei der Montage
beiträgt, zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 bzw. durch
ein Verfahren zum Herstellen einer Kraftstoffeinspritz
einrichtung nach Anspruch 16. Weiterbildungen der Erfin
dung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut
lich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt;
es zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Kraftstoffein
spritzeinrichtung gemäß einer ersten Ausführungs
form der Erfindung;
Fig. 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht längs der
Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht längs der
Linie 3-3 in Fig. 1;
Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht von Fig. 1, die ein
distales Ende der Kraftstoffeinspritzeinrichtung
zeigt;
Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht von Fig. 4, die die
Umgebung eines radial verdünnten Abschnitts eines
rohrförmigen Gehäuses der Kraftstoffeinspritzein
richtung zeigt;
Fig. 6 eine vergrößerte Teilansicht ähnlich Fig. 5, die
jedoch den radial verdünnten Abschnitt des Gehäu
ses zeigt;
Fig. 7 eine Explosionsansicht im Längsschnitt einer
Baueinheit, die das Gehäuse, ein Ventilsitzele
ment, einen elektromagnetischen Aktuator, eine
Aktuatorabdeckung und einen Verbindungskern um
faßt;
Fig. 8 eine vergrößerte Teilansicht von Fig. 1, die eine
Schutzeinrichtung am distalen Ende der Kraft
stoffeinspritzeinrichtung zeigt;
Fig. 9 einen Längsschnitt der Baueinheit, die das Gehäu
se, das Ventilsitzelement, den elektromagneti
schen Aktuator, die Aktuatorabdeckung und den
Verbindungskern umfaßt;
Fig. 10 eine Längsschnittansicht der in eine Gießform
eingesetzten Baueinheit, wenn eine Abdeckung und
eine Schutzeinrichtung durch Druckguß gebildet
werden;
Fig. 11 eine erläuternde Darstellung der Baueinheit aus
Abdeckung und Schutzeinrichtung, an der das Ven
tilelement, ein Kernzylinder, eine Feder, ein Fe
dersitz und eine Dichtung angebracht sind;
Fig. 12 eine Ansicht ähnlich Fig. 8, die jedoch die
Schutzeinrichtung der Kraftstoffeinspritzeinrich
tung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Er
findung zeigt; und
Fig. 13 eine Ansicht ähnlich Fig. 4, die jedoch die
Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einer drit
ten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
In den Fig. 1 bis 11 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrich
tung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung
gezeigt, die in einen Kraftfahrzeugmotor eingebaut werden
kann. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, besitzt die Kraft
stoffeinspritzeinrichtung ein Einspritzgehäuse 1, das als
äußerer Mantel dient, der ein rohrförmiges Gehäuse 2,
eine Aktuatorabdeckung 13 und eine Harzabdeckung 18
umfaßt. Das Gehäuse 2 bildet einen Hauptkörper des Ein
spritzgehäuses 1 und ist aus einem Rohr aus einem magne
tischen Werkstoff wie etwa einem Metall, beispielsweise
einem elektromagnetischen rostfreien Stahl, hergestellt.
Das Gehäuse 2 hat die Form eines gestuften Zylinders, wie
in den Fig. 1 und 7 gezeigt ist. Es umfaßt eine Wand, die
einen axialen Kraftstoffdurchlaß 3 in Form einer axialen
Bohrung definiert. Das Gehäuse 2 umfaßt einen Ventilauf
nahmeabschnitt 2A, einen Kernzylinder-Aufnahmeabschnitt
2B, einen Reluktanzabschnitt 16 und einen Kraftstoffzu
fuhrabschnitt 2C, die koaxial angeordnet sind. Der axiale
Kraftstoffdurchlaß 3 verläuft durch den Ventilaufnahmeab
schnitt 2A, den Kernzylinder-Aufnahmeabschnitt 2B, den
Reluktanzabschnitt 16 und den Kraftstoffzufuhrabschnitt
2C. Der Ventilaufnahmeabschnitt 2A nimmt ein Ventilele
ment 8 und ein Ventilsitzelement 5 auf, wie später erläu
tert wird. Der Kernzylinder-Aufnahmeabschnitt 2B nimmt
einen Kernzylinder 9 auf, wie später erläutert wird. Der
Ventilaufnahmeabschnitt 2A und der Kernzylinder-
Aufnahmeabschnitt 2B besitzen im wesentlichen den glei
chen Innendurchmesser. Zwischen den Ventilaufnahmeab
schnitt 2A und den Kernzylinder-Aufnahmeabschnitt 2B ist
ein Reluktanzabschnitt 16 eingefügt, der einen Teil
sowohl des Ventilelements 8 als auch des Kernzylinders 9
aufnimmt. Axial benachbart zum Kernzylinder-
Aufnahmeabschnitt 2B ist der Kraftstoffzufuhrabschnitt 2C
angeordnet. Er besitzt einen größeren Innendurchmesser
als der Ventilaufnahmeabschnitt 2A und der Kernzylinder-
Aufnahmeabschnitt 2B. Am Kraftstoffzufuhrabschnitt 2C ist
ein Kraftstoffilter 4 angebracht, durch den Kraftstoff
dem Kraftstoffdurchlaß 3 zugeführt wird.
Wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, besitzen der Ventil
aufnahmeabschnitt 2A und der Kernzylinder-
Aufnahmeabschnitt 2B des Gehäuses 2 eine vorgegebene
Dicke (radiale Abmessung) t1. Die vorgegebene Dicke t1
liegt im Bereich von etwa 0,2 mm bis etwa 10,0 mm und
vorzugsweise im Bereich von etwa 0,2 mm bis etwa 3,00 mm.
