DE69106669T2 - Zusammenbau des Kernes eines Elektromagnetes eines elektromagnetischen Brennstoffeinspritzventils für Verbrennungsmotoren. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Einspritzventil für Kraftstoffeinspritzsysteme in einem Verbrennungsmotor.
• Derartige Einspritzventile weisen normalerweise einen Hohlkörper mit einer Düse auf, die zum Einspritzen des Kraftstoffes durch ein elektromagnetisch betriebenes Steuerventil geöffnet wird, um die Steuerkammer der Düse mit dem Ablauf zu verbinden.
• Bei bekannten Einspritzventilen weist der Elektromagnet einen Magnetkern mit einem axialen Kanal auf, der mit dem Ablauf in Verbindung steht, welcher einstückig mit einem Flanschdeckel ausgebildet ist, welcher den Kern lagert. Der Hohlkörper ist innen mit einer Buchse versehen, die eine Schulter besitzt, auf der die Oberfläche des Kerns lagert und ein Ring wird auf den Deckel gedrückt, um den Deckel mit dem Kern zu verbinden und den Kern mit der Schulter zu verriegeln.
• Das Verriegeln des Kerns auf einer festen Schulter mittels dem oben beschriebenen Pressen bringt eine Reihe von Nachteilen mit sich. Der bedeutendste Nachteil besteht darin, daß der Kern aufgrund des schlechten mechanischen Widerstandes des magnetischen Sintermaterials, aus dem dieser hergestellt ist, leicht bricht. Darüber hinaus neigt eine ähnliche Verbindung dazu, sich eventuell zu lockern, was Schwingungen des Kerns zwischen der Schulter und dem Flansch und somit eine relativ kurze Lebensdauer des Kerns bewirkt.
• Aus dem am nächsten kommenden Dokument des Standes der Technik, der FR-A-2 289 755 ist ein Einspritzventil bekannt, das einen Hohlkörper aufweist, in dem sich ein elektromagnetisches Steuerventil befindet, wobei der Kern des Elektromagneten an dem Körper mittels eines Mantels befestigt ist, der ein Auflager für den Kern und ein Auflager für einen Deckel besitzt, der durch einen Ring gepreßt wird. Eine Schraubenfeder ist auch zwischen dem Deckel und dem Kern vorgesehen, um den letzteren auf das betreffende Auflager zu drücken.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektromagnetisches Einspritzventil zu schaffen, das eine unmittelbare Verbindung des Elektromagneten mit dem Einspritzkörper aufweist, um die oben beschriebenen Nachteile zu beseitigen.
• Erfindungsgemäß ist eine elektromagnetische Einspritzventil für Kraftstoffeinspritzsysteme eines Verbrennungsmotors vorgesehen, umfassend einen Hohlkörper mit einer Einspritzdüse; ein Steuerventil, das eine Steuerkammer mit einem Ablauf verbindet und so die Düse öffnet; einen Elektromagneten, der einen Magnetkern aufweist; und einen Mantel zum Befestigen des Kerns an dem Hohlkörper, wobei der Mantel eine erste Schulter zum Lagern des Kerns und eine zweite Schulter aufweist, die einen Ring bildet; einen Deckel mit einem Flansch; eine elastische Einrichtung, die zwischen dem Flansch und dem Kern vorgesehen ist, um den Kern auf die erste Schulter zu drücken, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring geneigt ist und auf die geneigte Kante des Flansches gedrückt wird, und daß der Flansch einen ringförmigen Abschnitt aufweist, der auf der zweiten Schulter lagert.
• Zwei bevorzugte, nicht beschränkende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
• Fig. 1 eine teilgeschnittene Ansicht einer elektromagnetischen Einspritzdüse gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
• Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt der Einspritzdüse von Fig. 1 zeigt.
• In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Kraftstoffeinspritzdüse für einen Verbrennungsmotor, die einen kegelförmigen Hohlkörper 11 aufweist, der oben durch eine normale gegossene Plastikabdeckung 23 verschlossen ist. Am Boden bildet der Körper 11 eine Einspritzdüse 12, die mit einer normalen Hochdruckkammer (beispielsweise 1500 bar) in Verbindung steht, die nicht dargestellt ist.
• Die Hochdruckkammer wird auf bekannte Weise durch einen Einlaß versorgt, der wiederum von einer Hochdruckpumpe (z.B. 1500 bar) versorgt wird, die nicht dargestellt ist.
• Die Düse 12 wird durch ein Steuerventil 19 geöffnet, um Kraftstoff von einer Steuerkammer (nicht gezeigt) in eine Ablaufkammer 56 ablaufen zu lassen. Das Ventil 19 wird durch einen Elektromagneten 20 auf dem Körper 11 gesteuert, wie dies unten detaillierter beschrieben wird. Der Elektromagnet 20 weist einen Magnetkern 24 mit einer zylindrischen Außenfläche 70 (Fig. 2), einer flachen oberen Fläche 71 und einer flachen unteren Fläche 72 auf. Die Fläche 72 bildet einen ringförmigen Sitz 73, der eine elektrische Spule 25 beherbergt, die von einem elektrischen Anschluß 74 an einem Ansatz 26 der Gußabdeckung 23 versorgt wird.
