DE10301651A1

DE10301651A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem Magnetkreis zum Antreiben eines bewegbaren Kerns

Info

Publication number: DE10301651A1
Application number: DE10301651A
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Yamashita
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2003-08-28
Also published as: JP2003214285A; JP3899937B2; US20030146308A1; US6805310B2

Abstract

Bei einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (1) hat ein inneres Metallröhrenelement (14) einen Absatz (14f) an einer Außenumfangswand des inneren Metallröhrenelementes (14), und eine axiale Endfläche eines stromaufwärtigen Endabschnittes (18a) eines äußeren Metallrahmenelementes (18) liegt axial an dem Absatz (14f) des inneren Metallröhrenelementes (14) an.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzvorrichtung (auch als ein Kraftstoffeinspritzventil oder -einspritzvorrichtung bekannt) wird beispielsweise für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs eine Ventilanordnung durch eine elektromagnetische Antriebseinheit angetrieben, um Kraftstoffeinspritzlöcher bei einer variablen und einstellbaren Zeitgebung zu öffnen und zu schliessen, um damit die von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingespritzte Kraftstoffmenge genau zu steuern.

Bei einer derartigen Kraftstoffvorrichtung dient ein aus Harz geformtes Element (nachfolgend als ein äußeres Harzabdeckungselement bezeichnet) wie zum Beispiel ein Harzformteil als eine Sicherungseinrichtung zum Sichern von entsprechenden Bauteilen der elektromagnetischen Antriebseinheit an der Ventilanordnung. Und zwar bedeckt das aus Harz geformte Element die Bauteile der elektromagnetischen Antriebseinheit und fügt diese an die Ventilanordnung (wie dies in der Japanischen ungeprüften Patentoffenlegungsschrift JP-11-70347 entsprechend dem US-Patent US-5 931 391 beschrieben ist).

Gemäß der Japanischen ungeprüften Patentoffenlegungsschrift JP-11-70347 sind ein inneres Metallröhrenelement, das als ein ortsfester Eisenkern dient, und zwei Teile eines Joches zusammen geschweißt, wobei dazwischen eine Antriebsspule eingeklemmt ist. Darüber hinaus ist das äußere Harzabdeckungselement so gestaltet, dass es einen Spalt zwischen den beiden Teilen des Joches und der Spule ausfüllt.

Bei dem herkömmlichen Aufbau ist das innere Metallröhrenelement, welches ein gemeinsames Bauteil sowohl der Elektromagnetantriebseinheit als auch der Ventilanordnung ist, an den Jochen geschweißt, die die Bauteile der Elektromagnetantriebseinheit darstellen. Somit muss im Falle der aus Harz geformten Baugruppe, bei der die Bauteile der Elektromagnetantriebseinheit und des inneren Metallröhrenelementes durch das äußere Harzformelement mittels eines Harzformvorgangs einstückig ausgebildet sind, das Eindringen von Fremdkörpern und außerdem das Herabfallen der Bauteile bei dem Herstellungsprozess verhindert werden. Dies führt zu zusätzlichen Kosten, die mit der Herstellungssteuerung verknüpft sind.

Die Japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift JP-11-513101 entsprechend dem US-Patent US-6 012 655 offenbart eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die sich diesem Thema widmet. Und zwar sind Bauteile der elektromagnetischen Antriebseinheit, die radial außerhalb des inneren Metallröhrenelementes angeordnet sind, einstückig aus Harz geformt, und das innere Metallröhrenelement und äußere Bauteile der Ventilanordnung sind separat von dem aus Harz geformten Bauteilen der elektromagnetischen Antriebseinheit montiert.

Jedoch sieht eine magnetisch leitende Struktur zwischen dem inneren Metallröhrenelement und den Jochen bei der in der Japanischen ungeprüften Offenlegungsschrift JP-11-513101 offenbarten Kraftstoffvorrichtung einen einfachen Kontakt zwischen dem inneren Metallröhrenelement und den Jochen vor. In einigen Situationen kann ein derartiger magnetischer Kreis einen Spalt aufweisen, was zu einer verschlechterten magnetischen Eigenschaft und einem langsameren Ansprechverhalten beim Schliessen und Öffnen der Ventilanordnung führt.

Darüber hinaus verlangt der Markt nach wie vor niedrigere Kosten hinsichtlich Brennkraftmaschinen, die außerdem eine höhere Abgabeleistung erzielen sollen. Um einer derartigen Nachfrage nachzukommen, muss die Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die ein Teil der Brennkraftmaschine ist, außerdem ein schnelleres Ansprechverhalten zum Öffnen und Schliessen des Ventils unter geringeren Herstellungskosten bieten.

Die vorliegende Erfindung widmet sich dem vorstehend beschriebenen Problem, indem sie eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorsieht, welche reduzierte Herstellungskosten sowie stabile magnetische Eigenschaften eines magnetischen Kreises erreicht.

Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorgesehen, die ein inneres Metallröhrenelement, eine Antriebsspulenanordnung, ein äußeres Metallrahmenelement und ein äußeres Harzabdeckungselement aufweist. Das innere Metallröhrenelement nimmt einen bewegbaren Kern und ein Ventilelement auf, die aneinander gefügt sind. Der bewegbare Kern und das Ventilelement bewegen sich in dem inneren Metallröhrenelement axial hin und her. Das innere Metallröhrenelement bildet einen Teil eines magnetischen Kreises, der den bewegbaren Kern antreibt. Die Antriebsspulenanordnung hat eine Spule und eine Haspel. Die Spule erzeugt eine elektromagnetische Kraft beim Erregen der Spule, um den magnetischen Kreis zu aktivieren. Die Spule ist um die Haspel herum gewickelt. Das äußere Metallrahmenelement ist radial außerhalb des inneren Metallröhrenelementes so angeordnet, dass die Antriebsspulenanordnung radial zwischen dem inneren Metallröhrenelement und dem äußeren Metallrahmenelement angeordnet ist. Ein Endabschnitt des äußeren Metallrahmenelementes ist mit dem inneren Metallröhrenelement im Eingriff, um einen anderen Teil des magnetischen Kreises zu bilden. Das äußere Harzabdeckungselement bedeckt zumindest teilweise eine Außenumfangsfläche des äußeren Metallrahmenelementes um das gesamte äußere Metallrahmenelement herum. Das äußere Harzabdeckungselement ist an die Spule und das äußere Metallrahmenelement gefügt und deckt diese ab. Das innere Metallröhrenelement hat einen Absatz an einer Außenumfangswand des inneren Metallröhrenelementes. Eine axiale Endfläche des Endabschnittes des äußeren Metallrahmenelementes liegt axial an dem Absatz des inneren Metallröhrenelementes an.