Der Reluktanzabschnitt 16 zwischen dem Ventilaufnahmeab
schnitt 2A und dem Kernzylinder-Aufnahmeabschnitt 2B
erzeugt eine erhöhte magnetische Reluktanz, wenn der
elektromagnetische Aktuator 12 erregt ist, um das Ventil
element 8 in eine geöffnete Stellung zu bewegen, wie
später erläutert wird. Der Reluktanzabschnitt 16 ist
durch eine ringförmige Nut 17 gebildet, die auf der
gesamten äußeren Umfangsfläche des Gehäuses 2 zwischen
dem Ventilaufnahmeabschnitt 2A und dem Kernzylinder-
Aufnahmeabschnitt 2B in Umfangsrichtung verläuft. Die Nut
17 besitzt einen im allgemeinen rechtwinkligen Quer
schnitt in Längsrichtung des Gehäuses 2. Der Reluk
tanzabschnitt 16 besitzt eine vorgegebene Dicke t2, die
geringer als die Dicke t1 des Ventilaufnahmeabschnitts 2A
und des Kernzylinder-Aufnahmeabschnitts 2B ist. Die
Differenz zwischen der Dicke t1 und der Dicke t2 ist in
Fig. 6 durch Δt angegeben. Die vorgegebene Dicke liegt im
Bereich von etwa 0,1 mm bis etwa 9,0 mm und vorzugsweise
im Bereich von etwa 0,1 mm bis etwa 2,8 mm. Die Differenz
Δt ist nicht kleiner als 0,1 mm. Der Reluktanzabschnitt
16 besitzt eine vorgegebene axiale Länge L, die sich
zwischen dem Ventilelement 8 und dem Kernzylinder 9 über
den axialen Luftspalt S erstreckt. Die vorgegebene Länge
L des Reluktanzabschnitts 16 ist größer als die Abmessung
des axialen Luftspalts S. Sie liegt im Bereich von etwa
2 mm bis etwa 20 mm.
Wie wiederum in Fig. 1 gezeigt ist, ist das Ventilsitz
element 5 im axialen Kraftstoffdurchlaß 3 im Ventilauf
nahmeabschnitt 2A des Gehäuses 2 angeordnet. Das Ventil
sitzelement 5, das eine im allgemeinen zylindrische Form
besitzt, ist an einem axialen Endabschnitt des Ventilauf
nahmeabschnitts 2A angebracht. Wie in Fig. 4 gezeigt ist,
definiert das Ventilsitzelement 5 einen Kraftstoffauslaß
5A, der in eine axiale Stirnfläche des Ventilsitzelements
5 mündet und durch den Kraftstoff im axialen Kraftstoff
durchlaß 3 nach außen ausgespritzt wird. Das Ventilsitz
element 5 umfaßt einen Ventilsitz 5B mit einer im allge
meinen konischen Oberfläche, die den Kraftstoffauslaß 5A
umgibt. Das Ventilelement 8 gelangt mit dem Ventilsitz 5B
in Kontakt, um den Kraftstoffauslaß 5A zu verschließen
und ein Ausspritzen von Kraftstoff aus den Kraftstoffaus
laß 5A zu verhindern. Das Ventilsitzelement 5 ist am
Ventilaufnahmeabschnitt 2A durch einen um den gesamten
Umfang verlaufenden Schweißwulst 6 befestigt, wie in
Fig. 4 gezeigt ist. An der axialen Stirnfläche des Ven
tilsitzelements 5 ist eine Düsenplatte 7 befestigt, die
den Kraftstoffauslaß 5A abdeckt. Die Düsenplatte 7 ist
mit mehreren Durchgangsbohrungen 7A versehen.
Das Ventilelement 8 ist im axialen Kraftstoffdurchlaß 3
im Ventilaufnahmeabschnitt 2A des Gehäuses 2 axial beweg
lich. Das Ventilelement 8 enthält einen axial verlaufen
den Ventilschaft 8A, einen im allgemeinen kugelförmigen
Ventilkörper 8B, der an einem axialen Ende des Ventil
schafts 8A befestigt ist, sowie einen am gegenüberliegen
den axialen Ende des Ventilschafts 8A angeordneten und
aus einem magnetischen Werkstoff wie etwa einem Metall
hergestellten Anziehungszylinder 8C. In dieser Ausfüh
rungsform ist der Anziehungszylinder 8C mit dem Ventil
schaft 8A einteilig ausgebildet. Das Ventilelement 8 ist
in Fig. 4 in der geschlossenen Stellung gezeigt, in der
der Ventilkörper 8B mit dem Ventilsitz 5B des Ventilsitz
elements 5 in Kontakt ist, um eine Fluidverbindung zwi
schen dem axialen Kraftstoffdurchlaß 3 und dem Kraftstof
fauslaß 5A zu verhindern. Das Ventilelement 8 kann außer
dem eine geöffnete Stellung einnehmen, in der der Ventil
körper 8B mit dem Ventilsitz 5B nicht in Kontakt ist und
eine Fluidverbindung zwischen dem axialen Kraftstoff
durchlaß 3 und dem Kraftstoffauslaß 5A zugelassen wird.
In der geschlossenen Stellung ist zwischen den gegenüber
liegenden axialen Stirnflächen des Anziehungszylinders 8C
und des Kernzylinders 9 ein axialer Luftspalt S vorhan
den. Der axiale Luftspalt S besitzt einen im voraus
eingestellten Wert, der in Abhängigkeit vom Durchmesser
von Bohrungen 7A der Düsenplatte 7 bestimmt ist. Der
axiale Luftspalt S darf höchstens 300 µm betragen. Das
Ventilelement 8 wird aus der geschlossenen Stellung in
der in Fig. 4 mit A bezeichneten Richtung in die geöffne
te Stellung bewegt, wenn der elektromagnetische Aktuator
12 erregt wird, wie später beschrieben wird.
Der aus einem magnetischen Werkstoff wie etwa einem
Metall hergestellte Kernzylinder 9 ist am Kernzylinder-
Aufnahmeabschnitt 2B des Gehäuses 2 durch Preßpassung
angebracht. Im Kernzylinder 9 ist durch ein geeignetes
Verfahren wie etwa eine Preßpassung eine Feder 10 befe
stigt. Die Feder 10 ist zwischen dem Federsitz 11 und dem
Ventilelement 8 im komprimierten Zustand angeordnet, so
daß es das Ventilelement 8 stets in die geschlossene
Stellung vorbelastet.
Der elektromagnetische Aktuator 12 ist im allgemeinen an
einer äußeren Umfangsfläche des Kernzylinder-
Aufnahmeabschnitts 2B des Gehäuses 2 angeordnet. Ein
axialer Endabschnitt des elektromagnetischen Aktuators 12
befindet sich am Reluktanzabschnitt 16. Wie in Fig. 4
gezeigt ist, umfaßt der elektromagnetische Aktuator 12
eine Haspel 12A und eine um die Haspel 12A gewickelte
Spule 12B. Der elektromagnetische Aktuator 12 arbeitet
mit dem Gehäuse 2, dem Ventilelement 8, dem Kernzylinder
9, der Aktuatorabdeckung 13 und dem Verbindungskern 15
zusammen, um bei Erregung über die Anschlußstifte 19A des
Verbinders 19, die mit der Spule 12A wie in Fig. 1A
gezeigt verbunden sind, ein Magnetfeld H zu erzeugen.
