DE4132839C2 - Statoranordnung für elektronisch gesteuerte Treibstoffeinspritzanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Statoranordnungen für elektronisch gesteuerte Treibstoffeinspritzanlagen, insbe­ sondere für Motoren.

Mechanisch gesteuerte Treibstoffeinspritzanlagen werden seit vielen Jahren verwandt. Stetig steigende Anforderun­ gen an verbesserte Fahrzeugleistung und Wirtschaft­ lichkeit im Treibstoffverbrauch haben jedoch zu sehr viel ausgeklügelteren Treibstoffeinspritzsystemen geführt. Die Mikroprozessortechnologie ist nicht nur ein kostengünstiges Mittel geworden, um den An­ sprüchen der Gegenwart gerecht zu werden, sondern scheint das Potential zu besitzen, den Ansprüchen der Zukunft ge­ recht zu werden.

Im Zusammenhang mit der Anwendung der Mikroprozessortech­ nologie stand die Entwicklung der elektronisch gesteuerten Treibstoffeinspritzanlagen. Diese Entwicklung fällt mit der ständigen Zunahme der Verläßlichkeit der gesamten Antriebseinheit zusammen, wobei diese Verläßlichkeit von der Industrie vorgesehen ist, um die Wartungskosten und die regelmäßigen Wartungsintervalle zu reduzieren. Elektro­ nisch gesteuerte Treibstoffeinspritzanlagen haben den Vorteil, mit den elektronisch gesteuerten Motoren, welche in der Trans­ portindustrie verwendet werden, kompatibel zu sein, und sind von führenden Motorenherstellern übernommen worden.

Eine typische mechanisch gesteuerte Treibstoffeinspritzanlage besitzt einen Kolben, welcher wechselseitig innerhalb einer Bohrung oder einer Büchse durch z. B. eine Nockenwelle und einen Kipphebel angetrieben wird, um den Einspritzdruck zu erzeugen. Der Einspritzzeitpunkt und die Treibstoffmenge werden durch Schnecken und Öffnungen, die im Kolben und der da­ zugehörigen Büchse angeordnet sind, kontrolliert.

Bei einer typischen elektronisch gesteuerten Treibstoffein­ spritzanlage, wie sie in der US 4 568 021 gezeigt ist, wird der Einspritzdruck über einen mechanisch betätigten Kolben erzeugt; es wird dabei eine Magnetspule benutzt, um das Ventil zu steuern, welchen den Einspritzzeitpunkt und die Treibstoff­ menge kontrolliert.

Es ist bekannt, daß Verbesserungen in der Wirkungsweise von Treibstoffeinspritzsystemen durch Mikroprozessorkontrolle durchführbar wurden. Unter anderem haben diese Systeme weniger bewegte Teile und ein geringeres Gewicht, wobei weniger Service- Einstellungen erforderlich sind, um mechanische Abnutzungen auszugleichen, was zu geringeren Wartungskosten führt.

Ein Konstruktionsgebiet, welches besondere Aufmerksamkeit verlangt, ist das Sicherstellen der Unversehrtheit der Mag­ netspulenständeranordnung vor schädlichen Einflüssen auf diese, durch den Treibstoff, welcher unter außerordentlich hohen Drücken steht. Jede Berührungsfläche des Ständerkerns mit dem phenolischen Gehäuse und der Phenol-umhüllten Wicklung auf dem Mittelpolteil ist Treibstoff unter hohem Druck ausgesetzt, welcher das Auseinandergehen der Anordnung an der Berührungs­ stelle bewirkt, was zu Haarrissen in dem phenolischen Gehäuse führt und dessen Erneuerung erfordert. Eine zunächst ange­ strebte Lösung sah vor, die äußere Seite eines jeden äußeren Polteiles mit einer T-förmigen Auskehlung zu versehen, so daß das phenolische Gehäuse, wenn es über den Ständer- und die Wicklungsunteranordnung gegossen wurde, mechanisch in den Ständer eingriff. Das verbesserte zwar die Gesamtbeständigkeit der Anordnung, aber nach einiger Zeit begann der unter hohem Druck stehende Treibstoff, vornehmlich im Bereich der ver­ bleibenden Polteilzwischenflächen mit dem phenolischen Iso­ liermaterial, diese Beständigkeit negativ zu beeinflussen.

Teilweise wurde das Problem, welches sich im Zusammenhang mit der Zugänglichkeit dieser Zwischenflächen für den unter hohem Druck stehenden Treibstoff ergab, durch das Verfahren, mit welchem das phenolische Isoliermaterial über den Ständer und die Wicklungsunteranordnung gegossen wurde, verschärft. Dieses Verfahren beinhaltete nämlich das Anordnen des Ständers und der Spulenunteranordnung innerhalb der Form mit Hilfe von vertikal herausragenden Positionierstiften, welche in Positio­ nierlöchern aufgenommen wurden, wobei die Positionierlöcher in einer Phenol-Unterlegscheibe geformt waren, welche zwischen den Polteilen an ihren abliegenden Enden angeordnet war. Die Positionierlöcher bildeten einen Durchflußkanal, durch welchen der unter hohem Druck stehende Treibstoff Zugang zu den inneren Zwischenflächen der Polteile fand, so daß sich nach einer Zeit eine Trennung an diesen Zwischenflächen ergab.