Die Erfindung wird zusammen mit ihren zusätzlichen Merkmalen und Vorteilen aus der folgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei:
Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Aufbaus einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte ausschnittartige Querschnittsansicht eines Aufbaus um ein Ventilelement der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, welche in der Fig. 1 gezeigt ist;
Fig. 3 zeigt einen vergrößerte ausschnittartige Querschnittsansicht eines Aufbaus einer elektromagnetischen Antriebseinheit der in der Fig. 1 gezeigten Kraftstoffeinspritzvorrichtung;
Fig. 4A zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Bereiches, der durch einen Kreis IVA in der Fig. 3 angegeben ist;
Fig. 4B zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IVB-IVB in der Fig. 4A, die ein inneres Metallröhrenelement zeigt, welches einen elliptischen Querschnitt aufweist;
Fig. 4C zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IVC-IVC in der Fig. 4A, die ein äußeres Metallrahmenelement zeigt, welches einen elliptischen Querschnitt aufweist;
Fig. 5 zeigt eine vergrößerte ausschnittartige Querschnittsansicht ähnlich wie die Fig. 4A, und sie zeigt eine Abwandlung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung; und
Fig. 6 zeigt eine vergrößerte ausschnittartige Querschnittsansicht ähnlich wie die Fig. 4A, und sie zeigt eine weitere Abwandlung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung (die außerdem als ein Kraftstoffeinspritzventil oder -einspritzvorrichtung bekannt ist) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 bei einer Brennkraftmaschine und insbesondere bei einer Benzinkraftmaschine verwendet. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 ist an einem Einlassrohr der Brennkraftmaschine angebracht, um Kraftstoff zu einer entsprechenden Brennkammer der Brennkraftmaschine mittels eines Kraftstoffeinspritzvorganges zuzuführen. Eine Gesamtform der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 ist im allgemeinen zylindrisch. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 hat einen Ventilkörper 29, ein Ventilelement (nachfolgend als ein Nadelventil bezeichnet) 26, eine Haspel 30, einen Spule 31, ein erstes und ein zweites äußeres Metallrahmenelement 18, 23, ein Anziehungselement (außerdem als ein ortsfester Kern bezeichnet) 22, ein inneres Metallröhrenelement 14 und einen Anker 25. Der Ventilkörper 29 und das Ventilelement 26 dienen zusammen als eine Ventilanordnung B. Die Spule 31 ist um die Haspel 30 herum gewickelt und dient als eine Antriebsspule. Die Spule 31 und die Haspel 30 dienen zusammen als eine Antriebsspulenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die äußeren Metallrahmenelemente 18, 23, das Anziehungselement 22 und das innere Metallröhrenelement 14 bilden einen magnetischen Kreis, durch den ein magnetischer Fluss beim Erregen der Spule 31 strömt. Der Anker 25 dient als ein bewegbarer Kern, der mittels einer durch den magnetischen Fluss erzeugten Anziehungskraft axial bewegbar ist. Die um die Haspel 30 gewickelte Spule 31, die äußeren Metallrahmenelemente 18, 23, das Anziehungselement 22, das innere Metallröhrenelement 14 und der Anker 25 dienen zusammen als eine Elektromagnetantriebseinheit S.
Der Ventilkörper 29, der einen Teil der Ventilanordnung B bildet, und das Nadelventil 26, welches als das Ventilelement dient, werden zunächst beschrieben. Zunächst sollte beachtet werden, dass die Ventilanordnung B nicht auf die vorstehend beschriebene Anordnung beschränkt ist, und dass es lediglich erforderlich ist, eine Einspritzlochplatte 28 vorzusehen, welche Kraftstoffeinspritzlöcher 28a an einem Auslass eines Kraftstoffkanals vorsieht, die an einem stromabwärtigen Ende des Ventilkörpers 29 ausgebildet sind, und dass Kraftstoff durch Einspritzen von Kraftstoff aus den Einspritzlöchern 28a dosiert wird.
Der Ventilkörper 29 ist an einer Innenumfangswand des inneren Metallröhrenelementes 14 mittels eines Schweißvorgangs gesichert. Wie dies in der Fig. 2 gezeigt ist, ist der Ventilkörper 29 insbesondere dadurch aufgebaut, dass er in ein erstes magnetisches Röhrensegment 14c des inneren Metallröhrenelementes 14 eingefügt oder mittels einer Presspassung gepasst ist. Der in das erste magnetische Röhrensegment 14c eingefügte Ventilkörper 29 ist rundherum von der Außenseite des ersten magnetischen Röhrensegmentes 14c verschweißt.
Ein abgeschrägter ringartiger Flächenabschnitt 29a ist an einer Innenumfangswandfläche des Ventilkörpers 29 vorgesehen. Der abgeschrägte ringartige Flächenabschnitt 29a dient als ein Ventilsitz, an dem das Nadelventil 26 anzuordnen ist. Wie dies in der Fig. 2 gezeigt ist, ist insbesondere ein Kraftstoffkanal zum Führen von Kraftstoff, der in die Brennkraftmaschine einzuspritzen ist, im Inneren des Ventilkörpers 29 ausgebildet. Die Innenumfangswandfläche des Ventilkörpers 29 hat den abgeschrägten ringartigen Flächenabschnitt 29a, einen zylindrischen Flächenabschnitt 29b mit großem Durchmesser, einen abgeschrägten ringartigen Flächenabschnitt 29c, einen zylindrischen Flächenabschnitt 29d mit kleinem Durchmesser und einen abgeschrägten ringartigen Flächenabschnitt 29e, die in dieser Reihenfolge von einem stromabwärtigen Ende des Ventilkörpers 29 zu dem stromaufwärtigen Ende des Ventilkörpers 29 angeordnet sind. Der zylindrische Flächenabschnitt 29d mit kleinem Durchmesser stützt das Nadelventil 26 gleitbar. Die abgeschrägte ringartige Fläche 29a, das heißt der Ventilsitz 29a, ist so abgeschrägt, dass sie einen reduzierten Innendurchmesser aufweist, der sich zu dem stromabwärtigen Ende des Ventilkörpers 29 fortlaufend reduziert. Ein Anlageabschnitt 26c des Nadelventils 26 (nachfolgend mit mehreren Einzelheiten beschrieben) gelangt mit dem Ventilsitz 29a in und außer Eingriff, um die Einspritzlöcher 28a zu schließen und zu öffnen. Der zylindrische Flächenabschnitt 29b mit großem Durchmesser bildet eine Kraftstoffdruckkammer 29f zusammen mit dem Nadelventil 26. Der zylindrische Flächenabschnitt 29d mit kleinem Durchmesser bildet ein Nadelstützloch, daß das Nadelventil 26 gleitbar stützt. Das Nadelstützloch hat einen Innendurchmesser, der kleiner ist als ein Innendurchmesser des zylindrischen Flächenabschnitts 29b mit großem Durchmesser. Der abgeschrägte ringartige Flächenabschnitt 29e hat einen sich vergrößernden Innendurchmesser, der sich zu der stromaufwärtigen Seite des Ventilkörpers 29 fortlaufend erhöht.
Der Ventilsitz 29a, der zylindrische Flächenabschnitt 29b mit großem Durchmesser, der abgeschrägte ringartige Flächenabschnitt 29c, der zylindrische Flächenabschnitt 29d mit kleinem Durchmesser und der abgeschrägte ringartige Flächenabschnitt 29e bilden ein Führungsloch, daß das Nadelventil 26 aufnimmt, und zwar zusammen mit der Innenumfangsfläche des inneren Metallröhrenelementes 14 (wird später mit näheren Einzelheiten beschrieben).