• Der Kern 24 weist einen axialen Kanal oder eine Bohrung 32 auf, die am Boden mit der Ablaufkammer 56 und oben mit einem Ablauf in Verbindung steht, der eine Metallhülse 33 aufweist und mit dem Kraftstofftank in Verbindung steht. Die Hülse 33 ist einstückig mit einem Deckel ausgebildet, der aus einem Flansch 77 mit einem Durchlaß 75 besteht, in welchen ein Stecker 76 aus Isolationsmaterial für den Durchlaß des Anschlusses 74 eingesetzt ist. Der Elektromagnet 20 steuert einen Anker, der aus einer Scheibe 28 besteht, die auf einen Stößel 31 aufgepaßt ist, der innerhalb der Bohrung 32 angeordnet ist und an einen koaxialen Anschlagstift 78 anschlägt. Der Stift 78 ist einstückig mit einem einstellbaren Stift 79 in die Hülse 33 eingesetzt, die axiale Nuten aufweist, welche ein Passieren des Kraftstoffes von der Kammer 56 durch die Bohrung 32 und die Hülse 33 in den Tank ermöglichen. Zwischen dem Stift 79 und der Scheibe 28 ist eine schraubenförmige Kompressionsfeder 34 vorgesehen, die innen durch den Stift 78 und den Stößel 31 geführt wird und die dafür sorgt, daß die Scheibe 28 nach unten zurückkehrt. Die Scheibe 28 weist eine Radialöffnung 36 auf, die ein Zirkulieren des Kraftstoffes in der Kammer 56 durch die Scheibe 28 ermöglicht.
• Der Elektromagnet 20 ist auf einem Mantel aus nichtmagnetischem Metallmaterial gelagert, der aus einer, im wesentlichen zylindrischen Buchse besteht, die insgesamt mit 21 bezeichnet ist. Die Buchse 21 weist am Boden eine zylindrische Innenfläche 29 auf, die seitlich die Ablaufkammer 56 festlegt, sowie eine äußere ringförmige Rippe 80, die mit der Kante 81 einer mit einem Gewinde versehenen Ringmutter 22 in Eingriff steht.
• Die Ringmutter 22 ist in einen mit einem Gewinde versehenen Sitz 82 an dem Hohlkörper 11 eingeschraubt, um die Buchse 21 an dem Körper 11 zu befestigen. Insbesondere ruht das untere Ende der Buchse 21 auf einer flachen, ringförmigen Fläche des Hohlkörpers 11 und ein Haltering 84 (von der Art eines O- Ringes) ist zu Dichtzwecken zwischen der Rippe 80 der Buchse 21 und einer Dichtfläche 83 des Körpers 11 eingesetzt.
• Die Buchse 21 weist auch eine zylindrische Oberfläche 86 auf, welche den Kern 24 beherbergt und einen Durchmesser hat, der genauso groß ist, wie die seitliche Oberfläche 70 des Kerns 24 und größer ist als der der Fläche 29. Zwischen den Flächen 72 und 29 ist eine Schulter 87 ausgebildet, die senkrecht zur Achse der Buchse 21 verläuft und auf der die Kante 88 der unteren Fläche 72 des Kerns 24 lagert.
• Ein ringförmiger Abschnitt 85 der unteren Fläche 89 des Flansches 77 lagert auf einer zweiten Schulter 90 der Buchse 21 und zwar ebenfalls senkrecht zur Achse der Buchse 21. Die Schulter 90 bildet einen dünnen Ring 91 der Buchse 21, der auf die geneigte Kante 92 des Flansches 77 gedrückt wird.
• Der Kern 24 weist auch eine Aussparung 93 am oberen Ende der Bohrung 32 auf, um eine elastische Einrichtung zu beherbergen, die zwischen dem Kern 24 und dem Flansch 77 wirkt. Die elastische Einrichtung besteht aus zwei Belleville-Dichtungsringen 94, die den Kern 24 nach unten drücken, wobei die Kante 88 der Oberfläche 72 elastisch auf der Schulter 87 lagert. Die Dichtringe 94 weisen eine Mittelöffnung 95 zum Durchlassen des Stiftes 78 und der Schraubenfeder 34 auf.
• Der Abstand zwischen den Schultern 78 und 90 ist geringfügig größer als die Höhe der Seitenfläche 70 des Kerns 24, so daß einerseits die obere Fläche 71 des Kerns 24 ständig von der Bodenfläche 89 des Flansches 77 losgelöst ist, während andererseits der Kern 24 und der Flansch 77 innerhalb der Buchse 21 miteinander verbunden bleiben. Darüber hinaus sind der Kern 24 und der Flansch 77 unabhängig auf der Buchse 21 gelagert, während der Kern 24 elastisch auf der Schulter 87 verbleibt.
• Der Flansch 77 weist einen ringförmigen Sitz 96 auf, der einen Haltering 97, beispielsweise einen O-Ring mit rundem Querschnitt, einer solchen Größe aufweist, daß dieser zwischen dem Sitz 96 und der Fläche 71 des Kerns 24 zusammengedrückt werden kann, wobei dessen Querschnitt derart deformiert wird, daß der unter niedrigem Druck stehende Kraftstoff von der Bohrung 32 gegenüber der Hülse 33 abgedichtet wird.
• Schließlich weist die Buchse 21 eine äußere Nut 98 auf, die auf bekannte Weise mit einer Kante 99 der gegossenen Abdeckung 23 in Eingriff steht, wodurch die Anordnung der Einspritzdüse 10 vervollständigt ist.
• Die Vorteile der erfindungsgemäßen Einspritzdüse gehen aus der vorstehenden Beschreibung klar hervor. Insbesondere wird der Kern 24 auf keine Weise durch Zusammendrücken des Rings 91 gedehnt, der lediglich durch den Flansch 77 gehalten wird und derart befestigt ist, daß ein Lockern verhindert ist, und daß jedes Spiel von der Schulter 87 aufgenommen werden kann.
• Für den Fachmann ist klar, daß die beschriebene und dargestellte Einspritzdüse verändert werden kann. Beispielsweise müssen nicht zwei Belleville-Dichtungsringe 94 vorgesehen werden oder diese können durch eine andere elastische Einrichtung ersetzt werden; auch kann der Ring 97 neben der Aussparung 93 oder neben dem ringförmigen Abschnitt 85 angeordnet werden.

