DE3606189A1

DE3606189A1 - Elektromagnetischer antrieb und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3606189A1
Application number: DE19863606189
Authority: DE
Inventors: Takeo Kushida; Youichi Tokio/Tokyo Taniai
Original assignee: Sanken Airpax Co Ltd Tokio/tokyo; Sanken Airpax Co Ltd; Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Zexel Corp Sanken Airpax Co Ltd Tokio/tokyo
Priority date: 1985-02-27
Filing date: 1986-02-26
Publication date: 1986-10-16
Also published as: JPS61197861A; KR900002732B1; GB8604711D0; GB2174246B; DE3606189C2; JPH0248791B2; KR900002731B1; US4725396A; KR860006627A; GB2174246A; US4677327A

Description

86.087^di Essen, den 25. Februar 1986

Patentanmeldung

der Firmen

Diesel Kiki Co., Ltd. Sanken Airpax Co., Ltd.

6-7, Shibuya 3-chome 6-7, Shibuya 3-chome

Shibuya-ku Shibuya-ku

Tokyo / Japan Tokyo / Japan

betreffend einen

"Elektromagnetischen Antrieb und Verfahren zu seiner Herstellung"

Patentanwälte · Dipl.-lng. Hans Dieter Gesthuysen · Dipl.-Phys. Hans Wilhelm von Rohr Essen 1, Huyssenallee 15, Telefon: 0201/233917, Telex: 08579990

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf einen durch elektromagnetische Kräfte betätigbaren elektromagnetischen Antrieb, insbesondere auf einen elektromagnetischen Antrieb zur Steuerung des öffnens und des Schließens eines elektromagnetischen Ventils, z. B. eines Kraftstoffeinspritzventils. Die Erfindung betrifft dabei konkret einen elektromagnetischen Antrieb mit zwei mit ihren flachen Seiten einander gegenüberliegenden, relativ zueinander bewegbaren Bauteilen, mit einer Mehrzahl von in der flachen Seite eines der beiden sich gegenüberliegenden Bauteile ausgebildeten Spulenaufnahmen und einer Mehrzahl von in der Mehrzahl von Spulenaufnahmen aufgenommenen Ringspulen. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Antriebs.

v Ein elektromagnetischer Antrieb der in Rede stehenden Art ist bekannt (vgl. JA-O-OS 53-120 017), bei dem sich ein Anker und ein Stator, beide in Form einer flachen Platte, mit ihren Flächen gegenüberliegen. Eine Mehrzahl von Ringspulen sind dem Anker gegenüberliegend auf der Oberfläche des Stators angeordnet. Aneinander angrenzende Spulen werden von Erregerströmen mit entgegengesetzten Stromflußrichtungen durchströmt. Hierdurch wird ein schnell betätigbarer effektiver magnetischer Kreis gebildet. Die zuvor genannten Spulen sind in Spulenaufnahmen im Stator fest eingebettet.

Bei einem elektromagnetischen Antrieb der in Rede stehenden Art entsteht ein Problem, wenn Harz in die Spulenaufnahmen mit den Spulen eingegossen wird, um die Spulen darin zu fixieren, wie das üblicherweise gemacht wird. Da die Spulenaufnahmen jeweils unabhängig sind, ist das Vergießen von Harz in diese Spulenaufnahmen mühsam und zeitraubend.

/7 Der Lehre der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromagnetischen Antrieb zu schaffen, der einer zuvor erwähnten mühsamen und zeitraubenden Arbeit entbehrt und der eine leichte Montage der Spulen zuläßt.

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Eine weitere Aufgabe liegt in der Schaffung eines elektromagnetischen Antriebes, der die Fixierung der Spulen sicherstellt und dabei ein zufälliges Verrutschen der Spulen verhindert.

Eine weitere Aufgabe liegt darin, ein Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetischen Antriebes anzugeben, das einen leichten Einbau von Spulen ermöglicht.

Der erfindungsgemäße elektromagnetische Antrieb, bei dem die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Bauteile zur Verbindung der Spulenaufnahmen eine Verbindungsbohrung und die Verbindungsbohrung zum Vergießen von Harz einen Einlaßbereich aufweist und daß zwischen die Spulen, die Spulenaufnahmen und in die Verbindungsbohrung Harz hineingießbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines solchen Antriebs ist dadurch gekennzeichnet, daß beim Vergießen des Harzes vom Einlaßbereich her eine mit Vorsprüngen versehene Form auf dem oberen Bereich der Spulenaufnahme angeordnet ist und daß die Vorsprünge der Form eine Fixierung der Spulen bewirken.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer Schnittansieht ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Antriebs,

Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht einen in der Vorrichtung aus Fig. 1 verwendeten Stator,

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Fig. 3 in einer Teilansicht die Verbindung eines Stators mit einer Form.

Fig. 1 zeigt einen elektromagnetischen Antrieb 1 eines elektromagnetischen Ventils, montiert auf einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 2.