Das Nadelventil 26, das als das Ventilelement dient, ist als ein im allgemeinen zylindrischer Körper mit einem Boden geformt, und es ist aus rostfreiem Stahl geschaffen. Der Anlageabschnitt 26c, der hinsichtlich des Ventilsitzes 29a in und außer Eingriff gelangen kann, ist an dem stromabwärtigen Ende des Nadelventils 26 ausgebildet. Wie dies in der Fig. 2 gezeigt ist, hat das Nadelventil 26 insbesondere einen zylindrischen Abschnitt 26d mit kleinem Durchmesser und einen zylindrischen Abschnitt 26e mit großem Durchmesser, die in dieser Reihenfolge von dem stromabwärtigen Ende des Nadelventils 26 angeordnet sind. Der zylindrische Abschnitt 26d mit kleinem Durchmesser hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der zylindrische Abschnitt 26e mit großem Durchmesser. Der zylindrische Abschnitt 26e mit großem Durchmesser ist durch die Innenumfangsfläche des Ventilkörpers 29 gleitbar gestützt (insbesondere der zylindrische Flächenabschnitt 29d mit kleinem Durchmesser). Einen Außenumfangskante eines stromabwärtigen Endes des zylindrischen Abschnittes 26d mit kleinem Durchmesser ist mit einer Fase versehen, so dass er eine abgeschrägte ringartige Fläche aufweist, die den Anlageabschnitt 26c bildet. Somit ist ein Außendurchmesser des Anlageabschnittes 26c, das heißt ein Sitzdurchmesser des Anlageabschnittes 26c, kleiner als der Innendurchmesser des Nadelstützloches, das durch den zylindrischen Flächenabschnitt 29d mit kleinem Durchmesser definiert ist. Dieser Aufbau ermöglicht eine genaue Bearbeitung des Ventilsitzes 29a, mit dem der Anlageabschnitt 26c in Eingriff gelangen kann. Dieser Aufbau ermöglicht außerdem eine Abdichtung zwischen dem Ventilsitz 29a und dem Anlageabschnitt 26c während einer Ventilschliessperiode. Da der Sitzdurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Nadelstützloches, welches durch den zylindrischen Flächenabschnitt 29d mit kleinem Durchmesser des Ventilkörpers 29 definiert ist, kann ein Sitzabschnitt des Ventilsitzes 29a genau bearbeitet werden, zum Beispiel durch Einführen einer Schneidklinge von der stromaufwärtigen Seite in die Kraftstoffdruckkammer 29f, um einen dichten Ventilsitz zu gewährleisten, nachdem der zylindrische Flächenabschnitt 29d mit kleinem Durchmesser, der abgeschrägte ringartige Flächenabschnitt 29c, der zylindrische Flächenabschnitt 29b mit großem Durchmesser und der Ventilsitz 29a durch einen Schneidvorgang im inneren des Ventilkörpers 29 ausgebildet wurden. Der zylindrische Abschnitt 26e mit großem Durchmesser ist an der stromaufwärtigen Seite des Nadelventils angeordnet und als ein Zylinder mit einem Außendurchmesser geformt, der geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des zylindrischen Flächenabschnitts 29d mit kleinem Durchmesser des Ventilkörpers 29, damit er entlang des zylindrischen Flächenabschnitts 29d mit kleinem Durchmesser gleitet. Durch die vorstehend beschriebene Anordnung wird ein kleiner Spalt mit einer vorbestimmten Größe zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 26e mit großem Durchmesser und dem zylindrischen Flächenabschnitt 29d mit kleinem Durchmesser erzeugt, um zwischen diesen einen Gleiteingriff zu ermöglichen.
Der größte Teil des zylindrischen Abschnittes 26e mit großem Durchmesser hat eine dünne zylindrische Wand. Wie dies in der Fig. 2 gezeigt ist, definiert eine Innenumfangswand 26a des zylindrischen Abschnittes 26e mit großem Durchmesser einen Innenkanal 26f, durch den der Kraftstoff zu den Kraftstoffeinspritzlöchern 28a strömt. Der Innenkanal 26f ist zum Beispiel durch Bohren eines Loches durch die stromaufwärtige Endfläche des zylindrischen Abschnittes 26e mit großem Durchmesser ausgebildet. Eine Tiefe des Bohrloches wird so gewählt, dass ein Bodenwandabschnitt des Nadelventils 26 mechanischen Stößen standhalten kann, die dann erzeugt werden, wenn der Anlageabschnitt 26c an dem Ventilsitz 29a angeordnet wird.
Infolge dessen kann das Nadelventil 26 ein reduziertes Gewicht und eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen, um den Stößen standzuhalten, die dann erzeugt werden, wenn der Anlageabschnitt 26c an den Ventilsitz 29a angeordnet wird. Durch das reduzierte Gewicht des Nadelventils 26 ist das Ansprechverhalten der Ventilanordnung B verbessert.
Zumindest ein Ausgangsloch 26b ist an einem stromabwärtigen Bereich des Innenkanals in den zylindrischen Abschnitt 26e mit großem Durchmesser ausgebildet, um eine Führung des Kraftstoffes zu den Ventilsitz 29a, das heißt zu der Kraftstoffdruckkammer 29f zu ermöglichen.
Die Einspritzlochplatte 28 ist als eine dünne Platte an dem stromabwärtigen Ende der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 geformt und hat die Einspritzlöcher 28a an ihrer Mitte. Ein Layout und eine Orientierung der Einspritzlöcher 28a bestimmen die Richtung der Kraftstoffeinspritzung und die Größe der Einspritzlöcher 28a, und die Öffnungs- und Schliesszeitgebung der Ventilanordnung B, die durch die Elektromagnetantriebseinheit S angetrieben wird, bestimmt die von den Einspritzlöchern 28a eingespritzte Kraftstoffmenge.
Die Spule 31, das innere Metallröhrenelement 14, das Anziehungselement 22, die äußeren Metallrahmenelemente 18, 23 und der Anker 25 werden beschrieben.
Wie dies in der Fig. 1 gezeigt ist, ist die Spule 31, die als die Antriebsspule dient, um die Haspel 30 herum gewickelt, welche aus einem Harzmaterial besteht. Ein Anschluß 12 ist mit einem Ende der Spule 31 elektrisch verbunden. Die Haspel 30 ist um das innere Teilröhrenelement 14 angebracht. Ein Stecker 16 steht von einer Außenumfangswand eines Harzformteiles 13 vor, das um das innere Metallröhrenelement 14 herum ausgebildet ist. Der Anschluß 12 ist in dem Stecker 16 eingebettet.
Das innere Metallröhrenelement 14 ist ein röhrenartiges Bauteil, welches magnetische Segmente und nicht-magnetische Segmente aufweist, und es besteht zum Beispiel aus einem magnetischen Verbundmaterial. Ein Abschnitt des inneren Metallröhrenelementes 14 wird durch Erwärmen entmagnetisiert, so dass das erste magnetische Röhrensegment 14c, ein nicht-magnetisches Röhrensegment 14b und ein zweites magnetisches Röhrensegment 14a in dieser Reihenfolge von dem stromabwärtigen Ende des inneren Metallröhrenelementes 14 zu dem stromaufwärtigen Ende des inneren Metallröhrenelementes 14 ausgebildet sind (von dem unteren Ende zu dem oberen Ende gemäß der Fig. 1). Eine Innenumfangswand 14d des inneren Metallröhrenelementes 14 definiert ein Ankeraufnahmeloch 14e. Der Anker 25, der später beschrieben wird, ist in dem Ankeraufnahmeloch 14e aufgenommen und angrenzend an einem Grenzbereich zwischen dem nicht- magnetischen Röhrensegment 14b und dem ersten magnetischen Röhrensegment 14c angeordnet.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 sind an dem Außenumfang des inneren Metallröhrenelementes 14 die äußeren Metallrahmenelemente 18, 23 gegenüberliegend um die Spule 31 angeordnet, und das Harzformteil 15 bedeckt die äußeren Metallrahmenelemente 18, 23. Insbesondere bedeckt das zweite äußere Metallrahmenelement 23 den Außenumfang der Spule 31, und das erste äußere Metallrahmenelement 18 ist an der stromaufwärtigen Seite der Spule 31 angeordnet und erstreckt sich teilweise um die Spule 31, um den Außenumfang der Spule 31 zu bedecken, ohne sich mit einer Rippe 17 zu überlappen. Das Harzformteil 15 ist um die Metallrahmenelemente 18, 23 ausgebildet und mit dem Harzformteil 13 verbunden.
