DE19722720C2

DE19722720C2 - Kraftstoffinjektor mit vereinfachter Bauweise und vereinfachtem Zusammenbau

Info

Publication number: DE19722720C2
Application number: DE19722720A
Authority: DE
Inventors: Kazuaki Koyanagi; Takaaki Takagi
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 1996-06-03
Filing date: 1997-05-30
Publication date: 2000-04-27
Anticipated expiration: 2017-05-31
Also published as: JP3338614B2; US5927613A; DE19722720A1; JPH09317595A

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung eines Kraftstoffinjektors, wobei die Form eines Bestandteils vereinfacht ist, so daß das Bauteil mit hoher Genauigkeit in einem einfachen Vorgang herstellbar und zusammenbaubar ist.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Ein herkömmlicher Kraftstoffinjektor ist beispielsweise in der JP 2-66380 A beschrieben. Dieser Kraftstoffinjektor wird unter Be zugnahme auf Fig. 5 und 6 beschrieben, die einen senkrechten Schnitt und einen Querschnitt in der Ebene VI-VI der Fig. 5 zeigen.

Gemäß Fig. 5 ist eine Solenoidwicklung bzw. Solenoidspule 103 am unteren Umfang eines rohrförmigen Kerns 101 aus ferromagnetischem Metall angeordnet. Ein rohrförmiges Ver bindungsteil 139 aus ferromagentischem Metall ist über ein Bauteil 106 aus ferromagneti schem Metall mit dem unteren Ende des Kerns 101 verbunden. Innerhalb des Verbindungs teils 139 ist ein rohrförmiger Anker 112 verschiebbar angeordnet. Der Anker 112 ist über ein Verbindungsrohr 136 mit einem Kugelventil 114 verbunden. Das Verbindungsteil 139 hält einen Ventilsitz 108 mit einem Einspritzloch 117. Der Anker 112, das Verbindungsrohr 136 und das Kugelventil 114 werden von der Solenoidspule 103 zusammen aufwärts gezogen, so daß dadurch das Einspritzloch 117 geöffnet wird. Das Kugelventil 114 wird mittels einer Rückhohl- bzw. Schließfeder 118 in Schließrichtung vorgespannt.

Die äußeren Umfänge eines Teils des Kerns 101 und der Solenoidspule 103 sind zusammen von einer Kunstsfoffummantelung 124 umgeben. Ein Paar einen äußeren Magnetpfad bildender Bauteile 128 aus ferromagnetischem Metall ist in der Ummantelung 124 eingebettet und sich gegenüberliegend angeordnet, wie in Fig. 6 gezeigt.

Gemäß Fig. 5 umgeben die äußeren, einen Magnetpfad bildenden Bauteile 128 die Magnet spule 103, den Kern 101 und das Verbindungsteil 139 zusammen. Jedes Bauteil 128 hat eine komplexe Form, so daß es die Solenoidspule 103 umgibt, und hat an seinem oberen Teil einen sich axial erstreckenden Endbereich 132. Der obere Endbereich 132 des einen äußeren Magnetpfad bildenden Bauteils 128 ist in Berührung mit dem Kern 101, während ein unterer Endbereich 132a davon in Berührung mit dem Verbindungsteil 139 ist.

Bei dem herkömmlichen Kraftstoffinjektor ist jedes der gepaarten einen äußeren Magnetpfad bildenden Bauteile 128 aus einem flachen Band- bzw. Plattenmaterial hergestellt, dessen beiden Enden im wesentlichen in Z-Form gebogen sind. Diese Konstruktion macht die Form bzw. Gestalt des Bauteils 128 verhältnismäßig kompliziert, wodurch es schwierig ist, die Bauteile 128 herzustellen. Weiter besteht ein anderes Problem darin, daß die einen äußeren Magnetpfad bildenden Bauteile 128 an dem Kern 101 durch Schweißen oder ähnliche Vorgänge befestigt werden sollten, nachdem sie vorher axial und in Umfangsrichtung posi tioniert sind, wodurch es kompliziert ist, sie anzuordnen bzw. zusammenzubauen.

Aus der DE 44 32 525 A1, von der im Oberbegriff des beigefügten Anspruchs 1 ausgegangen wird, ist ein Kraftstoffinjektor mit einem magnetischen Leitelement bekannt, das einen Boden aufweist, der mit einer Öffnung zur Aufnahme eines Innenpols ausgebildet ist. Der Innenpol weist eine zylindrische Außenfläche auf, so daß die Position des Leitelements in axialer Richtung des Innenpols nicht ohne weiteres genau festgelegt werden kann. Des weiteren berührt der Boden in axialer Richtung direkt die Magnetspule, was zu deren Beschädigung bei der Montage führen kann. Da der Boden des Leitelements den Innenpol nur an der Umfangsfläche der Öffnung berührt, muß der Boden verhältnismäßig dick ausgebildet sein.