Bei den bekannten Magnetspulenständeranordnungen kann sich so­ mit das isolierende Überzugsmaterial, dessen Wirksamkeit auch von der Stärke der Bindung zwischen diesem und dem Ständerkern abhängt, von dem Ständerkern ablösen und durch den zwischen Ständerkern und Überzugsmaterial eingedrungenen Treibstoff Haarrisse zeigen. Phenol erwies sich als problematisch, da es geneigt ist, zu quellen, inbesondere, wenn es Methanoltreib­ stoff ausgesetzt ist und in einem geringem Ausmaße, wenn es Dieseltreibstoff ausgesetzt ist.

Aus der JP 56-158 409 A, in: Patents Abstr. of Japan, Sec. E., Vol. 6 (1982), Nr. 422 (E-98) ist die allgemein übliche Ver­ wendung von Phenolmaterialien zur Spulenisolation bekannt.

Aus der JP 57-109 306 A, in: Patents Abstr. of Japan, Sect. E., Vol. 6 (1982), Nr. 200 (E-135) ist es bekannt, einen Spulen­ körper vorzusehen, der eine Spule von einem Kern trennt. Dieser Spulenkörper ist aus einem synthetischen Harz gefertigt. Zwischen einem äußeren Verhüllungsmaterial und dem Spulen­ körper sind Nuten vorgesehen. Diese dienen der Haftver­ besserung zwischen dem Spulenkörper und dem Verhüllungsmaterial, um ein Abblättern zu vermeiden. Der Statorkern selbst ist allerdings vor äußeren Einflüssen ungeschützt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Statoranordnung für elektronisch gesteuerte Treibstoffeinspritzanlagen zu schaffen, die bei mechanisch erheblich einfacherem Aufbau zuverlässig gegen Treibstoffeinflüsse geschützt ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Statoranordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Durch Befestigungsnuten wird dabei die Haftung des Überzugsmaterials an den Außenpolschenkeln verbessert. Außerdem wird dadurch ein gewundener Kanal ge­ schaffen, um das Fließen von "verirrtem" Treibstoff zu verhindern.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist zwischen den beiden Polschenkeln eine Vorspanneinrichtung vorgesehen, mit welcher die beiden Polschenkel nahe ihrer beiden von dem Joch abge­ wandten freien Enden mit einer permanenten Spreizkraft beauf­ schlagbar und auseinanderspreizbar sind. Durch diese Vorspan­ nung können die Polschenkel jeder zusätzlichen Kraft, welche auf diese aufgebracht wird, widerstehen und eine dadurch ver­ ursachte Versetzung der Polschenkel wird verhindert.

Besonders zweckmäßig ist es, die Befestigungsnuten so auszu­ bilden, daß sie einen T-förmigen Querschnitt aufweisen.

Die Form dieser Befestigungsnut verbessert ihre Fähigkeit, den die Anordnung umhüllenden Isolierüberzug zu verankern und schafft eine hervorragende Barriere für Treibstoff, insbesondere wenn die Polschenkel, wie oben erwähnt, vorgespannt sind. Der Treibstoff würde sonst unter Druck zwischen den Überzug und die äußeren Polteile gepreßt werden.

Eine weitergebildete Vorspanneinrichtung besteht bei einem E- förmigen Statorkern aus einem ersten Steg, welcher zwischen dem einen Außenpolschenkel und dem Mittelpolschenkel nahe ihrer beiden von dem Joch abgewandten freien Enden einsetzbar ist, und einem zweiten Steg, welcher zwischen dem Außenpol­ schenkel und dem Mittelpolschenkel nahe ihrer beiden von dem Joch abgewandten freien Enden einsetzbar ist. Diese beiden Stege sind breiter als die jeweiligen Abstände zwischen den beiden Außenpolschenkeln und dem Mittelpolschenkel im nicht auseinandergespreizten Zustand, so daß durch Einsetzen der beiden Stege in den Statorkern die beiden Außenpolschenkel und der Mittelpolschenkel auseinanderspreizbar sind.

In einer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß durch die Vorspanneinrichtung eine Kraft in der Größenordnung von 1,1-3,35 Kilonewton auf die beiden Außenpolschenkel auf­ bringbar ist.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Isolierüberzug in situ aus phenolischem Material ge­ gossen ist.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist zur Aufnahme und Positionierung der Anschlüsse eine Iso­ lierabdeckung auf dem Statorkern in der Nähe des Jochs an­ geordnet.

Durch diese Isolierabdeckung können die Anschlüsse gehalten werden, während der Isolierüberzug gegossen wird.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Isolierabdeckung aus phenolischem Material besteht.

Eine besonders günstige Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einem E-förmigen Statorkern als elektrische Isolierung zwischen der Statorwicklung und dem Mittelpolschenkel ein Spulenrahmen vorgesehen ist.

Der Spulenrahmen schafft zusätzlich eine geeignete Form, auf welcher die Wicklung, vorzugsweise in drei Schichten aufge­ bracht wird und erleichtert das Positionieren der Wicklung auf dem Mittelpolschenkel. Durch die Benutzung eines Spulenrahmens werden zusätzlich Vorteile im Bereich der Qualitätskontrolle erzielt.

In einer weiteren Ausbildung ist hierzu vorgesehen, daß die Statorwicklung ein oberes und ein unteres Ende aufweist, das erste Leitungsende der Statorwicklung sich auf dem oberen Ende der Statorwicklung befindet und das zweite Leitungsende der Statorwicklung von dem unteren Ende der Statorwicklung zwischen der Statorwicklung und dem Spulenrahmen zu dem oberen Ende der Statorwicklung geführt ist. Dabei wird das zweite Leitungsende durch die Statorwicklung gegen den Spulenrahmen in Position gehalten, ohne daß zusätzliche Sicherungen erfor­ derlich sind.