Durch die vorstehend beschriebene Anordnung ist ein elektromagnetischer Kreis ausgebildet, durch den ein magnetischer Fluss beim Erregen der Spule 31 fließt. In dem elektromagnetischen Kreis fließt der magnetische Fluss durch das zweite magnetische Röhrensegment 14a, das Anziehungselement 22, den Anker 25, das erste magnetische Röhrensegment 14c, das zweite äußere Metallrahmenelement 23 und das erste äußere Metallrahmenelement 18 in dieser Reihenfolge.
Ein Verbindungsaufbau, der das innere Metallröhrenelement 14 mit den äußeren Metallrahmenelementen 18, 23 verbindet, wird später beschrieben.
Der Anker 25 ist als im allgemeinen zylindrischer Körper mit einem Absatz geformt, und er besteht aus einem ferromagnetischen Material wie zum Beispiel magnetischer rostfreier Stahl. Der Anker 25 ist an den Nadelventil 26 gesichert. Wenn die Spule 31 erregt wird, dann wird ein magnetischer Fluss durch die elektromagnetische Kraft in der Spule 31 erzeugt und wirkt auf den Anker 25 durch das Anziehungselement 22. Somit werden der Anker 25 und das Nadelventil 26 axial zu dem Anziehungselement 22 bewegt, das heißt axial von dem Ventilsitz 29a weg. Ein Innenraum 25e in dem Anker 25 ist mit dem Innenkanal 26f des Nadelventils 26 in Verbindung.
Der Anker 25 hat einen Vorsprungsabschnitt 25d an einer stromaufwärtigen Endfläche des Ankers 25, die dem Anziehungselement 22 zugewandt ist. Der Vorsprungsabschnitt 25d minimiert den Kontaktflächeninhalt zwischen dem Anker 25 und dem Anziehungsabschnitt 22. Somit kann der Anker 25, der im Zeitraum der Ventilschliessbewegung zu dem Anziehungselement 22 gezogen wurde und mit diesem in Eingriff gelangt ist, schnell entmagnetisiert werden, wenn die Spule 31 entregt ist. Auf diese Art und Weise wird das Ansprechverhalten beim Schließen des Ventils verbessert.
Das Anziehungselement 22 ist als ein im allgemeinen zylindrischer Körper geformt und besteht aus einem ferromagnetischen Material wie zum Beispiel magnetischer rostfreier Stahl. Das Anziehungselement 22 ist an der Innenumfangswand 14d des inneren Metallröhrenelementes 14 gesichert, zum Beispiel mittels einer Presspassung des Anziehungselementes 22 und der Innenumfangswand 14d. Ein Ventilhubbetrag La, wie dieser in der Fig. 2 gezeigt ist, kann dadurch eingestellt werden, dass eine axiale Position des Anziehungselementes 22 entlang der Innenumfangswand 14d des inneren Metallröhrenelementes 14 eingestellt wird.
Eine Druckfeder (Kompressionsfeder) 24 ist zwischen einer Endfläche eines Einstellrohres 21 (später beschrieben) und einem Federsitz 25c des Ankers 25 angeordnet, welcher einen Absatzabschnitt darstellt, der einen Innenraum 25i des Ankers 25 definiert. Die Feder 24 übt eine vorbestimmte Druckkraft aus, um den Anker 25 zu dem Ventilkörper 29 zu drücken, so dass die Feder 24 das an dem Anker 25 gesicherte Nadelventil 26 gegen den Ventilkörper 29 drückt, wenn die Spule 31 nicht erregt ist (insbesondere drückt die Feder 24 den Anlageabschnitt 26c gegen den Ventilsitz 29a), um die Einspritzlöcher 28a zu schließen.
Das Einstellrohr 21 ist mittels einer Presspassung an die Innenumfangswand 22c des Anziehungselementes 22 gepasst. Die Druckkraft der Kompressionsfeder 24 kann auf eine vorbestimmte Druckkraft eingestellt werden, indem ein Einfügungsbetrag des Einstellrohres 21 in dem Anziehungselement 22 eingestellt wird. Solange das Einstellrohr 21 die Druckkraft einstellen kann, die zum Anordnen des Nadelventils 26 an dem Ventilsitz 29a aufgebracht wird, dann ist das Einstellrohr 21 nicht notwendigerweise auf dieses eine beschränkt, das mittels einer Presspassung an die Innenumfangswand 22c des Anziehungselementes 22 gepasst ist. Zum Beispiel kann das Einstellrohr 21 mittels einer Presspassung an die Innenumfangswand der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 wie zum Beispiel die Innenumfangswand des inneren Metallröhrenelementes 14 gepasst sein, welches den Kraftstoffkanal definiert. Alternativ kann das Einstellrohr 21 mittels eines Gewindes an die Innenumfangswand 22c des Anziehungselementes 22 gesichert sein.
Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass das Einstellrohr 21, das als eine Einstellbuchse zum Einstellen der Druckkraft dient, mittels einer Presspassung an die Innenumfangswand 22c des Anziehungselementes 22 gesichert ist, die als die Innenumfangswand der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 dient.
Der Ventilkörper 29 und die Einspritzlochplatte 28 sind an einem stromabwärtigen Ende des Metallröhrenelementes 14 fluiddicht aufgenommen. Alternativ kann die Einspritzlochplatte 28 fluiddicht an den Ventilkörper 29 geschweißt sein, und der Ventilkörper 29 kann fluiddicht in dem inneren Metallröhrenelement 14 aufgenommen sein. Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 ist ein Filter 11 an einem stromaufwärtigen Ende (oberes Ende gemäß der Fig. 1) des inneren Metallröhrenelementes 14 angeordnet. Der Filter 11 entfernt Fremdkörper, die in dem Kraftstoff enthalten sind, welcher zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 zugeführt wird.
Das innere Metallröhrenelement 14 ist an dem Ventilkörper 29 öldicht gesichert. Das innere Metallröhrenelement 14 und der Ventilkörper 29 definieren das Führungsloch, daß das Nadelventil 26 aufnimmt. Daher dient das innere Metallröhrenelement 14 auch als ein Teil des Ventilkörpers 29.
Der Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 wird beschrieben.
Wenn die Antriebsspule 31 der Elektromagnetantriebseinheit S erregt wird, dann wird in der Spule 31 eine elektromagnetische Kraft erzeugt. Dabei strömt ein magnetischer Fluss, der aus der in der Spule 31 erzeugten elektromagnetischen Kraft resultiert, durch das innere Metallröhrenelement 14 hindurch (insbesondere die magnetischen Röhrensegmente 14a, 14c), den äußeren Metallrahmenelementen 18, 23 und das Anziehungselement 22, um den magnetischen Kreis zu aktivieren. Somit wird eine Anziehungskraft zum Anziehen des Ankers 25 in dem Anziehungselement 22 erzeugt. Daher wird das Nadelventil 26, das an dem Anker 25 gesichert ist, von dem Ventilsitz 29a des Ventilkörpers 29 weg angehoben. Infolge dessen öffnet das Nadelventil 26 die Einspritzlöcher 28a, und der Kraftstoff strömt durch das Ankeraufnahmeloch 14e und den Innenkanal 26f und wird durch die Einspritzlöcher 28a hindurch ausgelassen.
Wenn andererseits die Spule 31 entregt wird, dann verschwindet die in der Spule 31 erzeugte elektromagnetische Kraft, und außerdem verschwindet somit auch die Anziehungskraft, die den Anker 25 zu dem Anziehungselement 22 anzieht. Somit wird das Nadelventil 26 gegen den Ventilsitz 29a des Ventilkörpers 29 durch die Kompressionsfeder 24 gedrückt. Infolge dessen wird das Nadelventil 26 an den Ventilkörper 29 angeordnet, um die Einspritzlöcher 28a zu schliessen, so dass der Kraftstoffeinspritzvorgang gestoppt wird. Dabei kann der Kraftstoffausfluss relativ genau gestoppt werden, wenn der Schliesszustand der Ventilanordnung B dicht ist (insbesondere der Dichtungszustand im Zeitraum der Anlage des Anlageabschnitts 26c des Nadelventils 26 an dem Ventilsitz 29a).