In der DE 38 25 135 A1 ist ein Kraftstoffinjektor mit einem Leitelement für den Magnetfluß bekannt, das einen Anschlußstutzen teilweise umgibt. Das Leitelement ist derart eingebaut, daß sein unteres Ende die Außenfläche eines Zwischenteils bildet, das mit dem Anschlußstutzen verbunden ist. Es sind mehrere Leitelemente vorgesehen, deren Position relativ zum Anschlußstutzen beim Zusammenbau relativ aufwendig fixiert werden muß.

Zusammenfassung der Erfindung

Entsprechend liegt eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Konstruktion zu schaffen, bei der ein einen äußeren Magnetpfad bildendes Bauteil an dem Kern mit hoher Genauigkeit in einem einfachen Arbeitsgang befestigt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit einem Kraftstoffinjektor gemäß dem Hauptanspruch gelöst.

Bei dem Erfindungsgegenstand kann das den äußeren Magnet fortbildende Bauteil in einfacher Weise mit dem Kern zusammengebaut werden, indem der Kern in die zentrale Öffnung der Endplatte eingesetzt wird und relativ zum Bauteil so lange verschoben wird, bis die Endplatte den Flansch berührt. Dabei berührt die Endplatte den Flansch sowohl in axialer Richtung als auch mit der Umfangsfläche des zentralen Loches, d. h. in radialer Richtung. Auf diese Weise ist eine ausreichend große Berührungsfläche zwischen dem Kern und dem Bauteil gegeben, wodurch ein einwandfreier Magnetpfad gebildet ist.

Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors gerichtet.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und der beilie genden Ansprüche unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten beschrieben.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Längsschnitt eines Kraftstoffinjektors entsprechend einer Ausführungs form der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Querschnitt eines einen äußeren Magnetpfad bildenden Bauteils;

Fig. 3 ist eine rechtsseitige Ansicht des einen äußeren Magnetpfad bildenden Bauteils;

Fig. 4 ist eine Unteransicht des einen äußeren Magnetpfad bildenden Bauteils;

Fig. 5 ist ein Längsschnitt eines herkömmlichen Kraftstoffinjektors und

Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie VI-VI der Fig. 5.

Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Bezugnehmend auf die Fig. 1 bis 4 wird eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors entsprechend der Zusammenbaufolge der Komponenten beschrieben. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt eines Kraftstoffinjektors zur Verwendung in einem Kraft fahrzeugmotor. Ein Injektorkörper 1 aus ferromagnetischem Material ist rohrförmig ausge bildet. Ein unmagnetischer Ring 2 ist nach einer Presseinpassung in das obere Ende des Körpers 1 eingeschweißt. Ein ferromagnetischer, rohrförmiger Kern 3 ist mit einem Ende nach Preßeinpassung in die obere Hälfte des Rings 2 eingeschweißt. Im wesentlichen in der Mitte des Kerns 3 bezüglich seiner axialen Richtung ist ein sich radial erstreckender Flansch 3a ausgebildet, um ein einen äußeren Magnetpfad bildendes Bauteil 7 zu positio nieren, das weiter unten beschrieben wird. Ein Bereich 3b unmittelbar über dem Flansch 3a des Kerns 3 hat einen äußeren Durchmesser, der etwas größer ist als der Durchmesser des restlichen Bereiches des Kerns 3.

Um den Ring 2 und den Kern 3 ist durch Kunststofformung ein aus Kunstharz oder ähnli chem, elektrisch isolierendem Material hergestellter Spulenkörper 4 ausgebildet. Der Spu lenkörper 4 hat an seinem oberen Ende einen Steckeranschlußbereich (nicht dargestellt), in den ein Anschlußende eines Terminals bzw. Anschlusses 5 eingepreßt ist. Um den Spu lenkörper 4 ist eine Solenoidspule 6 gewickelt und elektrisch mit dem Anschlußende des Anschlusses 5 verbunden.