Bei einer derartigen Sicherung der Leiter oder der Leitungs­ enden sind weder Bänder noch Keile erforderlich, um das Auf­ wickeln der Windung zu verhindern oder um zu verhindern, daß der Leiter ein anderes Element, wie zum Beispiel einen Außen­ polschenkel, berührt. Das Innere der Ständer-Wicklungsanordnung kann während des Gießverfahrens vollständig mit Phenol gefüllt werden.

Es ist zweckmäßig, daß in einer erfindungsgemäßen Fortbildung der Spulenrahmen aus phenolischem Material besteht.

In einer weiteren günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist bei einem E-förmigen Statorkern als Vorspanneinrichtung ein Spulenrahmen vorgesehen, der um den Mittelpolschenkel herum angeordnet ist und der Mittelpolschenkel von der Stator­ wicklung elektrisch isoliert. Dieser Spulenrahmen weist zwischen den beiden Außenpolschenkeln nahe ihrer vom Joch abge­ wandten freien Enden einen Endflansch auf. Der Endflansch ist breiter dimensioniert als die jeweiligen Abstände zwischen den beiden Außenpolschenkeln und dem Mittelpolschenkel im nicht auseinandergespreizten Zustand, so daß durch Einsetzen des Spulenrahmens in den Statorkern die beiden Außenpolschenkel vom Mittelpolschenkel auseinanderspreizbar sind.

Wenn der Spulenrahmen eingesetzt wird, bringt sonach der Flansch eine Kraft in der Nähe der abliegenden Flächen der Außenpolteile auf, wobei die Kräfte im allgemeinen übereinstimmend wirken, aber entgegengesetzt gerichtet sind, um die Außenpolteile von dem Mittelpolteil wegzuneigen und derart vorzuspannen, daß die Vorspannkräfte den zusätzlichen parallelen Kräften, welche durch den Treibstoff auf die Außenpolschenkel aufgebracht werden könnten, widerstehen können und das zusätzlich durch die parallelen Kräfte verursachte Versetzen verhindern können.

In einer weiteren Ausgestaltung ist hierzu vorgesehen, daß die Stirnflächen der beiden Außenpolschenkel jeweils eine Posi­ tionierleiste aufweisen, welche sich an den zum Mittelpol­ schenkel zugewandten Seiten erstrecken, um das Positionieren des Statorkerns in einer Gußform zu erleichtern. Diese Posi­ tionierleisten weisen abgeschrägte Kanten auf, um das Ein­ setzen des Endflansches des Spulenrahmens zwischen die Pol­ schenkel zu erleichtern. Weiterhin sind diese Positionierleisten im Verlauf der Herstellung der Statoranordnung entfern­ bar.

Das Entfernen der Positionierleiste kann z. B. durch Schleifen während des Verfahrens der Fertigstellung der Sta­ toranordnung geschehen.

Es folgt die weitere Erläuterung der Erfindung anhand der Figuren.

Es zeigen die:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer elektromechanisch gesteuerten Treib­ stoffeinspritzanlage einschließlich der Grund­ bauteile eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Magnet­ spulenständeranordnung,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Magnet­ spulenständeranordnung entlang der gleichen Schnitt-Ebene wie in der teilweise ge­ schnittenen Ansicht aus Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht der Magnetspulen­ ständeranordnung, teilweise geschnitten, aus Fig. 1,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Magnetspulen­ ständeranordnung aus Fig. 1 ohne Isolierüberzug,

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Ansicht der Magnetspulenständeranordnung aus Fig. 4, wie sie in einer Form positioniert ist, bevor sie den Isolierüberzug erhält,

Fig. 6 eine Ansicht der vorspannenden Stege,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Spule, welche ein Bestandteil der Magnetspulenständeran­ ordnung aus Fig. 4 ist, teilweise aufgebrochen dargestellt,

Fig. 8 eine Ansicht einer Magnetspulenständer­ anordnung aus Fig. 4 von unten,

Fig. 9 eine Seitenansicht im Schnitt des Ständerkerns aus Fig. 4, welche das Vor­ spannen der Ständerkerne veranschaulicht, und

Fig. 10 eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte des Herstellungsverfahrens für die Magnetspulenständeranordnung aus Fig. 3.

In Fig. 1 der Zeichnungen wird eine Magnetspulenständer­ anordnung, grundsätzlich mit dem Bezugszeichen 10 be­ zeichnet, als wesentliches Element einer elektromechanisch gesteuerten Treibstoffeinspritz­ anlage, grundsätzlich mit dem Bezugszeichen 11 bezeich­ net, welche an einen Motor 13 montiert ist, gezeigt. Wie in Fig. 2 und 3 der Zeichnungen gezeigt wird, weist die Magnetspulenständeranordnung 10 einen T-förmigen Ständerkern 12 auf, welcher ein Oberteil, grundsätzlich mit den Bezugszeichen 14 versehen, mit einem ersten Ende 16 und einem zweiten Ende 18 besitzt. Ein erstes äußeres Polteil 20 erstreckt sich im wesentlichen rechtwinklig von dem ersten Ende 16 des Oberteiles 14, ein zweites äußeres Polteil 22 erstreckt sich von dem zweiten Ende 18 des Oberteiles 14 in eine Richtung, welche im wesentlichen parallel zu der des ersten äußeren Polteiles 20 ist, und ein Mittelpolteil 24 erstreckt sich aus einem Bereich des Oberteiles, welcher in der Mitte zwischen dem ersten und zweiten äußeren Polteil, 20 und 22 jeweils, angeord­ net ist, wobei die Richtung des Mittelpolteiles im wesentlichen parallel zu der des ersten und zweiten äußeren Polteiles 20 und 22 verläuft. Hier ist der Ständerkern geschichtet und enthält annähernd 50 Schichten, wobei jede Schicht so geformt ist, wie es in Fig. 1 gezeigt wird, und gleich ausgerichtet ist.