Genauer wird das Magnetfeld H längs eines geschlossenen
Magnetkreises erzeugt, der durch den Ventilaufnahmeab
schnitt 2A und den Kernzylinder-Aufnahmeabschnitt 2B des
Gehäuses, den Anziehungszylinder 8C des Ventilelements 8,
den axialen Luftspalt S. den Kernzylinder 9, die Aktua
torabdeckung 13 und den Verbindungskern 15 definiert ist.
Die Aktuatorabdeckung 13 ist aus einem magnetischen
Werkstoff wie etwa einem Metall hergestellt und besitzt
die Form eines gestuften Zylinders. Sie umfaßt einen
Anbringungsabschnitt 13A, der am Ventilaufnahmeabschnitt
2A des Gehäuses 2 angebracht ist, und einen Abdeckungsab
schnitt 13B, der den elektromagnetischen Aktuator 12
aufnimmt. Ein axiales Ende des Anbringungsabschnitts 13A
ist an einer ringförmigen Schweißnaht 14 mit der gesamten
äußeren Umfangsfläche des Ventilaufnahmeabschnitts 2A
verbunden. Der Abdeckungsabschnitt 13B erstreckt sich vom
Anbringungsabschnitt 13A radial auswärts und längs einer
äußeren Umfangsfläche des elektromagnetischen Aktuators
12, um diesen abzudecken. Der Abdeckungsabschnitt 13B
besitzt einen größeren Durchmesser als der Anbringungsab
schnitt 13A und ist mit dem Anbringungsabschnitt 13A
einteilig ausgebildet. Der Verbindungskern 15 ist an der
äußeren Umfangsfläche des Kernzylinder-Aufnahmeabschnitts
2B des Gehäuses 2 in einem axialen Abstand vom elektroma
gnetischen Aktuator 12 befestigt. Der Verbindungskern 15
ist aus einem magnetischen Werkstoff wie etwa einem
Metall hergestellt und besitzt im allgemeinen eine C-
Form, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn der elektromagneti
sche Aktuator 12 erregt wird, stellt der Verbindungskern
15 zwischen dem Kernzylinder-Aufnahmeabschnitt 2B und dem
Abdeckungsabschnitt 13B der Aktuatorabdeckung 13 eine
magnetische Verbindung her, um einen Teil des Magnetkrei
ses längs der äußeren Oberfläche des elektromagnetischen
Aktuators 12 zu erzeugen.
Wenn das Magnetfeld H bei Erregung des elektromagneti
schen Aktuators 12 erzeugt wird, sind der Ventilaufnahme
abschnitt 2A und der Kernzylinder-Aufnahmeabschnitt 2B
des Gehäuses 2 durch den Reluktanzabschnitt 16 im wesent
lichen magnetisch unterbrochen. Der Grund hierfür besteht
darin, daß der Reluktanzabschnitt 16 eine kleinere Quer
schnittsfläche als der Ventilaufnahmeabschnitt 2A oder
der Kernzylinder-Aufnahmeabschnitt 2B besitzt, was darin
eine erhöhte magnetische Reluktanz hervorruft. Aufgrund
der magnetischen Unterbrechung zwischen dem Ventilaufnah
meabschnitt 2A und dem Kernzylinder-Aufnahmeabschnitt 2B
durch den Reluktanzabschnitt 16 wird das Magnetfeld H
einwärts geführt und verläuft zum Anziehungszylinder 8C
des Ventilelements 8 und zum Kernzylinder 9 durch den
dazwischen befindlichen axialen Luftspalt S. Der Anzie
hungszylinder 8C des Ventilelements 8 wird durch den
Kernzylinder 9 angezogen und bewegt sich in die geöffnete
Stellung.
Wie wiederum in Fig. 1 gezeigt ist, umgibt eine Harzab
deckung 18 den Kraftstoffzufuhrabschnitt 2C, den Kernzy
linder-Aufnahmeabschnitt 2B des Gehäuses 2 und den Ab
schnitt 13B mit großem Durchmesser der Aktuatorabdeckung
13. Die Harzabdeckung 18 ist durch Harzguß gebildet. Der
Verbinder 19 ist mit der Harzabdeckung 18 einteilig
ausgebildet, wobei in die Harzabdeckung 18 die einzelnen
Anschlußstifte 19A für die Erregung der Spule 12B des
elektromagnetischen Aktuators 12 eingebettet ist.
Wie am besten in Fig. 8 gezeigt ist, ist die Schutzein
richtung 20 am axialen Endabschnitt des Ventilaufnahmeab
schnitts 2A des Gehäuses 2 angeordnet und nimmt das
Ventilsitzelement 5 auf. Sie besitzt eine ringförmige
Gestalt und ist aus demselben Harzwerkstoff wie die
Abdeckung 18 hergestellt. Die Schutzabdeckung 20 umfaßt
einen an der äußeren Umfangsfläche des axialen Endab
schnitts des Ventilaufnahmeabschnitts 2A befestigten
Nabenabschnitt 20A sowie einen vom Nabenabschnitt 20A
radial auswärts sich erstreckenden Flanschabschnitt 20B.
Der Nabenabschnitt 20A deckt die Schweißnahtverbindung 14
zwischen dem axialen Endabschnitt 13A1 des Anbringungsab
schnitts 13A der Aktuatorabdeckung 13 und der äußeren
Umfangsfläche des Ventilaufnahmeabschnitts 2A in Umfangs
richtung ab. Der Nabenabschnitt 20A verhindert das Ein
dringen von Fremdstoffen wie etwa Staub oder Wasser, die
in der Einlaßluft vorhanden sind, die in ein Einlaßrohr
eingeleitet wird, das zu einem Motor gehört, für den die
Kraftstoffeinspritzeinrichtung verwendet wird. Selbst
wenn ein Schweißwulst Stufen oder Vorsprünge an der
Oberfläche der Schweißnahtverbindung 14 bildet, kann der
Nabenabschnitt 20A eine Abdichtung an der Schweißnahtver
bindung 14 sicherstellen. Der Flanschabschnitt 20B hält
eine am Anbringungsabschnitt 13A der Aktuatorabdeckung 13
angebrachte Dichtung 21 fest. Die Dichtung 21 deckt einen
Zwischenraum zwischen dem axialen Endabschnitt des Ven
tilaufnahmeabschnitts 2A und einem Montageort, beispiels
weise einem Höckerabschnitt, der am Einlaßrohr vorgesehen
ist und an dem der axiale Endabschnitt des Ventilaufnah
meabschnitts 2A angebracht ist, ab. In dieser Ausfüh
rungsform besitzt die Dichtung 21 die Form eines O-Rings.