Der Umfang der Solenoidspule 6 ist teilweise von einem einen äußeren Magnetpfad bilden den Bauteil 7 aus ferromagentischem Metall umgeben. Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht des einen äußeren Magnetpfad bildenden Bauteils 7, Fig. 3 eine Seitenansicht der Fig. 2 und Fig. 4 eine Unteransicht der Fig. 2. Gemäß diesen Zeichnungen hat das einen äußeren Magnetpfad bildende Bauteil 7 ein Paar von Verlängerungsstücken 7a, von denen jedes einen gebogenen Querschnitt hat und die Solenoidspule 6 teilweise umfangsmäßig umgibt, und eine Endplatte 7b mit zwei Enden, die die Enden der gepaarten Verlängerungsstücke 7a aufnehmen und mit einem kreisförmigen Montageloch 8, durch das der Kern 7 einge setzt ist. Der Durchmesser des Montagelochs 8 ist etwas kleiner als der des Bereiches 3b unmittelbar über dem Flansch 3a des Kerns 3. Die gepaarten Verlängerungsstücke 7a er strecken sich von zwei sich diametral gegenüberliegenden Bereichen der Endplatte 7b. Das einen äußeren Magnetpfad bildende Bauteil 7 ist durch Tiefziehen integral aus einem einzi gen Flachteil bzw. Blech aus ferromagnetischem Material hergestellt. Das Montageloch 8 der Endplatte 7b ist durch Stanzen hergestellt.

Gemäß Fig. 1 wird das einen äußeren Magnetpfad bildende Bauteil 7 eingebaut, während es bezüglich des Kerns 3 durch Presspassung des Montageloches 8 von oben auf dem Um fang des Bereiches 3b unmittelbar über dem Flansch 3a positioniert wird und gleichzeitig die Endplatte 7b axial in Berührung mit dem Flansch 3a gebracht wird.

Mittels dieses Zusammenbauvorgangs werden die Verlängerungsstücke 7a des einen äuße ren Magnetpfad bildenden Bauteils 7 auf presspassende Weise mit der Außenfläche des In jektorkörpers 1 verbunden.

Um den Bereich von der oberen Hälfte des Körpers 1 zum oberen Ende des Kerns 3 zu ummanteln, wird eine Kunststofformung durchgeführt. Ein Stecker bzw. Anschlußteil 9 für den Anschluß 5 ist als ein Teil des Kunststoff-Formteils ausgebildet. Das Anschlußteil 9 ist mit einem Anschlußteil eines elektronischen Steuergerätes (nicht dargestellt) verbunden. Mittels Signalen aus dem elektronischen Steuergerät wird die Solenoidspule 6 aktiviert und deaktiviert.

Mit dem oberen Ende eines schaftartigen Ventils 12 ist nach Presspassung ein rohrförmiger Anker 10 verschweißt und an seiner Innenseite mit einer Nut 10a als Kraftstoffdurchlaß ausgebildet. Der Anker 10 wird bei Aktivieren der Solenoidspule 6 zu dem Kern 3 gezo gen.

Ein sich nach unten schließender zylindrischer Ventilsitz 13 mit einer durch seine Boden fläche führenden Einspritzöffnung 14a, die von dem Ventil 12 geöffnet und geschlossen wird, weist an seiner äußeren Bodenfläche mittels Laserschweißung angebrachte Blenden platte 14 auf. Die Blendenplatte 14 ist eine kreisförmige Platte mit einer Mehrzahl von Einspritzlöchern (nicht beziffert).

Das Ventil 12 wird in dem Ventilsitz 13 eingesetzt, nachdem ein U-förmiges, plattenarti ges Anschlagteil 15 mit einem an dem Ventil 12 ausgebildeten Ansatz in Eingriff gebracht ist. Der Ventilsitz 13, in den das Ventil 12 eingebaut wurde, wird in den Körper 1 einge setzt und durch Verstemmen befestigt. Durch den Einbau des Ventilsitzes 13 wird das An schlagteil 15 zwischen einem Stufenbereich des Injektorkörpers 1 und der Oberfläche des Ventilsitzes 13 angeordnet. Das Ventil 12 öffnet und schließt die Einspritzöffnung 13a durch axiales Verschieben im Ventilsitz 13. Das Anschlagteil 15 verhindert die rückgezo gene Stellung (angehobene Stellung) des Ventils 12.