Auf diese Art und Weise kann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 die in die Brennkraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge relativ genau einstellen, indem sie eine Erregungsperiode ändert, das heißt eine Ventilöffnungszeitperiode.
Eine hochgenaue Steuerung hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzmenge würde lediglich möglich werden, indem gewünschte Ventilöffnungscharakteristika erzielt werden (zum Beispiel eine Öffnung der Ventilanordnung B während einer gewünschten Ventilöffnungszeitperiode), und zwar mittels Erregung und Entregung der Elektromagnetantriebseinheit S. Um dieses zu erreichen, ist es daher erforderlich, eine stabile magnetische Eigenschaft des magnetischen Kreises zu erzielen. Hierbei bedeutet das Erzielen der stabilen magnetischen Eigenschaft eine Beseitigung eines wesentlichen Spaltes, der die magnetische Eigenschaft in dem magnetischen Kreis verschlechtern könnte.
Somit werden bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel die stabile magnetische Eigenschaft des magnetischen Kreises und die reduzierten Herstellungskosten der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 erzielt, ohne dass ein wesentlicher Verlust der magnetischen Eigenschaft verursacht wird, und zwar mit den folgenden charakteristischen Merkmalen.
Zunächst werden die Elektromagnetantriebseinheit Sund insbesondere die Verbindungsstruktur zwischen dem inneren Metallröhrenelement 14 und dem äußeren Metallrahmenelementen 18, 23 unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 ist eine erste Verbindung J1 zwischen den inneren Metallröhrenelement 14 und einem stromaufwärtigen Endabschnitt 18a des ersten äußeren Metallrahmenelementes 18 ausgebildet. Außerdem ist eine zweite Verbindung J2 zwischen den inneren Metallröhrenelement 14 und einem ringartigen Abschnitt 23a des zweiten äußeren Metallrahmenelementes 23 ausgebildet. Die Verbindungen J1, J2 dienen als Verbindungen des magnetischen Kreises. Darüber hinaus sind die Verbindungen J1, J2 lediglich dazu erforderlich, eine magnetische Verbindung zwischen dem inneren Metallröhrenelement 14 und dem stromaufwärtigen Endabschnitt 18a und außerdem dem ringartigen Abschnitt 23a zu erzielen, so dass ein magnetischer Fluss, der beim Erregen der Antriebsspule 31 erzeugt wird, den Anker 25 antreibt.
Darüber hinaus können die Verbindungen J1, J2 folgendermaßen aufgebaut sein. Hierbei wird zur Vereinfachung lediglich die Verbindung 1 beschrieben. Das innere Metallröhrenelement 14 und der stromaufwärtige Endabschnitt 18a können so angeordnet sein, das sie miteinander in Kontakt sind und das sie durch das äußere Harzabdeckungselement 15 sicher abgedeckt sein können, um so die erste Abdeckung J1 zu bilden. Alternativ können das innere Metallröhrenelement 14 und der stromaufwärtige Endabschnitt 18a zusammengeschweißt sein, um die erste Verbindung J1 zu bilden.
Alternativ kann der stromaufwärtige Endabschnitt 18a mittels einer Presspassung an das innere Metallröhrenelement 14 gepasst sein, um die erste Verbindung J1 zu bilden. Auf diese Art und Weise kann die magnetische Verbindung zwischen dem inneren Metallröhrenelement 14 und dem stromaufwärtigen Endabschnitt 18a durch die Verbindung J1 aufrecht erhalten werden, die durch irgendeine der vorstehend beschriebenen Möglichkeiten ausgebildet ist, ohne das ein wesentlicher Spalt zwischen dem inneren Metallröhrenelement 14 und dem stromaufwärtigen Endabschnitt 18a vorhanden ist, und zwar anders als bei dem einfachen Kontakt zwischen den inneren Metallröhrenelement 14 und dem stromaufwärtigen Endabschnitt 18a.
Der Aufbau der Verbindung durch die Presspassung ist gegenüber den anderen beiden vorstehend beschriebenen Verbindungen hinsichtlich der Herstellungskosten vorteilhaft. Insbesondere können im Falle der Presspassung die äußeren Metallrahmenelemente 18, 23, die Haspel 30 und die Spule 30 als eine einstückige aus Harz geformte Baugruppe integriert werden, indem die äußeren Harzabdeckungselemente 13, 15 über die äußeren Metallrahmenelemente 18, 23, die Haspel 30 und die Spule 30 gegossen werden. Dann können das innere Metallröhrenelement 14, die Ventilanordnung B sowie die anderen relevanten Bauteile separat von der einstückig aus Harz geformten Baugruppe montiert werden und dann als die einstückig aus Harz geformte Baugruppe montiert werden. Zum Beispiel können in einem möglichen Fall der Ventilkörper 29, die Einspritzlochplatte 28, das Ventilelement 26, der Anker 25, das Anziehungselement 22, das Einstellrohr 21, die Feder 24 und der Filter 11 zunächst an das innere Metallröhrenelement 14 angebracht werden, und dieses innere Metallröhrenelement kann mittels einer Presspassung in die einstückig aus Harz geformte Baugruppe gepasst werden. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Herstellungskosten. Zum Beispiel werden bei der Herstellung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 Bauteile der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1, die bei einem Bauteilverarbeitungsschritt hergestellt werden, zu einem Montageschritt transferiert, bei dem die Bauteile montiert werden. Während des Transferschrittes der Bauteile von dem Bauteilverarbeitungsschritt zu dem Montageschritt sind keine speziellen Maßnahmen erforderlich, um die Luftdichtheit der Bauteile zu erreichen, um das Eindringen von Fremdkörpern zu verhindern und um das Herabfallen der Bauteile zu verhindern. Somit können die Herstellungskosten reduziert werden.
In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass die erste und die zweite Verbindung J1, J2 mittels einer Presspassung ausgebildet sind, das heißt, dass der stromaufwärtige Endabschnitt 18a mittels einer Presspassung an das innere Metallröhrenelement 14 gepasst ist (insbesondere das zweite magnetische Röhrensegment 14a), und dass der ringartige Abschnitt 23a mittels einer Presspassung an das innere Metallröhrenelement 14 gepasst ist (insbesondere das erste magnetische Röhrensegment 14c). Solange die Konfiguration des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a die Presspassung des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a an das innere Metallröhrenelement 14 nicht verhindert, muss der stromaufwärtige Endabschnitt 18a nicht notwendigerweise eine ringartige Form aufweisen, um den Außenumfang des zweiten magnetischen Röhrensegmentes 14a zu umgeben. Zum Beispiel kann der stromaufwärtige Endabschnitt 18a einen sektorförmigen Querschnitt (das heißt einen flügelförmigen Querschnitt) aufweisen, der lediglich teilweise den Außenumfang des zweiten magnetischen Röhrensegmentes 14a bedeckt, ohne dass er sich mit der Rippe 17 überlappt.