Das erste und zweite äußere Polteil 20 und 22 weist jeweils eine äußerste Seite 26 und 28 auf, und das erste und zweite Polteil 20 und 22 und das Mittelpolteil 24 haben jeweils ein abliegendes Ende, grundsätzlich durch die Bezugszeichen 30, 32 und 34 bezeichnet, welche jeweils Stirnflächen 36, 38 und 40 aufweisen. Das erste äußere Polteil 20 weist an seiner äußersten Seite 26 in der Nähe seines abliegenden Endes 30 eine Befestigungsnut 42 auf, welche im wesentlichen parallel zu dem Oberteil 40 des Ständerkernes 12 verläuft. Das zweite äußere Polteil 22 weist eine in gleicher Art und Weise geformte Befesti­ gungsnut 44 an seiner äußersten Seite 28 in der Nähe seines abliegenden Endes 32 auf. Die Befestigungsnuten 42 und 44 können verschiedene geometrische Formen aufweisen, wobei jede dieser Formen als ein Teil des ursprünglichen Stanz­ schrittes, mit welchem die Schichten auf einer Stanz­ maschine geformt werden, hergestellt werden kann. Zum Beispiel können die Befestigungsnuten 42 und 44 jeweils einen rechteckigen Querschnitt haben (nicht gezeigt), und ihre Seiten können relativ zu den äußersten Seiten 26 und 28 des ersten und zweiten äußeren Polteiles 20 und 22 rechtwinkelig sein. Die Befestigungsnuten 42 und 44 können aber auch jeweils einen schwalbenschwanzförmigen Quer­ schnitt haben (nicht gezeigt). Alternativ können die Seiten der Befestigungsnuten 42 und 44 jeweils einen spitzen Winkel bezüglich der äußersten Seiten 26 und 28 bilden und zu dem Oberteil 14 des Ständerkerns 12 gebogen sein. Die Befestigungsnuten 42 und 44, welche einen schwalben­ schwanzförmigen oder winkligen Querschnitt haben, be­ sitzen unter anderem den Vorteil, daß sie zu­ sätzlich zu der chemischen Bindung des Isolierüberzuges 60 an die äußeren Polteile 20 und 22, Kräfte, welche das Abziehen des Isolierüberzuges 60 von den äußeren Polteilen 20 und 22 bewirken könnten, Widerstand bieten.

Jede der Befestigungs­ nuten 42 und 44 in der bevorzugten Ausführungs­ form, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, hat grund­ sätzlich einen T-förmigen Querschnitt. Die Form der Be­ festigungsnuten 42 und 44 verbessert die Fähigkeit, den die Anordnung umgebenden Isolierüberzug zu verankern und gleichzeitig eine hervorragende Barriere für Treibstoff zu bilden, der sonst unter Druck zwischen den Isolier­ überzug 60 und die äußeren Polteile 20 und 22 gepreßt würde.

Wie in Fig. 4 der Zeichnungen gezeigt wird, ist um das Mittelpolteil 24 eine Wicklung, grundsätzlich mit dem Be­ zugszeichen 46 bezeichnet, aus Draht 48 an­ geordnet, wobei der Draht 48 wenigstens ein erstes und ein zweites Ende aufweist, welche sich von der Wicklung 46 erstrecken, um jeweils einen ersten Leiter 50 und einen zweiten Leiter 52 zu bilden. Der erste und zweite Leiter 50 und 52 ist jeweils mit mindestens einer ersten Klemme 54 und einer zweiten Klemme 56 verbunden. Ein elektrisches Isolierteil oder -vorrichtung trennt die Wicklung 46 von dem Ständerkern 12, um einen elektrischen Kontakt mit dem Mittelpolteil 24 zu verhindern. Bei der Magnetspulenständeranordnung 10 kann das Isolierteil die Form eines Spulenkörpers 62 haben (in Fig. 7 gezeigt und hiernach beschrieben), der grundsätzlich das Mittelpolteil 24 umgibt und um den die Wicklung 46 ange­ ordnet ist.

Der gegossene Isolierüberzug 60 (Fig. 1, 2 und 3) ist mindestens mit dem Ständerkern 12 verbunden und umhüllt im wesentlichen die Magnetspulenständeranordnung 10 mit Ausnahme der oberen Teile jeweils der ersten und zweiten Klemme 54 und 56 (Fig. 4 der Zeichnungen) und die ent­ sprechenden Stirnflächen 36, 38 und 40 des ersten und des zweiten äußeren Polteiles 20 und 22 und des Mittelpolteiles 24. Der Isolierüberzug wird in die betreffenden Be­ festigungsnuten 42 und 44 in dem ersten und zweiten Pol­ teil 20 und 22 gegossen, um die Haftung zwischen dem Überzugsmaterial und dem ersten und dem zweiten äußeren Polteil 20 und 22 zu verbessern und um einen gewundenen Kanal zu schaffen, welcher den Fluß von "verirrtem" Treib­ stoff verhindert.