Der elektromagnetische Antrieb weist einen Stator 3 und einen Anker 4 aus magnetischem Material auf. Der Stator 3 und der Anker 4 sind einander gegenüberliegend in Ebenen angeordnet. Am Anker 4 ist eine Ventilstange 5 (Abtriebsstange) befestigt.

Der Stator 3 ist an seiner oberen Oberfläche mit einem oberen Gehäuseteil 6a verbunden. Ein unteres Gehäuseteil 6b ist mit seiner Stirnseite an einem stufenförmig ausgebildeten Kopplungsbereich 3a am unteren Rand des Stators 3 an der unteren Oberfläche des Stators 3 angekoppelt.

In der Mitte des oberen Gehäuseteils 6a ist ein Rücksprung 7 vorgesehen, in dem eine Schraubenbohrung 8 ausgebildet ist. In der Schraubenbohrung 8 ist ein Gewindebolzen 9 eingeführt. Auf den Gewindebolzen 9 ist im Rücksprung mittels einer Schraubenmutter 11 ein oberes Federlager 10 aufgeschraubt und zwischen dem oberen Federlager 10 und dem Boden des Rücksprungs 7 sind Abstandshalter 12a bis 12c eingelegt.

Der Stator 3 weist eine Mittelbohrung 13 auf. An der unteren Oberfläche des Stators 3 sind z. B. vier Spulenaufnahmen 14 bis 17 konzentrisch um die Mittelbohrung 13 herum angeordnet. Der Stator 3 weist des weiteren zur Verbindung der Spulenaufnahmen 14 bis 17 an deren Grundfläche 14a bis 17a eine Verbindungsbohrung 18 auf. Die Verbindungsbohrung 18 ist auf der Randaußenfläche des Stators 3 geöffnet und weist einen zum Eingießen von Harz 20 vorgesehenen Einlaßbereich 18a auf.

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Jede der Spulenaufnahmen 14 bis 17 weist eine Luftspule 19a bis 19d auf. Das Harz 20 wird zwischen die Spulen 19a bis 19d und die Spulenaufnahmen 14 bis 17 sowie in die Verbindungsbohrung 18 hineingegossen. Ein Teil des zwischen die offenen Seiten der Spulenaufnahmen 14 bis 17 und die Spulen 14a bis 17a gefüllten Harzes 20 ist mit einer aus dem Vergießen des Harzes 20 resultierenden, später beschriebenen Aussparung 21 (Fig. 2) ausgebildet.

Die Vorrichtung ist so zu verstehen, daß die Spulen 19a bis 19d in Reihe geschaltet und derart angeordnet sind, daß zur Erzielung von entgegengesetzten Stromflußrichtungen in angrenzenden Spulen die Windungsrichtungen angrenzender Spulen einander entgegengerichtet sind.

In der Mitte des Ankers 4 ist eine Durchführung 4a vorgesehen. Die Ventilstange 5 ist in die Durchführung 4a eingesetzt. Die Ventilstange 5 ist an ihrem einen Ende mit einem Außengewindebereich 22 und an ihrem anderen Ende mit einem nicht gezeigten Ventilkörper versehen. Zwischen dem Ventilkörper und dem Außengewindebereich 22 befindet sich ein Bereich 23 mit vergrößertem Durchmesser. Die Ventilstange 5 ist derart ausgebildet, daß sie durch ein vertikales Gleiten des Bereichs 23 mit vergrößertem Durchmesser in einer Gleitbohrung 28a eines Ventilsitzteils 28 geführt wird.

Der Außengewindebereich 22 liegt der Mittelbohrung 13 im Stator 3 gegenüber und ist mit einem Halteelement 24 verschraubt. Der Anker 4 ist zwischen dem Halteelement 24 und einem Aufnahmeelement 25 eingeklemmt.

Das auf die Ventilstange 5 aufgepaßte Aufnahmeelement 25 ist an einer Endfläche 23a des Bereichs 23 mit vergrößertem Durchmesser mit der Ventilstange 5 verbunden. Zwischem dem oberen Federlager 10 und dem Halteelement 24 ist eine Feder 27 federnd in die Mittelbohrung 13 des Stators 3 eingebaut, so daß der Anker 4 und die Ventilstange 5 nach unten gedruckt werden.

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Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 2 befindet sich am unteren Bereich des unteren Gehäuseteils 6b und weist das Ventilsitzteil 28 auf. Der Bereich mit vergrößertem Durchmesser der Ventilstange 5 ist in axialer Richtung gleitend in der Gleitbohrung 28a des Ventilsitzteils 28 gelagert. Der am unteren, nicht dargestellten Bereich des Ventilsitzteils 28 ausgebildete, nicht gezeigte Ventilkörper wird durch die Aufwärts- oder Abwärtsbewegung der Ventilstange 5 an den Ventilsitz am Ventilsitzteil 28 heran oder von dem Ventilsitz weg bewegt.

Zur Fixierung der Spulen 19a bis 19d an den dafür vorgesehenen Stellen im Stator 3 durch Vergießen mit Harz 20 werden die Spulen 19a bis 19d zunächst in den im Stator 3 ausgebildeten Spulenaufnahmen 14 bis 17 angeordnet. Die offenen Seiten der Spulenaufnahmen 14 bis 17 werden dann gemäß Fig. 3 mit einer Form 29 bedeckt.