Darüber hinaus hat das innere Metallröhrenelement 14 einen Absatz 14f, mit dem eine stromaufwärtige Endfläche 18b des ersten besseren Metallrahmenelementes 18 im Eingriff ist. Durch diese Anordnung kann das axiale Positionieren der äußeren Metallrahmenelemente 18, 23 und der Antriebsspule 31 relativ einfach durchgeführt werden, um eine relativ einfache axiale Montage zu ermöglichen, wenn die äußeren Metallrahmenelemente 18, 23 und die Antriebsspule 31 an dem inneren Metallröhrenelement 14 in der axialen Richtung in der stromabwärtigen Seite zu der stromaufwärtigen Seite der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 angebracht werden.
Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel liegt die stromaufwärtige Endfläche 18b des stromaufwärtigen Endabschnitts 18a an dem Absatz 24f an.
Es ist relativ einfach, eine geschlossene Kontaktfläche zwischen dem Absatz 14f und der stromaufwärtigen Endfläche 18a auszubilden, so dass zwischen dem Absatz 14f und der stromaufwärtigen Endfläche 18a kein wesentlicher Spalt ausgebildet wird, und somit kann der magnetische Kreis mit der stabilen magnetischen Eigenschaft vorgesehen werden.
Infolge dessen werden bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel die Presspassung und die axiale Anlage verwendet, so dass die magnetische Verbindung zwischen dem stromaufwärtigen Endabschnitt und dem inneren Metallröhrenelement in wirksamer Weise durch den engen Eingriffszustand aufrecht erhalten werden.
Das gegenwärtige Ausführungsbeispiel ist in jenen Fällen anwendbar, die in den Fig. 4B und 4C gezeigt sind, um eine stabile magnetische Eigenschaft des magnetischen Kreises zu erzielen, und um die reduzierten Herstellungskosten zu erzielen.
Die Fig. 4A zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Fläche, die durch einen Kreis IVA in der Fig. 3 angegeben ist, die eine Struktur um die Verbindung J1 darstellt, bei der der Absatz 14f des inneren Metallröhrenelementes 14 und der stromaufwärtige Endabschnitt 18a miteinander im Eingriff sind. Die Fig. 4B zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IVB-IVB in der Fig. 4A, und sie zeigt einen Fall, bei dem das innere Metallröhrenelement 14 aus einem relativ preisgünstigen Röhrenmaterial besteht und somit vielmehr einen elliptischen Außenquerschnitt als einen runden Querschnitt aufweist. Die Fig. 4C zeigt eine andere Querschnittsansicht entlang einer Linie IVC-IVC in der Fig. 4A, und sie zeigt einen anderen Fall, bei dem der stromaufwärtige Endabschnitt 18a, das heißt das erste äußere Metallrahmenelement 18, mittels einer Pressbearbeitung ausgebildet ist, die als ein relativ preisgünstiger Prozess betrachtet wird, und er hat somit einen elliptischen Innenquerschnitt. Es ist zu beachten, dass die Fig. 4B und 4C lediglich exemplarische Fälle zeigen, die die Wirkungen von Änderungen der Formen des inneren Metallröhrenelementes 14 und des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a darstellen, und die Außenumfangsfläche des inneren Metallröhrenelementes 14 und die Innenumfangsfläche des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a, die die mittels der Presspassung gebildete Verbindung J1 bilden, können eine elliptische Form oder dergleichen aufgrund der Wirkungen der Abweichungen von den entsprechenden idealen genauen Formen haben.
Wie dies in den Fig. 4B und 4C gezeigt ist, ist es schwierig, ein relativ großes Rundheitsmaß des Querschnittes jeweils von dem inneren Teilröhrenelement 14 und dem stromaufwärtigen Endabschnitt 18a zu erreichen, die mittels einer Presspassung miteinander verbunden sind. Es ist somit schwierig, einen engen Kontakt zwischen dem inneren Metallröhrenelement 14 und dem stromaufwärtigen Endabschnitt 18a entlang des gesamten Umfanges zu erzielen (gemäß den Fig. 4B und 4C das innere Metallröhrenelement 14 und der stromaufwärtige Endabschnitt 18a, die an drei Punkten entlang des Umfanges miteinander in Kontakt sind). Somit wird der durch die Spule 31 erzeugte magnetische Fluss in Bereichen konzentriert, an denen der enge Kontakt zwischen dem inneren Metallröhrenelement 14 und dem stromaufwärtigen Endabschnitt 18a geschaffen ist, und es ist schwierig, dass der magnetische Fluss durch Bereiche fließt, an denen der enge Kontakt zwischen dem inneren Metallröhrenelement 14 und dem stromaufwärtigen Endabschnitt 18a nicht vorhanden ist. Im Gegensatz dazu wird bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel jene Struktur verwendet, die die Presspassung und die Anlage bewirkt, um das innere Metallröhrenelement 14 mit dem stromaufwärtigen Endabschnitt 18a zu verbinden. Und zwar wird jene Struktur verwendet, die die Anlage zwischen dem Absatz 14f des inneren Metallröhrenelementes 14 und der stromaufwärtigen Endfläche 18b des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a bewirkt, so dass der Absatz 14f des inneren Metallröhrenelementes 14 und die stromaufwärtige Endfläche 18b des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a einen engen Kontakt entlang des gesamten Umfanges bewirken, um somit die stabile magnetische Eigenschaft vorzusehen. Somit können sowohl die stabile magnetische Eigenschaft des magnetischen Kreises als auch die reduzierten Herstellungskosten erzielt werden.
Die Innenumfangswand von jedem äußeren Harzabdeckungselement 13, 15, die mit der Spule 31 und den äußeren Metallrahmenelementen 18, 23 verbunden sind und diese abdecken, ist koaxial zu einer Innenumfangswand der Haspel 30 und zu Innenumfangswänden der Endabschnitte 18a, 23a, und sie weist einen Innendurchmesser auf, der einen Eingriff der Innenumfangswand von jedem äußeren Harzabdeckungselement 13, 15 mit der Außenumfangsfläche des inneren Metallröhrenelementes 14 ermöglicht.
Durch diese Anordnung müssen die Antriebsspule 31 und die äußeren Metallrahmenelemente 18, 23, mit denen die äußeren Harzabdeckungselemente 13, 15 verbunden sind, um diese abzudecken, lediglich an das innere Metallröhrenelement 14 während des Montageschrittes der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 fest gepasst werden, so dass die Reduzierung der Herstellungskosten erzielt werden kann. Darüber hinaus sind bei der Herstellung während des Transferschrittes der Bauteile von dem Bauteilverarbeitungsschritt zu dem Montageschritt keine speziellen Maßnahmen erforderlich, um die Luftdichtheit der Bauteile zu erzielen, damit das Eindringen von Fremdkörpern verhindert wird und damit das Herabfallen der Bauteile verhindert wird. Somit können die Herstellungskosten reduziert werden.
Bei dem Montageschritt gelangt das äußere Metallrahmenelement 18 mit dem Absatz 14 des inneren Metallröhrenelementes 14 durch die stromaufwärtige Endfläche 18b des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a in Eingriff.
Durch diese Anordnung ist die Montage der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 bei dem Montageschritt vereinfacht. Zum Beispiel können die Spule 31 und die äußeren Metallrahmenelemente 18, 23 mit denen die äußeren Harzabdeckungselemente 13, 15 verbunden sind, um diese abzudecken, relativ zu dem inneren Metallröhrenelement 14 axial positioniert werden, in dem die Ventilanordnung B angebracht ist. Dies ermöglicht eine einfache Einfügung und Anbringung des inneren Metallröhrenelementes 14, in dem die Ventilanordnung B angebracht ist, an die Spule 31 und die äußeren Metallrahmenelemente 18, 23.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel kann folgendermaßen abgewandelt werden.