Der Flanschabschnitt 20B besitzt einen Außendurchmesser,
der größer als der Innendurchmesser der Dichtung 21 ist,
und verhindert eine Lösung der Dichtung 21 vom axialen
Endabschnitt des Ventilaufnahmeabschnitts 2A. Wie am
besten in Fig. 4 ersichtlich ist, wird die Dichtung 21
zwischen dem Flanschabschnitt 20B der Schutzeinrichtung
20 und einem Schulterabschnitt zwischen dem Anbringungs
abschnitt 13A und dem Abdeckungsabschnitt 13B der Aktua
torabdeckung 13 gehalten.
Nun wird die Funktionsweise der so konstruierten Kraft
stoffeinspritzeinrichtung erläutert. Dem Kraftstoffdurch
laß 3 im Gehäuse 2 wird durch einen Kraftstoffilter 4
Kraftstoff zugeführt. Wenn die Spule 12B des elektroma
gnetischen Aktuators 12 durch einen über die Anschluß
stifte 19A des Verbinders 19 zugeführten Strom erregt
wird, wird ein Magnetfeld H erzeugt, das sich zum Anzie
hungszylinder 8C des Ventilelements 8 und zum Kernzylin
der 9 durch den axialen Luftspalt S erstreckt, wie in
Fig. 4 gezeigt ist. Die magnetische Anziehung wird zwi
schen dem Ventilelement 8 und dem Kernzylinder 9 hervor
gerufen, wodurch das Ventilelement 8 entgegen der Kraft
der Feder 10 zu einer Bewegung aus seiner geschlossenen
Stellung in die geöffnete Stellung gezwungen wird. In der
geöffneten Stellung ist der Ventilkörper 8B nicht mit dem
Ventilsitz 5B des Ventilsitzelements 5 in Kontakt, so daß
der Kraftstoff im Kraftstoffdurchlaß 3 aus den Kraft
stoffauslaß 5A in das Einlaßrohr des Motors gesprüht
wird.
Durch Vorsehen des Reluktanzabschnitts 16 des Gehäuses 2
kann die magnetische Reluktanz, die bei der Erregung des
elektromagnetischen Aktuators 12 erzeugt wird, erhöht
werden. Da sich der Reluktanzabschnitt 16 um die gesamte
äußere Umfangsfläche des Gehäuses 2 erstreckt, kann die
magnetische Reluktanz um den gesamten Umfang des Reluk
tanzabschnitts 16 stabil erhöht werden. Die erhöhte
magnetische Reluktanz kann die magnetische Leitung zwi
schen dem Ventilaufnahmeabschnitt 2A und dem Kernzylin
der-Aufnahmeabschnitt 2B des Gehäuses verringern, so daß
der Ventilaufnahmeabschnitt 2A und der Kernzylinder-
Aufnahmeabschnitt 2B im wesentlichen magnetisch unterbro
chen werden können. Zu diesem Zeitpunkt kann ein axialer
Kurzschluß des erzeugten Magnetfeldes H zwischen dem
Ventilaufnahmeabschnitt 2A und dem Kernzylinder-
Aufnahmeabschnitt 2B verhindert werden, statt dessen
verläuft das Magnetfeld H dann durch den Luftspalt S
zwischen dem Ventilelement 8 und dem Kernzylinder 9.
Daher kann eine ausreichende magnetische Kraft auf das
Ventilelement 8 ausgeübt werden, damit das Ventilelement
8 stabil in die geöffnete Stellung angetrieben wird.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 7 bis 9 und 11 ein Ver
fahren für die Herstellung der Kraftstoffeinspritzein
richtung erläutert. Zunächst wird ein aus einem magneti
schen Werkstoff wie etwa einem Metall hergestelltes Rohr
vorbereitet. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, besitzt das Rohr
einen Abschnitt mit kleinem Innendurchmesser, der als
Ventilaufnahmeabschnitt 2A und als Kernzylinder-
Aufnahmeabschnitt 2B des Gehäuses 2 verwendet wird, und
einen Abschnitt mit großem Innendurchmesser, der als
Kraftstoffzufuhrabschnitt 2C des Gehäuses 2 verwendet
wird. Durch Bearbeitung, beispielsweise Pressen oder
Schneiden, wird an einer äußeren Umfangsfläche des Rohrs
eine ringförmige Nut 17 erzeugt, um den Reluk
tanzabschnitt 16 zu schaffen. Das Gehäuse 2 wird auf
diese Weise hergestellt.
Anschließend werden der mit den Anschlußstiften 19A
verbundene elektromagnetische Aktuator 12, die Aktuator
abdeckung 13 und der Verbindungskern 15 am Gehäuse 2
angebracht. Daraufhin wird der axiale Endabschnitt 13A1
des Anbringungsabschnitts 13A der Aktuatorabdeckung 13 an
dem in Fig. 9 gezeigten Schweißwulst 14 mit der gesamten
äußeren Umfangsfläche des Ventilaufnahmeabschnitts 2A
verbunden. Das Ventilsitzelement 5 und die Düsenplatte 7,
die daran angeschweißt ist, werden in das Gehäuse 2
eingepaßt und an der Schweißnaht 6 wie in Fig. 9 gezeigt
mit der gesamten inneren Umfangsfläche des Ventilaufnah
meabschnitts 2A verbunden. Die Baueinheit 25, die das
Gehäuse 2, das Ventilsitzelement 5, den elektromagneti
schen Aktuator 12, die Aktuatorabdeckung 13 und den
Verbindungskern 15 umfaßt, ist dann fertiggestellt.
Anschließend werden die Abdeckung 18, der Verbinder 19
und die Schutzeinrichtung 20 durch Druckguß hergestellt.