In den Kern 3 wird eine Schraubenfeder oder Ventilfeder 16 eingesetzt und dann wird ein Rohrbauteil oder ein Federstift 17 mit C-förmigem Querschnitt darin unter Press-Sitz ange bracht. Die Ventilfeder 16 spannt das Ventil 12 normalerweise in Schließrichtung vor. Die Kraft der Ventilfeder 16 wird durch Positionseinstellung des Federstiftes 17 eingestellt. In nerhalb des oberen Endbereiches des Kerns 3 ist ein Sieb 19 mit Press-Sitz angeordnet, entsprechend einem Kraftstoffeinlaß eines Kraftstoffdurchlasses 18, der von dem oberen Ende des Kerns 3 zu der Einspritzöffnung 13a des Ventilsitzes 13 führt. Wenn das An schlußteil 9 durch Kunststofformung ausgebildet wird, wird an dem oberen Ende des Kerns 3 eine ringförmige Ausnehmung (nicht beziffert) ausgebildet, so daß ein O-Ring 20 darauf gesetzt werden kann, der dazu dient, den Kern 3 gegenüber einem Zufuhrrohr bzw. einer Zufuhrleitung (nicht dargestellt) abzudichten. Eine Kunststoffkappe 21 zum Schutz der Blendenplatte 14 ist vorgesehen, um eine äußere Umfangsfläche des unteren Endbereiches des Ventilsitzes 13 abzudecken.

Im folgenden wird ein praktisches Materialbeispiel für jede wesentliche Komponente des Kraftstoffinjektors beschrieben. Für den Einspritzkörper 1 wird elektromagnetisches SUS verwendet, für den Ring 2 SUS304, elektromagnetisches SUS für den Kern 3, elektromag netisches SUS für das einen äußeren Magnetpfad bildende Bauteil 7, elektromagnetisches SUS für den Antrieb 10, SUS440A für das Anschlagteil 15, SUS440C für den Ventilsitz 13 und SUS304 für die Blendenplatte 14.

Im folgenden wird die Funktionsweise des hinsichtlich seines Aufbaus beschriebenen Kraft stoffinjektors beschrieben. Von einem Kraftstofftank (nicht dargestellt) unter einem vorbe stimmten Druck zugeführter Kraftstoff wird von dem Sieb 19 gefiltert, durchströmt den Kraftstoffdurchlaß 18 und erreicht das Innere des Ventilsitzes 13. Das Ventil 12 wird je doch in einem Zustand gehalten, in dem die Einspritzöffnung 13a des Ventilsitzes 13 infol ge der Elastizität der Ventilfeder geschlossen ist, so daß keine Kraftstoffeinspritzung von der Einspritzöffnung 13a aus geschieht.

Wenn die Solenoidspule 16 mittels Anliegens eines elektrischen Signals aus dem elektroni schen Steuergerät aktiviert bzw. stromdurchflossen ist, wird ein Magnetpfad (siehe Pfeile M in Fig. 1) durch den Kern 3, den Anker 10, den Einspritzkörper 1 und das einen äuße ren Magnetpfad bildende Bauteil 7 aufgebaut. Durch eine auf diese Weise erzeugte anzie hende Kraft des Kerns 3 werden der Anker 10 und das Ventil 12 zusammen zurückgezo gen. Als Folge öffnet das Ventil 12 die Einspritzöffnung 13a des Ventilsitzes 13, von wo aus Kraftstoff eingespritzt wird. Der eingespritzte Kraftstoff wird weiter durch die Ein spritzlöcher der Blendenplatte 14 eingespritzt. Wenn das an der Solenoidspule 6 liegende elektrische Signal endet, um die Anziehungskraft zu beenden, die auf den Anker 10 gewirkt hat, wird das Ventil wiederum in einem Zustand gehalten, in dem die Einspritzöff nung 13a infolge der Elastizität der Ventilfeder 16 geschlossen ist. Die Kraftstoffeinsprit zung aus der Einspritzöffnung 13a wird beendet.

Bei dem oben beschriebenen Kraftstoffinjektor wird das einen äußeren Magnetpfad bilden de Bauteil 7 relativ zu dem Kern 3 in einfacher Weise positioniert, in dem der Kern 3 in das Montageloch 8 der Endplatte 7b des einen äußeren Magnetpfad bildenden Bauteils 7 eingesetzt wird und die Endplatte 7b in Berührung mit dem Flansch 3a des Kerns 3 ge bracht wird. Folglich ist der Anordnungsvorgang des einen äußeren Magnetpfad bildenden Bauteils 7 relativ zum Kern 3 vereinfacht, wodurch die Zusammeneffizienz des einen äuße ren Magnetpfad bildenden Bauteils 7 verbessert ist.