Fig. 5 der Zeichnungen zeigt die Magnetspulenständer­ anordnung 10 in einer möglichen Gußform, grundsätzlich mit dem Bezugszeichen 86 bezeichnet, bevor sie einen Iso­ lierüberzug 60 (Fig. 1) erhalten hat. Die Form 86 weist ein Oberteil 88 und ein Unterteil 90 auf, die einen Form­ hohlraum, grundsätzlich mit dem Bezugszeichen 92 bezeich­ net, zwischen dem Oberteil und dem Unterteil definiert. Ein Einlaß 94, durch welchen geschmolzenes Material, aus welchem der Isolierüberzug 60 geformt wird, eingegossen wird, ist in dem Oberteil 88 der Form 86 an­ geordnet. Ein zugehöriges Luftloch 96 ist ebenfalls in dem Oberteil 88 angeordnet. Der Isolierüberzug 60 kann aus jedem einer Reihe von schmelzbaren elektrischen Isoliermaterialien geformt sein, bevorzugt ist jedoch ein phenolischer Überzug mit geringen Quelleigenschaften, wenn er verschiedenen Treib­ stoffsorten, insbesondere Methanoltreibstoff und in einem geringeren Ausmaße Dieseltreibstoff, ausgesetzt wird.

Die äußeren Polteile 20 und 22 sind durch das Aufbringen einer Kraft in der Nähe des abliegenden Endes 30 des ersten äußeren Polteiles 20 und durch das Aufbringen einer Kraft in der Nähe des abliegenden Endes 32 des zweiten äußeren Polteiles 22 vorgespannt, wobei die Kräfte grundsätzlich der Größe nach übereinstimmen, aber in entgegenge­ setzte Richtung wirken, um das erste und zweite äußere Polteil 20 und 22 voneinander wegzuneigen. Die Vorspan­ nung versieht das erste und zweite äußere Polteil 20 und 22 derart mit Vorspannkräften, daß diese allen zusätz­ lichen, parallelen Kräften, welche auf das erste und zweite äußere Polteil 20 und 22 aufgebracht werden, entgegenwir­ ken können und das zusätzliche durch die parallelen Kräfte verursachte Versetzen verhindern können.

Das erste und zweite äußere Polteil 20 und 22 kann dadurch vorgespannt werden (Fig. 6), daß ein erster Steg 74 zwischen dem ersten äußeren Polteil 20 nahe ihrer jeweiligen abliegenden Enden 30 und 34 angeordnet wird und ein zweiter Steg 76 zwischen dem zweiten äußeren Polteil 22 und dem Mittelpolteil 24 nahe ihrer jeweils abliegenden Enden 32 und 34 angeordnet wird. Der erste und zweite Steg 74 und 76 haben Abmessungen, welche um ein bestimmtes Maß die jeweiligen Abstände zwischen dem ersten und zweiten äußeren Polteil 20 und 22 und dem Mittelpolteil 24 überschreiten (wenn das erste und zweite äußere Polteil 20 und 22 ungeneigt sind). Dabei haben die äußeren Polteile 20 und 22 der bevorzugten Ausführungsform, welche hier offenbart ist, eine endgültige Vorspannungskraft im Bereich von 1,1 bis 1,35 Kilonewton und vorzugsweise eine Vorspannungskraft von 2,225 Kilonewton.

In der bevorzugten Ausführungsform der Magnetspulen­ ständeranordnung 10 (Fig. 4) wird ein isolierender Spulenkörper 62 (im Detail gezeigt in Fig. 7 der Zeichnungen) benutzt, um die elektrische Isolierung zwischen der Wicklung 46 und dem Mittelpolteil 24 des Ständerkernes 12 zu erzielen. Die Spule 62 weist zusätzlich eine geeignete Form auf, auf welche die Wicklung 46 gewunden werden kann, und er­ leichtert so das Positionieren der Wicklung auf dem Mittel­ polteil 24.

Die Spule 62 hat ein verlängertes Mittel- bzw. Trommelteil 63, von dessen einem Ende sich ein erster Endflansch 64 erstreckt und von dessen anderem Ende sich ein zweiter Endflansch 66 rechtwinklig erstreckt. Der erste Endflansch 64 weist entlang seiner äußeren Kante nur ein paar diametral gegen­ überliegende Kerben, grundsätzlich mit dem Bezugszeichen 68 bezeichnet, auf, um entsprechende Wege für den ersten und zweiten Leiter 50 und 52 zu schaffen. Der zweite End­ flansch 66 weist entlang seiner äußeren Kante, grundsätz­ lich mi dem Bezugszeichen 70 bezeichnet, zumindest eine Kerbe auf, um einen Weg für den zweiten Leiter 52 zu schaffen. Das Trommelteil 63 weist an seiner äußeren Oberfläche zumindest einen Kanal 65 auf, welcher von einer Kerbe 68 in dem ersten Endflansch 64 zu der Kerbe 70 des zweiten Endflansches 66 reicht. In dieser Ausführungsform der Spule 62 sind die Kerben 68 und 70 in dem ersten und zweiten Endflansch 64 und 66 und der ver­ bindende Kanal 65 an beiden Seiten der Spule 62 vorgese­ hen und symmetrisch an den äußeren Kanten der Spule 62 angeordnet, um die Montage zu erleichtern. Die in der bevor­ zugten Ausführungsform benutzte Spule 62 ist aus Phenol mit geringen Quelleigenschaften, wenn sie verschiedenen Treibstoffarten, insbesondere Methanoltreibstoff und in einem geringerem Ausmaß Dieseltreibstoff, ausgesetzt ist.

Die Spule 46 ist vorzugsweise in drei Schichten gewickelt, wobei die erste Schicht an dem Ende des Trommelteiles 63 der Spule 62, welches in der Nähe des ersten Endflansches 64 ist, begonnen wird, und die dritte Schicht an dem Ende des Trommelteiles 63, welches in der Nähe des zweiten Endflansches 66 der Spule 62 ist, beendet wird. Der erste Leiter 50 ist zu der ersten Klemme 54 durch eine Kerbe 68 in dem ersten Endflansch 64 geführt. Der zweite Leiter ist unter der Wicklung 46 an der Kerbe 70 in dem zweiten Endflansch 66 entlang eines Kanales 65 in dem Trommelteil 63 der Spule 62 und durch die andere Kerbe 68 in dem ersten Endflansch 64 zu der zweiten Klemme 56 geführt.