Claims (6)

1. Elektromagnetisches Einspritzventil für Kraftstoffeinspritzsysteme für einen Verbrennungsmotor, umfassend einen Hohlkörper (11) mit einer Einspritzdüse (12); ein Steuerventil (19), das eine Steuerkammer mit einem Ablauf (33) verbindet und so die Düse (12) öffnet; einen Elektromagneten (20), der einen Magnetkern (24) aufweist; und einen Mantel zum Befestigen des Kerns (24) an dem Hohlkörper (11), wobei der Mantel eine erste Schulter (87) zum Lagern des Kerns (24) und eine zweite Schulter (90) aufweist, die einen Ring (91) bildet; einen Deckel mit einem Flansch (77); eine elastische Einrichtung (94), die zwischen dem Flansch und dem Kern (24) vorgesehen ist, um den Kern (24) auf die erste Schulter (87) zu drücken, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (91) geneigt ist und auf die geneigte Kante des Flansches (77) gedrückt wird, und daß der Flansch (77) einen ringförmigen Abschnitt (85) aufweist, der auf der zweiten Schulter (90) lagert.

2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel aus einer im wesentlichen zylindrischen Buchse (21) besteht, daß der Kern (24) zylindrisch ist und in der Buchse (21) aufgenommen wird, und daß Schultern (87, 90) der Buchse (21) senkrecht zur Achse der Buchse (21) verlaufen und um einen Abstand getrennt sind, der größer ist als die Höhe des Kerns (24), so daß der Kern (24) durch die elastische Einrichtung (94) elastisch auf der jeweiligen Schulter (87) gehalten wird.

3. Einspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (24) einen axialen Kanal (32) aufweist, der mit dem Ablauf (33) in Verbindung steht, und daß der Flansch (77) einstückig mit dem Ablauf (33) ausgebildet ist.

4. Einspritzdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Einrichtung mindestens einen Belleville- Dichtungsring (94) aufweist, der zwischen dem Flansch (77) und dem Kern (24) angeordnet ist und der in einem Sitz (93) an dem Kern (24) neben dem axialen Kanal (32) untergebracht ist.

5. Einspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf (33) einen axialen Stift (78) beherbergt, um den Anker (28) des Elektromagneten (20) zu arretieren, sowie eine Schraubenfeder (34), um den Anker (28) zurückzuführen, und daß der Dichtungsring (94) eine Mittelöffnung (95) aufweist, um den Stift (78) und die Schraubenfeder (34) hindurchzuführen.

6. Einspritzventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieses zwischen dem Kern (24) und dem Flansch (?7) eine abgedichtete Verbindungseinrichtung (97) aufweist, die einen Dichtring (97) aus elastischem Material aufweist, der in einem ringförmigen Sitz (96) an dem Deckel (77) koaxial mit dem Ablauf (33) untergebracht ist.