Wie in Fig. 10 gezeigt ist, wird die Baueinheit 25 in
eine Gießform 22 eingesetzt, die einen Abdeckungsgießab
schnitt 22A und einen Schutzeinrichtungs-Gießabschnitt
22B umfaßt. Der erste Gießabschnitt 22A ist entsprechend
der Abdeckung 18 und dem Verbinder 19 gebildet, während
der zweite Gießabschnitt 22B entsprechend der Schutzein
richtung 20 gebildet ist. In den ersten Gießabschnitt 22A
und in den zweiten Gießabschnitt 22B wird ein Harzwerk
stoff eingespritzt, um im wesentlichen gleichzeitig die
Abdeckung 18, den Verbinder 19 und die Schutzeinrichtung
20 herzustellen und die Abdeckung 18, den Verbinder 19
und die Schutzeinrichtung 20 am Gehäuse 2 zu befestigen.
Wie in Fig. 11 gezeigt ist, sind das Ventilelement 8, der
Kernzylinder 9, die Feder 10 und der Federsitz 11 im
Gehäuse 2 angebracht und an ihren vorgegebenen axialen
Positionen im Gehäuse 2 angeordnet. Der Hubbetrag des
Ventilelements 8 wird auf einen im voraus festgelegten
Wert eingestellt, indem der axiale Luftspalt S zwischen
dem Anziehungsabschnitt 8C und dem Kernzylinder 9 vari
iert wird. Anschließend wird die Dichtung 21 am Nabenab
schnitt 13A der Aktuatorabdeckung 13 am axialen Endab
schnitt des Ventilaufnahmeabschnitts 2A des Gehäuses 2
angebracht. Dann ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung
fertiggestellt.
Bei der Herstellung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung
gemäß der Erfindung wird das Gehäuse 2 einteilig aus dem
aus einem magnetischen Werkstoff wie etwa einem Metall
hergestellten Rohr gebildet, wobei der Reluktanzabschnitt
16 einfach durch Ausbilden der ringförmigen Nut 17 auf
der gesamten Umfangsfläche des Gehäuses 2 durch eine
allgemeine Bearbeitung wie etwa ein Pressen oder Schnei
den vorgesehen wird. Dieses Herstellungsverfahren kann
die Anzahl der Teile der Kraftstoffeinspritzeinrichtung
verringern und eine einfache Struktur erzielen.
Ferner ist es nicht erforderlich, eine nichtmagnetische
Verbindung zu verwenden oder das Gehäuse einer Wärmebe
handlung zu unterwerfen, um den nichtmagnetischen Ab
schnitt auszubilden, wie dies im Stand der Technik vorge
schlagen wird. Dadurch kann die Anzahl der Teile der
Kraftstoffeinspritzeinrichtung weiter verringert werden,
was zu einer Erleichterung der Montagearbeit und einer
Verbesserung der Produktivität beiträgt. Ferner kann
verhindert werden, daß der Ventilaufnahmeabschnitt 2A
und/oder der Kernzylinder-Aufnahmeabschnitt 2B des Gehäu
ses 2 eine Verzerrung oder Verziehung erfahren, wie dies
bei dem Gehäuse 2 geschehen kann, das einer Wärmebehand
lung unterworfen wird, um den nichtmagnetischen Abschnitt
zu bilden. Der Ventilaufnahmeabschnitt 2A und der Kernzy
linder-Aufnahmeabschnitt 2B können daher mit hoher
Genauigkeit gebildet werden, so daß das Ventilsitzelement
5, das Ventilelement 8, der Kernzylinder 9 und der
elektromagnetische Aktuator 12 am Gehäuse 2 ohne Feder
angebracht werden können. Im Betrieb der Kraftstoff
einspritzeinrichtung kann das Ventilelement 8 stabil
zwischen der geschlossenen Stellung und der geöffneten
Stellung bewegt werden. Dies trägt zur Verbesserung der
Zuverlässigkeit der Kraftstoffeinspritzeinrichtung bei.
Ferner werden die Abdeckung 18, der mit der Abdeckung 18
einteilig ausgebildete Verbinder 19 und die Schutzein
richtung 20, die aus demselben Harzwerkstoff hergestellt
werden können, durch Druckguß wie oben erläutert gleich
zeitig gebildet. Dadurch werden das Gießen der Abdeckung
18, des Verbinders 19 und der Schutzeinrichtung 20 und
die Montage dieser Elemente am Gehäuse 2 in einem einzi
gen Druckgußprozeß ausgeführt. Auf diese Weise können ein
getrennter Gießvorgang für die Schutzeinrichtung 20 als
ein Einzelteil und eine getrennte Montage der Schutzein
richtung 20 am Gehäuse 2 mit Hand beseitigt werden, was
einer Verringerung der Anzahl von Teilen und einer Ver
besserung der Effizienz der Montagearbeit dient. Dadurch
kann die Produktivität der Kraftstoffeinspritzeinrichtung
verbessert werden. Ferner können die Abdeckung 18 und die
Schutzeinrichtung 20 einfach unter Verwendung einer
einzigen Gießform hergestellt werden, welche durch ge
ringfügige Abwandlung der Konfiguration einer herkömmli
chen Gießform produziert werden kann.