Dadurch, daß die Spule 62 die Möglichkeit vorsieht, den zweiten Leiter 52 zwischen der Wicklung 46 und der Spule 62 zu führen, ergeben sich Vorteile. Dadurch, daß der zweite Leiter 52 unter der Wicklung in dieser Art und Weise gesichert ist, ist kein Band oder andere Befesti­ gungsvorrichtung notwendig, um die Spule 46 daran zu hin­ dern, sich aufzuwickeln, oder um den zweiten Leiter 52 daran zu hindern, mit einem anderen Bauteil als dem ersten oder zweiten äußeren Polteil 20 oder 22 in Berührung zu kommen.

Auf dem Ständerkern 12 ist in der Nähe seines Oberteiles 14 eine Isolierabdeckung 72 angeordnet. Die Abdeckung 72 weist Ausnehmungen auf, welche die erste und zweite Klemme 54 und 56 aufnehmen und die Klemmen in Position halten, während der Isolierüberzug 60 um die Magnetspulenständeranordnung 10 gegossen wird. Teile der Isolierabdeckung 72 überlappen zugehörige Teile der Spule 62, um eine isolierende Barriere jeweils zwischen dem ersten und zweiten Leiter 50 und 52 und dem Ständerkern 12 zu schaffen. Die verwendete Isolierabdeckung ist hier aus Phenol mit geringen Quelleigenschaften, vorzugsweise aus dem gleichen Phenol, wie es für die Spule 62 verwendet wurde, um eine vollständige Kompatibilität während des Gießens des Gehäuses 60 zu gewährleisten. Andere Materialien sind ebenfalls denkbar.

Der zweite Endflansch 66 der Spule 62 erstreckt sich von dem ersten äußeren Polteil 20 in der Nähe seines ablie­ genden Enden 30 zu dem zweiten äußeren Polteil 22 in der Nähe dessen abliegenden Endes 32. Das Teil des zweiten Endflansches 66, welches zwischen dem ersten äußeren Pol­ teil 20 und dem zweiten äußeren Polteil 22 angeordnet ist, hat Abmessungen, welche um ein bestimmtes Maß den zuge­ hörigen Abstand zwischen dem ersten und zweiten äußeren Polteil 20 und 22, wenn diese ungeneigt sind, überschreiten. Dies wird im Detail in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Wenn er eingesetzt wird, bringt der zweite Endflansch 66 eine Kraft in der Nähe des abliegenden Endes 30 des ersten äußeren Polteiles 20 und eine Kraft in der Nähe des abliegenden Endes 32 des zweiten äußeren Polteiles 22 auf, wobei die Kräfte grundsätzlich von der Größe her übereinstimmend, aber in entgegengesetzte Richtungen wirken, um das erste und zweite äußere Polteil 20 und 22 von dem Mittelpolteil 24 wegzuneigen und das erste und zweite äußere Polteil 20 und 22 so vorzuspannen, daß die Vorspannkräfte allen zu­ sätzlichen, parallelen Kräften, welche auf das erste und zweite äußere Polteil 20 und 22 aufgebracht werden könnten, entgegenwirken und jedes durch die parallelen Kräfte verursachte zusätzliche Versetzen verhindern können.

Seite a der Fig. 9 zeigt den Ständerkern 12, bevor die Spule 62 vollständig auf das Mittelpolteil 24 des Ständer­ kernes 12 aufgesetzt worden ist. Wie gezeigt, er­ streckt sich der Endflansch 66 der Spule 62 um eine be­ stimmte Entfernung d unter die innere Oberfläche des ersten äußeren Polteiles 20. Seite b der Fig. 9 zeigt den Ständerkern 12, nachdem die Spule 62 vollständig ein­ gesetzt wurde. Wie gezeigt, hat der zweite Endflansch 66 das zweite äußere Polteil 22 von dem Mittelpolteil 24 um einen Winkel α versetzt. Als Ergebnis der Versetzung durch den zweiten Endflansch 66 sind das erste und das zweite äußere Polteil 20 und 22 vorge­ spannt. Um das Positionieren des zweiten Endflansches 66 zwischen dem ersten und dem zweiten äußeren Polteil 20 und 22 zu erleichtern, können die jeweils abliegenden Enden 30 und 32 unter Verwendung der T-förmigen Nuten 42 und 44, welche an diesen zur Verankerung von kraftauf­ bringenden Teilen (nicht gezeigt) angeordnet sind, aus­ einandergespreizt werden.

Jede der Stirnflächen 36 und 38 des ersten und zweiten äußeren Polteiles 20 und 22 weist eine Positionierleiste 80 und 82 auf, welche sich entlang einer Grenze nahe des Mittelpolteiles 24 erstreckt, um das Positionieren des Ständerkernes 12 während der Montage zu erleichtern. Jede Positionierleiste 80 und 82 hat eine Kante 84 nahe des Mittelpolteiles 24, wobei die Kante 84 abgeschrägt ist, um das Einsetzen des zweiten Endflansches 66 der Spule 62 zwischen dem ersten und dem zweiten äußeren Polteil 20 und 22 zu erleichtern. Die Positionierleisten 80 und 82 werden während des Verfahrens der Fertigstellung der Magnet­ spulenständeranordnung 10, z. B. durch Schleifen, ent­ fernt.