Weiterhin müssen die beiden Verlängerungsstücke 7a, die mittels der Endplatte 7b verbun den sind, nicht in Umfangsrichtung des Kerns 3 positioniert und befestigt werden. Zusätz lich kann die Fläche des Magnetpfades M vergrößert werden, da der Flansch 3a des Kerns 3 als Teil des Magnetpfades M verwendet werden kann. Entsprechend ist es nicht notwen dig, ein Verbindungsstück entsprechend jedem Endbereich 132, 132a (siehe Fig. 5) vorzu sehen, wie es für jedes herkömmliche, einen äußeren Magnetpfad bildende Bauteil erfor derlich ist, wodurch die Form des einen äußeren Magnetpfad bildenden Bauteils 7 verein facht ist und dadurch auch dessen Herstellung vereinfacht ist.

Durch die Presspassung des Kerns 3 in das Montageloch 8 des einen äußeren Magnetpfad bildenden Bauteils 7 werden der Positionier- und der Befestigungsvorgang des Bauteils 7 des weiteren gleichzeitig ausgeführt, wodurch die Zusammenbaueffizienz des einem äuße ren Magnetpfad bildenden Bauteils 7 verbessert wird.

Weiter ist das einen äußeren Magnetpfad bildende Bauteil ein aus einem einfachen Form vorgang, beispielsweise einem Tiefziehvorgang, hervorgehendes Bauteil, das somit zu ge ringen Kosten hergestellt werden kann. Das einen äußeren Magnetpfad bildende Bauteil 7 hat eine einfache Form, bei der die geraden Verlängerungsstücke 7a und die plattenartige Endplatte 7b derart vereint sind, daß sie durch Tiefziehen ausgeformt werden können. Eine Anwendung der Tiefziehformung bei der komplizierten Form des herkömmlichen, einem äußeren Magnetpfad bildenden Bauteils 128 (siehe Fig. 5) ist dagegen schwierig.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform be schränkt und jegliche Modifizierungen oder Veränderungen können in einfacher Weise durchgeführt werden, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann der Kern 3 durch Schweißen anstelle von Presspassen befestigt werden, nachdem er in das Montageloch 8 des einem äußeren Magnetpfad bildenden Bauteils 7 eingesetzt ist. Das ei nem äußeren Magnetpfad bildende Bauteil 7 kann durch jedwelche Herstellverfahren und Formungen, unterschiedlich zum Tiefziehen, hergestellt werden. Die Anzahl der Verlänge rungsstücke 7a des einen äußeren Magnetpfad bildenden Bauteils 7 ist nicht auf zwei be schränkt.

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor ist das einem äußeren Magnetpfad bildende Bauteil hinsichtlich seiner Positionierung relativ zu dem Kern vereinfacht und hinsichtlich der Zusammenbaueffizienz verbessert.

Claims

1. Kraftstoffinjektor, enthaltend:
ein Ventil (12) zum Öffnen und Schließen des Kraftstoffinjektors;
eine im wesentlichen rohrförmige Solenoidspule (6) zum Bewegen des Ventils;
einen Kern (3), der durch das Innere der Solenoidspule hindurchreicht; und
ein einen äußeren Magnetpfad bildendes Bauteil (7), das außerhalb der Sole noidspule angeordnet ist und daß der Flansch (3a) die Endplatte (7b) in axialer Richtung des Kerns (3) berührt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kern (3) einen sich radial auswärts erstreckenden Flansch (3a) aufweist, der an einem sich in axialer Richtung erstreckenden Teil des Kerns ausgebildet ist, und
eine im wesentlichen scheibenförmige Endplatte (7b) aufweist, in deren Zentrum ein Loch (8) zur Aufnahme des Kerns ohne Entstehen eines Spaltes zwischen der scheibenförmigen Endplatte und dem Kern ausgebildet ist.

2. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einen äußeren Magnetpfad bildende Bauteil (7) ein Paar von Verlängerungsstücken (7a) aufweist, die sich von zwei sich diametral gegenüberliegenden Bereichen der Endplatte (7b) aus erstrecken.

3. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das einen äußeren Magnetpfad bildende Bauteil (7) aus einem einzigen Flachteil aus ferromagnetischem Metall durch Tiefziehen ausgeformt ist.

4. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das einem äußeren Magnetpfad bildende Bauteil (7) durch Press-Sitz auf dem Kern (3) befestigt ist.

5. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der gepaarten Verlängerungsstücke (7a) in enger Berührung mit dem Umfang der Solenoidspule (4, 6) ist.