Die Erfindung ist nicht auf die obenbeschriebenen Ausfüh
rungsformen eingeschränkt. Der Reluktanzabschnitt 16 kann
in der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 2 ausgebildet
sein. Die den Reluktanzabschnitt 16 definierende Nut 17
kann eine andere Form besitzen, beispielsweise eine
gekrümmte Querschnittsform in Längsrichtung des Gehäuses
2. Bei der Herstellung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung
kann das Ventilsitzelement 5 mittels Preßpassung am
axialen Endabschnitt des Gehäuses 2 angebracht werden,
nachdem die Baueinheit, die das Gehäuse 2, den elektroma
gnetischen Aktuator 12, die Aktuatorabdeckung 13 und den
Verbindungskern 15 umfaßt, zusammengefügt und die Abdec
kung 18 und die Schutzeinrichtung 20 mittels Druckguß
hergestellt worden sind.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 12 eine zweite Ausführungs
form der Erfindung erläutert, in der die Schutzeinrich
tung 31 gegenüber der Schutzeinrichtung 20 gemäß der
ersten Ausführungsform abgewandelt ist. Gleiche Bezugs
zeichen bezeichnen gleiche Teile, ferner wird eine genaue
Beschreibung dieser Teile weggelassen. Wie in Fig. 12
gezeigt ist, ist die Schutzeinrichtung 31 ähnlich wie die
Schutzeinrichtung 20 gemäß der ersten Ausführungsform am
axialen Endabschnitt des Ventilaufnahmeabschnitts 2A des
Gehäuses 2 angebracht. Die Schutzeinrichtung 31 ist aus
dem gleichen Harzwerkstoff wie die Abdeckung 18 herge
stellt und durch Druckguß zusammen mit der Abdeckung 18
gebildet. Die Schutzeinrichtung 31 umfaßt einen Anbrin
gungsabschnitt 31A, der an der äußeren Umfangsfläche des
axialen Endabschnitts des Ventilaufnahmeabschnitts 2A
befestigt ist, einen Flanschabschnitt 31B, der sich vom
Anbringungsabschnitt 31A radial auswärts erstreckt, und
einen umgebogenen Abschnitt 31C, der mit dem Anbringungs
abschnitt 31A verbunden ist und eine axiale Stirnfläche
des Ventilaufnahmebschnitts 2A abdeckt. Wie in Fig. 12
gezeigt ist, erstreckt sich der umgebogene Abschnitt 31C
axial abwärts vom Anbringungsabschnitt 31A längs der
äußeren Umfangsfläche des axialen Endabschnitts des
Ventilaufnahmeabschnitts 2A und dann radial einwärts
längs des axialen Endes des Ventilaufnahmeabschnitts 2A,
um dessen axiale Stirnfläche abzudecken. Der umgebogene
Abschnitt 31C erstreckt sich dann längs der inneren
Umfangsfläche des Ventilaufnahmeabschnitts 2A axial
aufwärts. Daher besitzt der umgebogene Abschnitt 31C im
allgemeinen eine C-Form. Die zweite Ausführungsform
besitzt im wesentlichen die gleiche Wirkung wie die erste
Ausführungsform. Ferner kann in dieser zweiten Ausfüh
rungsform das axiale Ende des Ventilaufnahmeabschnitts 2A
durch den umgebogenen Abschnitt 32C vor einem Auftreffen
von Fremdstoffen und vor einer durch dieses Auftreffen
hervorgerufenen Beschädigung geschützt werden. Dadurch
wird die Lebensdauer der Kraftstoffeinspritzeinrichtung
verbessert.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 13 eine dritte Ausführungs
form der Erfindung erläutert. In dieser dritten Ausfüh
rungsform ist die Schutzeinrichtung 41 einteilig mit der
Abdeckung 18 ausgebildet. Wie in Fig. 13 gezeigt ist,
umfaßt die Schutzeinrichtung 41 einen Anbringungsab
schnitt 41A, der an der äußeren Umfangsfläche des axialen
Endabschnitts des Ventilaufnahmeabschnitts 2A des Gehäu
ses 2 befestigt ist, und einen Flanschabschnitt 42B, der
sich vom Anbringungsabschnitt 41A radial auswärts er
streckt. Die Schutzeinrichtung 41 enthält außerdem einen
Verbindungsabschnitt 42, über den die Schutzeinrichtung
41 mit der Abdeckung 18 verbunden ist. Der Verbindungsab
schnitt 42 erstreckt sich vom Flanschabschnitt 41B längs
der äußeren Umfangsfläche des Nabenabschnitts 13A und des
Abdeckungsabschnitts 13B der Aktuatorabdeckung 13 und ist
mit der Abdeckung 18 verbunden. Somit besitzt der Verbin
dungsabschnitt 42 die Form eines gestuften Zylinders und
bildet eine ringförmige äußere Nut 43, in die eine Dich
tung 21 eingesetzt ist. Die Schutzeinrichtung 41 ist aus
demselben Harzwerkstoff wie die Abdeckung 18 hergestellt
und wird mit der Abdeckung 18 im selben Druckgußprozeß
einteilig gebildet. Die dritte Ausführungsform kann im
wesentlichen die gleiche Wirkung wie die erste Ausfüh
rungsform erzielen. Ferner kann in dieser dritten Ausfüh
rungsform die einteilig mit der Abdeckung 18 ausgebildete
Schutzeinrichtung 41 die Festigkeit sicherstellen, was
zur Verbesserung der Zuverlässigkeit der Kraftstoffein
spritzeinrichtung beiträgt.
Die Erfindung ist nicht auf Kraftstoffeinspritzeinrich
tungen eingeschränkt, die ein Ventilelement 8 verwenden,
das einen kugelförmigen Ventilkörper 11 enthält, wie in
den obigen Ausführungsformen beschrieben worden ist.
Statt dessen kann sie auch auf Kraftstoffeinspritzein
richtungen angewendet werden, die ein Nadelventilelement
einschließlich eines konischen Ventilkörpers verwenden.
Die gesamten Inhalte der japanischen Basisanmeldungen
JP 2001-076875-A, eingereicht am 16. März 2001, und
JP 2001-078752-A, eingereicht am 19. März 2001, deren
Priorität in Anspruch genommen wird, sind hiermit durch
Literaturhinweis eingefügt.
Claims (21)
1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die umfaßt:
ein rohrförmiges Gehäuse (2), das einen axialen Kraftstoffdurchlaß (3) definiert,
ein Ventilsitzelement (5), das in dem axialen Kraftstoffdurchlaß (3) angeordnet ist und einen Kraft stoffauslaß (5A) definiert, der mit dem axialen Kraft stoffdurchlaß (3) in Verbindung steht,
ein Ventilelement (8), das in dem axialen Kraft stoffdurchlaß (3) zwischen einer geöffneten Stellung, in der das Ventilelement (8) nicht mit dem Ventilsitzelement (5) in Kontakt ist und eine Fluidverbindung zwischen dem axialen Kraftstoffdurchlaß (3) und dem Kraftstoffauslaß (5A) zuläßt, und einer geschlossenen Stellung, in der das Ventilelement (8) mit dem Ventilsitzelement (5) in Kon takt ist und die Fluidverbindung unterbricht, axial beweglich ist,
einen Kernzylinder (9), der dem Ventilelement (8) axial gegenüberliegt, wobei zwischen dem Kernzylinder (9) und dem Ventilelement (8) ein axialer Luftspalt (S) vorhanden ist,
eine Feder (10), die in dem axialen Kraftstoff durchlaß (3) angeordnet ist und das Ventilelement (8) in die geschlossene Stellung vorbelastet, und
einen elektromagnetischen Aktuator (12), der mit dem Gehäuse (2), dem Ventilelement (8) und dem Kernzylin der (9) zusammenwirkt, um ein Magnetfeld (H) zu erzeugen, das das Ventilelement (8) gegen der Wirkung der Feder (10) in die geöffnete Stellung zwingt, wenn er erregt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse (2) mit einem Reluktanzabschnitt (16) versehen ist, der eine erhöhte magnetische Reluktanz erzeugt und ermöglicht, daß das Magnetfeld (H) durch den axialen Luftspalt (S) zwischen dem Ventilelement (8) und dem Kernzylinder (9) verläuft, und
der Reluktanzabschnitt (16) eine verringerte radiale Dicke (t2) und eine über den axialen Luftspalt (S) sich erstreckende axiale Länge besitzt.