Es ist klar, daß Maßnahmen, wie z. B. Hülsen, welche durch den Isolierüberzug 60 geführt werden, hier verwirklicht sind, um Löcher 98 vor­ zusehen, durch welche Schrauben 100 (Fig. 1) geführt werden können, um die Magnetspulenständeranordnung 10 an einer elektromechanisch gesteuerten Treibstoffeinspritz­ anlage 11 zu sichern.

Das Verfahren zur Herstellung der Magnetspulenständeranordnung kann am besten mit Hilfe der Schritte, welche in Fig. 10 der Zeichnungen hervorgerufen sind, in Verbindung mit den vorher be­ schriebenen Fig. 4 bis 9 verstanden werden. Die Wick­ lung 46 wird vorzugsweise in drei Schichten gewickelt. Die erste Schicht wird an dem Ende des Trommelteiles 63 der Spule 62 in der Nähe des ersten Endflansches 64 be­ gonnen, und die dritte Schicht wird an dem Ende des Trommelteiles 63, welches sich in der Nähe des zweiten Endflansches 66 der Spule 62 befindet, beendet. Die Spule 62 wird, beginnend mit dem ersten Endflansch 64, auf das Mittelpolteil 24 des Ständerkernes 12 gestülpt, bis der zweite Endflansch 66 die Positionierleisten 80 und 82 je­ weils an dem ersten und äußeren Hohlteil 20 und 22 be­ rührt.

Die abliegenden Enden 30 und 32 des ersten und zweiten äußeren Polteiles 20 und 22 können gespreizt werden, um das Hindurchführen des zweiten Endflansches 66 zwischen dem ersten und zweiten Polteil 20 und 22 zu erleichtern, wobei bei T-förmigen Nuten 42 und 44, welche in den Pol­ teilen 20 und 22 angeordnet sind, verwendet werden, um kraftaufbringende Teile (nicht gezeigt) zu verankern. Die abgeschrägten Kanten 84 der Positionierleisten 80 und 82 erleichtern zusätzlich das Einsetzen des zweiten Endflan­ sches 66 in seine Position.

Nachdem die Spule 62 auf dem Mittelpolteil 24 plaziert wurde, wird die Isolierabdeckung 72 auf dem Ständerkern 12 in der Nähe seines Oberteiles angeordnet. Der erste und zweite Leiter 50 und 52 werden jeweils an die erste und zweite Klemme 54 und 56 angeschlossen, und die erste und zweite Klemme 54 und 56 werden in den Ausnehmungen, welche in der Isolierabdeckung 72 geformt sind, angeord­ net. Der erste Leiter 50 wird zu der ersten Klemme 54 durch eine Kerbe 68 in dem ersten Endflansch 64 geführt. Der zweite Leiter 52 wird unter der Wicklung 46 durch die Kerbe 70 im zweiten Endflansch 66 entlang des Kanals 65 in dem Trommelteil 63 der Spule 62 und durch eine andere Kerbe 68 in dem ersten Endflansch 64 zu der zweiten Klemme 56 geführt.

Nachdem der Ständerkern 12, die Spule 62, die Wicklung 46, die Isolierabdeckung 72 und die Klemmen 54 und 56 wie beschrieben montiert wurden, werden sie in die Form 86, wie in Fig. 5 gezeigt, eingesetzt. Die Magnetspulen­ ständeranordnung 10 wird auf dem Unterteil 90 der Form 86 so angeordnet, daß die Positionierleisten 80 und 82 in den dazugehörigen Ausnehmungen des Unterteiles 90 der Form 86 angeordnet sind. Das Oberteil 88 der Form 86 wird dann auf das Oberteil 90 der Form 86 aufgesetzt und bildet einen Formhohlraum 92 um die Magnetspulenständer­ anordnung 10. Geschmolzenes Isoliermaterial, welches in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Phenol ist, wird in die Form 86 durch den Einlaß 94 ein­ geführt, um einen Isolierüberzug 60 (Fig. 1 bis 3) zu bilden, wobei die Gase, welche während des Gießens gebil­ det werden, aus dem Formhohlraum 92 durch das zugehörige Luftloch 96 im Oberteil 88 der Form 86 entweichen.

Das Isoliermaterial wird wenigstens an den Ständerkern 12 gebunden und umhüllt im wesentlichen die Magnetspulen­ ständeranordnung 10 mit Ausnahme der Teile der ersten und zweiten Klemme 54 und 56, der Stirnflächen 36 und 38 des jeweils ersten und zweiten Polteiles 20 und 22 und der Stirnfläche 40 des Mittelpolteiles 24. Wenn sich der Iso­ lierüberzug 60 ausreichend gesetzt hat, wird das Oberteil 88 der Form 86 von dem Oberteil 90 der Form getrennt und die Magnetspulenständeranordnung 10 wird aus der Form 86 entfernt. Die Positionierleisten 80 und 82 werden von dem jeweiligen ersten und zweiten äußeren Polteil 20 und 22 durch ein maschinelles Verfahren, wie z. B. Schleifen, entfernt.