Die Form 29 weist in den Bereichen der Spulenaufnahmen 14 bis 17 eine Mehrzahl von Vorsprüngen 30 auf. Die Vorsprünge 30 erstrecken sich von den geöffneten Seiten der Spulenaufnahmen 14 bis 17 in die Spulenaufnahmen 14 bis hinein.

Nach Aufsetzen der Form 29 wird zur Füllung der Verbindungsbohrung 18, des Raumes zwischen den Spulenaufnahmen 14 bis 17 und der Spulen 19a bis 19d eine bestimmte Menge Harz 20 über den Einlaßbereich 18a in die Verbindungsbohrung 18 hineingegossen. In diesem Moment werden die Spulen 19a bis 19d durch den Druck des hineinfließenden Harzes 20 in Richtung der geöffneten Seiten der Spulenaufnahmen 14 bis 17 gedrückt. Da die Spulen 19a bis 19d jedoch durch die Vorsprünge 30 zurückgehalten werden, ist der Vorgang des Vergießens von Harz 20 bereits beendet, bevor die Spulen 19a bis 19d die geöffneten Seiten der Spulenaufnahmen 14 bis 17 erreichen. Schließlich wird die Form 29 gemäß Fig. 2 entfernt. In der Nähe der zuvor genannten geöffneten Seiten weist das vergossene Harz 20 dem Muster der Vorsprünge 30 entsprechende Aussparungen 21 auf.

Bei dem den Stator 3 beinhaltenden elektromagnetischen Antrieb 1 verursacht die Erregung der Spulen 19a bis 19d magnetische Flüsse. Durch die um die Spulen 10a bis 19d hervorgerufenen magnetischen Flüsse wird der Anker 4 zum Stator 3 hingezogen. Dadurch wird die Ventilstange 5 gegen die Kraft der Feder 27 aufwärts bewegt. Eine anschließende Unterbrechung der Erregung der Spulen 19a bis 19d verursacht eine durch die Wirkung der Feder 27 hervorgerufene Abwärtsbewegung des Ankers 4 und der Ventilstange 5.

Während das zuvor erläuterte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung lediglich eine Verbindungsbohrung 18 aufweist, muß erwähnt werden, daß eine Mehrzahl solcher Verbindungsbohrungen vorgesehen sein könnte und daß solche Verbindungsbohrungen während des Gießens von Harz 20 als Lüftungsbohrungen genutzt werden könnten. Die Verbindungsbohrung 18 oder eine Mehrzahl von Verbindungsbohrungen könnte sowohl radial als auch diametral angeordnet sein.

Die auf der Form 29 ausgebildeten Vorsprünge 30 sind ausschließlich durch die bei deren Herstellung vorgegebene Form und Größe begrenzt. Daraus ergibt sich, daß zur Verhinderung des Hochdrückens der Spulen 19a bis 19d an die geöffneten Seiten der Spulenaufnahmen 14 bis 17 durch den Druck beim Vergießen von Harz 20 jegliche geeigneten Vorsprünge 30 verwendet werden können.

Claims

Gesthuyseu &vqn"Roh"r';;"; Q R Π fi 1 P Q Patentansprüche:

1. Elektromagnetischer Antrieb mit zwei mit ihren flachen Seiten einander gegenüberliegenden, relativ zueinander bewegbaren Bauteilen, mit einer Mehrzahl von in der flachen Seite eines der beiden sich gegenüberliegenden Bauteile ausgebildeten Spulenaufnahmen und einer Mehrzahl von in der Mehrzahl von Spul en aufnahmen aufgenommenen Ringspulen, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Bauteile (3) zur Verbindung der Spulenaufnahmen (14 bis 17) eine Verbindungsbohrung (18) und die Verbindungsbohrung (18) zum Vergießen mit Harz (20) einen Einlaßbereich (18a) aufweist und daß zwischen die Spulen (19a bis 19d), die Spulenaufnahmen (14 bis 17) und in die Verbindungsbohrung (18) Harz (20) hineingießbar ist.

2. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromflußrichtungen in jeweils einander angrenzenden Spulen (19a bis 19d) aus der Mehrzahl von Spulen (19a bis 19d) einander entgegengesetzt sind.

3. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsbohrung (18) in einem der beiden Bauteile (3) radial ausgebildet ist.

4. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß genau eine Verbindungsbohrung (18) vorgesehen ist.

5. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Verbindungsbohrungen vorgesehen sind.

6. Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetischen Antriebs nach einem

der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim ; Vergießen des Harzes (20) vom Einlaßbereich (18a) her eine mit Vorsprüngen (30 versehene Form (29) auf dem oberen Bereich der Spulenaufnahme (14 bis 17) ange ordnet ist und daß die Vorsprünge (30) der Form (29) eine Fixierung der Spulen (19a bis 19d) bewirken.

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7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (29) als scheibenförmige Platte ausgebildet ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (30) eine teilweise runde Form aufweisen.