ein rohrförmiges Gehäuse (2), das einen axialen Kraftstoffdurchlaß (3) definiert,
ein Ventilsitzelement (5), das in dem axialen Kraftstoffdurchlaß (3) angeordnet ist und einen Kraft stoffauslaß (5A) definiert, der mit dem axialen Kraft stoffdurchlaß (3) in Verbindung steht,
ein Ventilelement (8), das in dem axialen Kraft stoffdurchlaß (3) zwischen einer geöffneten Stellung, in der das Ventilelement (8) nicht mit dem Ventilsitzelement (5) in Kontakt ist und eine Fluidverbindung zwischen dem axialen Kraftstoffdurchlaß (3) und dem Kraftstoffauslaß (5A) zuläßt, und einer geschlossenen Stellung, in der das Ventilelement (8) mit dem Ventilsitzelement (5) in Kon takt ist und die Fluidverbindung unterbricht, axial beweglich ist,
einen Kernzylinder (9), der dem Ventilelement (8) axial gegenüberliegt, wobei zwischen dem Kernzylinder (9) und dem Ventilelement (8) ein axialer Luftspalt (S) vorhanden ist,
eine Feder (10), die in dem axialen Kraftstoff durchlaß (3) angeordnet ist und das Ventilelement (8) in die geschlossene Stellung vorbelastet, und
einen elektromagnetischen Aktuator (12), der mit dem Gehäuse (2), dem Ventilelement (8) und dem Kernzylin der (9) zusammenwirkt, um ein Magnetfeld (H) zu erzeugen, das das Ventilelement (8) gegen der Wirkung der Feder (10) in die geöffnete Stellung zwingt, wenn er erregt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse (2) mit einem Reluktanzabschnitt (16) versehen ist, der eine erhöhte magnetische Reluktanz erzeugt und ermöglicht, daß das Magnetfeld (H) durch den axialen Luftspalt (S) zwischen dem Ventilelement (8) und dem Kernzylinder (9) verläuft, und
der Reluktanzabschnitt (16) eine verringerte radiale Dicke (t2) und eine über den axialen Luftspalt (S) sich erstreckende axiale Länge besitzt.
2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Reluktanzabschnitt (16)
durch eine ringförmige Nut (17) gebildet ist, die sich in
Umfangsrichtung um die gesamte Umfangsfläche des Gehäuses
(2) erstreckt.
3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) einen Ventil
element-Aufnahmeabschnitt (2A), der das Ventilelement (8)
aufnimmt, und einen Kernzylinder-Aufnahmeabschnitt (28),
der den Kernzylinder (9) aufnimmt, umfaßt, wobei der
Reluktanzabschnitt (16) zwischen dem Ventilelement-Auf
nahmeabschnitt (2A) und dem Kernzylinder-Aufnahme
abschnitt (2B) angeordnet ist.
4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) axial beab
standete Abschnitte (2A, 2B) aufweist, zwischen denen der
Reluktanzabschnitt (16) angeordnet ist, und die axial
beabstandeten Abschnitte (2A, 2B) eine Dicke (t1), die
größer als die Dicke (t2) des Reluktanzabschnitts (16)
ist, besitzen, wobei die Dicke (t2) des Reluktanz
abschnitts (16) im Bereich von etwa 0,1 mm bis etwa
9,0 mm liegt und die Dicke (t1) der axial beabstandeten
Abschnitte (2A, 28) im Bereich von etwa 0,2 mm bis etwa
10,0 mm liegt.
5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz (Δt) zwischen
der Dicke (t2) des radial verdünnten Abschnitts und der
Dicke (t1) der axial beabstandeten Abschnitte (2A, 2B)
nicht kleiner als etwa 0,1 mm ist.
6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge (L) des
Reluktanzabschnitts (16) größer als die Abmessung des
axialen Luftspalts (S) zwischen dem Ventilelement (8) und
dem Kernzylinder (9) ist, wobei die axiale Länge (L) im
Bereich von etwa 2 mm bis etwa 20 mm liegt.
7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (8) einen
Ventilkörper (8B), der mit dem Ventilsitzelement (5) in
Kontakt gelangt, und einen Anziehungszylinder (8C), der
mit dem Ventilkörper (8B) verbunden ist und durch den
Kernzylinder (9) angezogen wird, wenn der elektromagneti
sche Aktuator (12) erregt wird, umfaßt.
8. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch eine Schutzeinrichtung (20), die an
einem axialen Endabschnitt des Gehäuses (2) befestigt
ist, und eine Abdeckung (18), die sich über eine äußere
Umfangsfläche des Gehäuses (2) erstreckt, wobei die
Abdeckung (18) aus einem Harzwerkstoff hergestellt ist
und die Schutzeinrichtung (20) aus dem gleichen Harzwerk
stoff wie die Abdeckung (18) hergestellt ist.
9. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung (31)
einen umgebogenen Abschnitt (31C) aufweist, der sich von
einer äußeren Umfangsfläche des einen axialen Endab
schnitts des Gehäuses (2) zu einer inneren Umfangsfläche
dieses einen axialen Endabschnitts erstreckt und eine
axiale Stirnfläche dieses einen axialen Endabschnitts des
Gehäuses (2) abdeckt.
10. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung (20)
einteilig mit der Abdeckung (18) ausgebildet ist.
11. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung (41)
einen Verbindungsabschnitt (42) aufweist, durch den die
Schutzeinrichtung (41) mit der Abdeckung (18) verbunden
ist.
12. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 8,
gekennzeichnet durch eine Aktuatorabdeckung (13), die
sich längs der äußeren Fläche des elektromagnetischen
Aktuators (12) erstreckt und einen Anbringungsabschnitt
(13A), der an der äußeren Umfangsfläche des Gehäuses (2)
befestigt ist, umfaßt, wobei die Aktuatorabdeckung (13)
das Magnetfeld (H) in Zusammenwirkung mit dem Gehäuse
(2), dem Ventilelement (8) und dem Kernzylinder (9)
erzeugt, wenn der elektromagnetische Aktuator (12) erregt
wird.
13. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung (20)
eine Verbindung (14) zwischen der äußeren Umfangsfläche
des Gehäuses (2) und einem axialen Endabschnitt des
Anbringungsabschnitts (13A) der Aktuatorabdeckung (13)
abdeckt.
14. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 8,
gekennzeichnet durch eine Dichtung (21), die durch die
Schutzeinrichtung (20) gehalten wird, so daß sie sich
nicht vom axialen Endabschnitt des Gehäuses (2) lösen
kann, wobei die Dichtung (21) so beschaffen ist, daß sie
einen Zwischenraum zwischen dem axialen Endabschnitt des
Gehäuses (2) und einem Montageort, an dem der axiale
Endabschnitt des Gehäuses (2) angebracht werden kann,
abdeckt.
15. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 8,
gekennzeichnet durch einen Verbinder (19), der einteilig
mit der Abdeckung (18) ausgebildet ist und Anschlußstifte
(19A) umfaßt, die mit dem elektromagnetischen Aktuator
(12) verbunden sind.
16. Verfahren zum Herstellen einer Kraftstoffein
spritzeinrichtung, die ein rohrförmiges Gehäuse (2) mit
einem axialen Kraftstoffdurchlaß (3), ein Ventilsitzele
ment (5), das im Kraftstoffdurchlaß (3) an einem axialen
Endabschnitt des Gehäuses (2) angeordnet ist, einen
elektromagnetischen Aktuator (12), der am Gehäuse (2)
angeordnet ist, einen Kernzylinder (9), der vom Ventil
sitzelement (5) axial beabstandet ist, und ein Ventilele
ment (8), das zwischen dem Ventilsitzelement (5) und dem
Kernzylinder (9) axial beweglich ist und dem Kernzylinder
(9) über einen axialen Luftspalt (S) gegenüberliegt,
umfaßt, wobei das Gehäuse (2) mit dem Kernzylinder (9)
und dem Ventilelement (8) zusammenwirkt, um bei Erregung
des elektromagnetischen Aktuators (12) ein Magnetfeld (H)
zu erzeugen,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse (2) einen Reluktanzabschnitt (16) aufweist, der eine verringerte radiale Dicke (t2) und eine axiale Länge (L), die sich über den axialen Luft spalt (S) erstreckt, besitzt, und
das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
das Gehäuse (2) einen Reluktanzabschnitt (16) aufweist, der eine verringerte radiale Dicke (t2) und eine axiale Länge (L), die sich über den axialen Luft spalt (S) erstreckt, besitzt, und
das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
- 1. Ausbilden einer ringförmigen Nut (17) auf der gesamten Umfangsfläche eines aus einem magnetischen Werkstoff hergestellten Rohrs (1), um das mit dem Reluk tanzabschnitt (16) versehene rohrförmige Gehäuse (2) zu schaffen,
- 2. Befestigen des Ventilsitzelements (5) an einer inneren Umfangsfläche des einen axialen Endab schnitts des Gehäuses (2),
- 3. Befestigen des elektromagnetischen Aktuators (12) an einer äußeren Umfangsfläche des Gehäuses (2) und
- 4. Anbringen des Ventilelements (8) und des Kernzylinders (9) im Gehäuse (2), so daß sie über den axialen Luftspalt (S) einander gegenüberliegen, um die Kraftstoffeinspritzeinrichtung zu schaffen.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich
net, daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung eine Schutz
einrichtung, die an dem einen axialen Endabschnitt des
Gehäuses (2) angeordnet ist, und eine Abdeckung (18), die
sich über einen gegenüberliegenden axialen Endabschnitt
des Gehäuses (2) und über den elektromagnetischen Aktua
tor (12) erstreckt, umfaßt und das Verfahren ferner
umfaßt: Herstellen der Abdeckung (18) und der Schutzein
richtung (20) durch Druckguß im wesentlichen gleichzei
tig.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich
net, daß die Bildung der ringförmigen Nut (17) entweder
durch Pressen oder durch Schneiden erfolgt.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich
net, daß der Druckguß nach dem Befestigen des Ventilsitz
elements (5) und dem Befestigen des elektromagnetischen
Aktuators (12) und vor dem Anbringen des Ventilelements
(8) und des Kernzylinders (9) erfolgt.
20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich
net, daß der Druckguß nach dem Befestigen des elektroma
gnetischen Aktuators (12) und vor dem Befestigen des
Ventilsitzelements (5) und dem Anbringen des Ventilele
ments (8) und des Kernzylinders (9) erfolgt.
21. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich
net, daß
die Kraftstoffeinspritzeinrichtung eine Aktua torabdeckung (13), die sich über den elektromagnetischen Aktuator (12) erstreckt und aus einem magnetischen Werk stoff hergestellt ist, einen Verbindungskern (15), der die Aktuatorabdeckung (13) mit dem Gehäuse (2) verbindet und aus einem magnetischen Werkstoff hergestellt ist, sowie eine Feder (10), die das Ventilelement (8) zum Ventilsitzelement (5) vorbelastet, umfaßt und
das Verfahren den folgenden Schritt umfaßt:
Befestigen der Aktuatorabdeckung (13) und des Verbindungskerns (15) an der äußeren Umfangsfläche des Gehäuses (2), wobei die Anbringung des Ventilelements (8) und des Kernzylinders (9) das Anbringen der Feder (10) zwischen dem Ventilelement (8) und dem Kernzylinder (9) umfaßt.
die Kraftstoffeinspritzeinrichtung eine Aktua torabdeckung (13), die sich über den elektromagnetischen Aktuator (12) erstreckt und aus einem magnetischen Werk stoff hergestellt ist, einen Verbindungskern (15), der die Aktuatorabdeckung (13) mit dem Gehäuse (2) verbindet und aus einem magnetischen Werkstoff hergestellt ist, sowie eine Feder (10), die das Ventilelement (8) zum Ventilsitzelement (5) vorbelastet, umfaßt und
das Verfahren den folgenden Schritt umfaßt:
Befestigen der Aktuatorabdeckung (13) und des Verbindungskerns (15) an der äußeren Umfangsfläche des Gehäuses (2), wobei die Anbringung des Ventilelements (8) und des Kernzylinders (9) das Anbringen der Feder (10) zwischen dem Ventilelement (8) und dem Kernzylinder (9) umfaßt.
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Date | Code | Title | Description |
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Owner name: HITACHI, LTD., TOKIO/TOKYO, JP |
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