Bei den Verbindungen J1, J2, an denen die Presspassung durchgeführt wird, kann ein Abschnitt der Innenumfangsfläche des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a einen abgeschrägten Flächenabschnitt 18c aufweisen, entlang dem sich ein Innendurchmesser des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a von einer stromaufwärtigen Seite des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a zu einem stromabwärtigen Endabschnittes 18a fortlaufend vergrößert, wie dies in der Fig. 5 gezeigt ist.
Bei dieser Abwandlung wird eine axiale Länge Lp eines inneren Eingriffsumfangswandabschnittes 18d des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a, der mittels einer Presspassung an die Außenumfangsfläche des inneren Metallröhrenelementes 14 gepasst ist, auf eine vorbestimmte Länge begrenzt, während die Wanddicke des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a auf eine vorbestimmte Wanddicke aufrecht erhalten wird, um eine ausreichende Steifigkeit des äußeren Metallrahmenelementes 18 zu halten. Bei dieser Anordnung ist die Anlage der stromaufwärtigen Endfläche 18b des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a an den Absatz 14f des inneren Metallröhrenelementes 14 bei dem Montageschritt vereinfacht. Dies ermöglicht Verbesserung der Produktivität insbesondere bei der Montage.
Darüber hinaus ermöglicht die Begrenzung der axialen Länge Lp des inneren Eingriffsumfangswandabschnittes 18d des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a eine Reduzierung der auf das innere Metallröhrenelement 14 durch den stromaufwärtigen Endabschnitt 18a aufgebrachten Presspassungslast. Dieses unterdrückt eine Reduzierung der Genauigkeit der Form der Innenumfangswand 14d des inneren Metallröhrenelementes 14, die durch eine Presspassung bei der Verbindung J1 hervorgerufen werden könnte.
Bei einer anderen Abwandlung kann die axiale Länge Lp des inneren Eingriffsumfangswandabschnittes 18d des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a weiter reduziert werden, wie dies in der Fig. 6 gezeigt ist. Durch diese Anordnung kann der Absatz 14f dadurch ausgebildet werden, dass die Wanddicke (insbesondere in der Dicke t in der Fig. 6) des einzigen Röhrenbauteils weiter reduziert wird, das aus dem magnetischen Verbundmaterial besteht (insbesondere die magnetischen Röhrensegmente 14a, 14c und das nicht-magnetische Röhrensegment 14b), wie dies in der Fig. 6 gezeigt ist.
Durch diese Anordnung hat die Innenumfangswandfläche des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a den abgeschrägten Flächenabschnitt 18c, entlang dem sich ein Innendurchmesser des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a von der stromaufwärtigen Endseite des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a zu dem stromabwärtigen Ende des stromaufwärtigen Endabschnitts 18a fortlaufend erhöht, wie dies in der Fig. 6 gezeigt ist. Somit kann durch das Ändern der axialen Länge Lp des inneren Eingriffsumfangswandabschnittes 18d des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a eine Presspasslast eingestellt werden. Somit können sowohl die Verbindungsstruktur für die Presspassung als auch die Reduzierung der Wanddicke des Röhrenelementes erzielt werden.
Durch das Reduzieren der Wanddicke t des Abschnittes des inneren Metallröhrenelementes 14, an dem der stromaufwärtige Endabschnitt 18a mittels einer Presspassung gepasst wird, kann eine radiale Breite W der Anlagefläche zwischen der stromaufwärtigen Endfläche 18b des stromaufwärtigen Endabschnittes 18a und dem Absatz 14f des inneren Röhrenelementes 14 erhöht werden, ohne dass eine Größe der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 im wesentlichen vergrößert wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist lediglich das innere Metallröhrenelement 14 und das erste äußere Metallrahmenelement 18 beschrieben, die die Verbindung J1 bilden. Jedoch sollte in jenem Fall klar sein, bei dem die Spule 31 und die äußeren Metallrahmenelemente 18, 23 einstückig ausgebildet und durch die äußeren Harzabdeckungselemente 13, 15 mittels eines Einlegeeinspritzvorganges bedeckt werden, dass die vorstehend beschriebenen Anordnungen auf die Verbindungsstruktur (zweite Verbindung J2) anwendbar sind, um den ringartigen Abschnitt 23a des zweiten äußeren Metallrahmenelementes 23 und des inneren Metallröhrenelementes 14 zu verbinden, das den Absatz 14f aufweist.
Zusätzliche Vorteile und Abwandlungen werden dem Fachmann leicht ersichtlich. Die Erfindung mit ihrem breitesten Umfang soll daher nicht auf die spezifischen Einzelheiten, dargestellten Geräte und dargestellten Beispiele beschränkt sein, die gezeigt und beschrieben sind.
Bei einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 hat ein inneres Metallröhrenelement 14 einen Absatz 14f an einer Außenumfangswand des inneren Metallröhrenelementes 14, und eine axiale Endfläche eines stromaufwärtigen Endabschnittes 18a eines äußeren Metallrahmenelementes 18 liegt axial an dem Absatz 14f des inneren Metallröhrenelementes 14 an.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit:
einem inneren Metallröhrenelement (14), das einen bewegbaren Kern (25) und ein Ventilelement (26) aufnimmt, die aneinander gefügt sind, wobei der bewegbare Kern (25) und das Ventilelement (26) in dem inneren Metallröhrenelement (14) axial hin- und herbewegbar sind, und das innere Metallröhrenelement (14) einen Teil eines magnetischen Kreises bildet, der den bewegbaren Kern (25) antreibt;
einer Antriebsspulenanordnung (30, 31), die Folgendes aufweist:
eine Spule (31), die eine elektromagnetische Kraft beim Erregen der Spule (31) erzeugt, um den magnetischen Kreis zu aktivieren; und
eine Haspel (30), um die die Spule (31) gewickelt ist; und
einem äußeren Metallrahmenelement (18), das radial außerhalb des inneren Metallröhrenelementes (14) so angeordnet ist, dass die Antriebsspulenanordnung (30, 31) radial zwischen den inneren Metallröhrenelement (14) und dem äußeren Metallrahmenelement (18) angeordnet ist, wobei ein Endabschnitt (18a) des äußeren Metallrahmenelementes (18) mit den inneren Metallröhrenelement (14) im Eingriff ist, um einen anderen Teil des magnetischen Kreises zu bilden; und
einem äußeren Harzabdeckungselement (15), das zumindest teilweise eine Außenumfangsfläche des äußeren Metallrahmenelementes (18) um das äußere Metallrahmenelement (18) herum abdeckt, wobei das äußere Harzabdeckungselement (15) an die Spule (31) und das äußere Metallrahmenelement (18) gefügt ist und diese abdeckt, und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das innere Metallröhrenelement (14) einen Absatz (14f) an einer Außenumfangswand des inneren Metallröhrenelementes (14) aufweist; und
eine axiale Endfläche des Endabschnittes (18a) des äußeren Metallrahmenelementes (18) axial an dem Absatz (14f) des inneren Metallröhrenelementes (14) anliegt.

2. Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (18a) des äußeren Metallrahmenelementes (18) mittels einer Presspassung so an das innere Metallröhrenelement (14) gepasst ist, dass eine Verbindung (J1) zwischen dem Endabschnitt (18a) des äußeren Metallrahmenelementes (18) und dem inneren Metallröhrenelement (14) ausgebildet ist.

3. Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (J1), die mittels der Presspassung des Endabschnittes (18a) des äußeren Metallrahmenelementes (18) an dem inneren Metallröhrenelement (14) ausgebildet ist, eine Außenumfangsfläche des inneren Metallröhrenelementes (14) sowie eine Innenumfangsfläche des Endabschnittes (18a) des äußeren Metallrahmenelementes (18) aufweist, wobei die innere Umfangsfläche des Endabschnittes (18a) des äußeren Metallrahmenelementes (18) einen abgeschrägten Flächenabschnitt (18c) aufweist, der so abgeschrägt ist, dass sich ein Innendurchmesser des abgeschrägten Flächenabschnittes (18c) in einer axialen Richtung fortlaufend vergrößert.

4. Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Absatz (14f) des inneren Metallröhrenelementes (14) dadurch ausgebildet ist, dass sich eine Wanddicke eines Abschnittes eines einzigen Röhrenmaterials reduziert, das aus einem magnetischen Verbundmaterial besteht, und zwar relativ zu dem Rest des einzigen Röhrenmaterials.

5. Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenumfangswand des äußeren Harzabdeckungselementes (15), das an die Spule (31) und das äußere Metallrahmenelement (18) gefügt ist und diese abdeckt, koaxial zu einer Innenumfangswand der Haspel (30) und einer Innenumfangswand des Endabschnittes (18a) des äußeren Metallrahmenelementes (18) ist und einen Innendurchmesser aufweist, der einen Eingriff der Innenumfangswand des äußeren Harzabdeckungselementes (15) mit der Außenumfangsfläche des inneren Metallröhrenelementes (14) ermöglicht.

6. Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Metallrahmenelement (18) mit dem Absatz (14f) des inneren Metallröhrenelementes (14) sicher im Eingriff ist, an dem die axiale Endfläche (1%) des Endabschnittes (18a) des äußeren Metallrahmenelementes (18) anliegt.

7. Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (18a) des äußeren Metallrahmenelementes (18) radial nach innen relativ zu einer Innenumfangsfläche eines Abschnittes des äußeren Harzabdeckungselementes (15) vorsteht, daß das äußere Metallrahmenelement (18) abdeckt.