Claims (14)

1. Statoranordnung für elektronisch gesteuerte Treibstoff­ einspritzanlagen bestehend aus:

• - einem C- oder E-förmigen Statorkern mit einem Joch und zwei von den Jochenden senkrecht und zueinander parallel verlaufenden Außenpolschenkeln und bei einem E- förmigen Statorkern mit einem mittig und parallel zu den beiden Außenpolschenkeln angeordneten Mittel­ polschenkel,
• - einer Statorwicklung um einen der Polschenkel, welche mit Anschlüssen versehen ist,
• - einer elektrischen Isolierung zwischen der Stator­ wicklung und dem Statorkern,
• - sowie einem Isolierüberzug, der die gesamte Sta­ toranordnung mit Ausnahme der Anschlüsse und der beiden Polschenkelstirnflächen umhüllt,

dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Außenpolschenkel jeweils auf ihren Außenflächen nahe ihrer beiden von dem Joch abgewandten Enden im wesentlichen parallel zu dem Joch verlaufende Befestigungsnuten aufweisen und daß der Isolierüberzug in diese Befestigungsnuten ein­ gegossen ist.

2. Statoranordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen den beiden Pol­ schenkeln eine Vorspanneinrichtung vorgesehen ist, mit welcher die beiden Polschenkel nahe ihrer beiden von dem Joch abgewandten freien Enden mit einer permanenten Spreizkraft beaufschlagbar und auseinanderspreizbar sind.

3. Statoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsnuten (42, 43) einen T-förmigen Querschnitt aufweisen.

4. Statoranordnung nach einem der Ansprüche 1-3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vor­ spanneinrichtung bei einem E-förmigen Statorkern aus einem ersten Steg (74), welcher zwischen dem einen Außenpol­ schenkel (20) und dem Mittelpolschenkel (24) nahe ihrer beiden von dem Joch (14) abgewandten freien Enden (30, 34) einsetzbar ist, und einem zweiten Steg (76), welcher zwischen dem Außenpolschenkel (22) und dem Mittelpolschenkel (24) nahe ihrer beiden von dem Joch (14) abgewandten freien Enden (32, 34) einsetzbar ist, besteht und daß diese beiden Stege (74, 76) breiter sind als die jeweiligen Abstände zwischen den beiden Außenpolschenkeln (20, 22) und dem Mittelpolschenkel (24) im nicht ausein­ andergespreizten Zustand, so daß durch Einsetzen der beiden Stege (74, 76) in den Statorkern (12) die beiden Außen­ polschenkel (20, 22) und der Mittelpolschenkel (24) auseinanderspreizbar sind.

5. Statoranordnung nach einem der Ansprüche 1-4, da­ durch gekennzeichnet, daß durch die Vorspanneinrichtung eine Kraft in der Größenordnung von 1,1-3,35 Kilonewton auf die beiden Außenpolschenkel (20, 22) aufbringbar ist.

6. Statoranordnung nach einem der Ansprüche 1-5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Iso­ lierüberzug (60) in situ aus phenolischem Material gegos­ sen ist.

7. Statoranordnung nach einem der Ansprüche 1-6, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme und Positionierung der Anschlüsse (54, 56) eine Isolier­ abdeckung (72) auf dem Statorkern (12) in der Nähe des Jochs (14) angeordnet ist.

8. Statoranordnung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Isolierabdeckung (72) aus phenolischem Material besteht.

9. Statoranordnung nach einem der Ansprüche 1-8, da­ durch gekennzeichnet, daß bei einem E- förmigen Statorkern als elektrische Isolierung zwischen der Statorwicklung (46) und dem Mittelpolschenkel (24) ein Spulenrahmen (62) vorgesehen ist.

10. Statoranordnung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Statorwicklung (46) ein oberes und ein unteres Ende aufweist, das erste Leitungs­ ende (50) der Statorwicklung (46) sich auf dem oberen Ende der Statorwicklung (46) befindet und das zweite Leitungs­ ende (52) der Statorwicklung (46) von dem mittleren Ende der Statorwicklung (46) zwischen der Statorwicklung (46) und dem Spulenrahmen (62) zu dem oberen Ende der Statorwick­ lung (46) geführt ist, wobei das zweite Leitungsende (52) durch die Statorwicklung (46) gegen den Spulenrahmen (62) in Position gehalten wird, ohne daß zusätzliche Sicherun­ gen erforderlich sind.

11. Statoranordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulen­ rahmen (62) aus phenolischem Material besteht.

12. Statoranordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei einem E-förmigen Stator­ kern als Vorspanneinrichtung ein Spulenrahmen (62) vor­ gesehen ist, der um den Mittelpolschenkel (24) herum an­ geordnet ist und den Mittelpolschenkel (24) und von der Statorwicklung (46) elektrisch isoliert, daß dieser Spulenrahmen (62) zwischen den beiden Außen­ polschenkeln (20, 22) nahe ihrer vom Joch (14) abgewandten freien Enden (30, 32) einen Endflansch (66) aufweist, daß dieser Endflansch (66) breiter dimensioniert ist als die jeweiligen Abstände zwischen den beiden Außen­ polschenkeln (20, 22) und dem Mittelpolschenkel (24) im nicht auseinandergespreizten Zustand, so daß durch Ein­ setzen des Spulenrahmens (62) in den Statorkern (12) die beiden Außenpolschenkel (20, 22) vom Mittelpolschenkel (24) auseinanderspreizbar sind.

13. Statoranordnung nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet,
daß die Stirnflächen (36, 38) der beiden Außenpolschenkel (20, 22) jeweils eine Posi­ tionierleiste (80, 82) aufweisen, welche sich an den zum Mittelpolschenkel (24) zugewandten Seiten erstrecken, um das Positionieren des Statorkerns (12) in einer Gußform (86) zu erleichtern,
daß diese Positionierleisten (80, 82) abgeschrägte Kanten (84) aufweisen, um das Einsetzen des Endflansches (66) des Spulenrahmens (62) zwischen die Polschenkel zu erleich­ tern, und
daß diese Positionierleisten (80, 82) im Verlauf der Her­ stellung der Statoranordnung (10) entfernbar sind.