ITBO20010482A1 - Corpo valvola per un iniettore di carburante - Google Patents

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ITBO20010482A1
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IT
Italy
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shaped body
valve body
tubular container
sealing element
valve
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IT2001BO000482A
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Inventor
Massimo Neretti
Andrea Ricci
Lorenzo Battistini
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Magneti Marelli Powertrain Spa
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Description

D E S C R I Z I O N E
del brevetto per invenzione industriale
La presente invenzione è relativa ad un corpo valvola per un iniettore di carburante.
Un iniettore di carburante noto comprende normalmente un corpo valvola provvisto di un contenitore tubolare cilindrico presentante una cavità cilindrica centrale, di una sede valvolare disposta in corrispondenza di una estremità inferiore del contenitore tubolare, di uno spillo atto ad impegnare la sede valvolare e alloggiato in modo scorrevole all'interno del contenitore tubolare, e di due guide inferiore e superiore dello spillo alloggiate nel contenitore tubolare .
Anche se vengono ampiamente utilizzati, i corpi valvola noti del tipo di quello sopra descritto vengono realizzato con una struttura costruttiva relativamente complicata, e quindi costosa, da produrre ed assemblare .
Scopo della presente invenzione è di realizzare un corpo valvola per un iniettore di carburante, che sia privo degli inconvenienti sopra descritti e, in particolare, sia di facile ed economica attuazione.
Secondo la presente invenzione viene realizzato un corpo valvola per un iniettore di carburante secondo quanto stabilito dalla rivendicazione 1.
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui:
la figura 1 è una vista schematica, in elevazione laterale e parzialmente sezionata di un iniettore di carburante realizzato in accordo con la presente invenzione;
la figura 2 è una vista prospettica di un corpo valvola dell'iniettore di carburante della figura 1 in scala ingrandita;
la figura 3 è una vista in scala ingrandita ed in sezione di una porzione terminale del corpo valvola della figura 2;
le figure 4 sono viste prospettiche di un elemento di tenuta della figura 3;
la figura 5 è una vista in pianta dell'elemento di tenuta della figura 4;
le figure 6 e 7 sono viste in pianta e prospettiche di due componenti dell'elemento di tenuta della figura 4;
la figura 8 è una vista in scala ingrandita ed in sezione di una porzione terminale del corpo valvola della figura 2 secondo una diversa forma di attuazione;
le figure 9 sono viste prospettiche di un elemento di tenuta della figura 8;
le figure 10 sono viste in pianta e prospettiche di una componente dell'elemento di tenuta della figura 8; e
le figure 11, 12 e 13 sono viste in pianta dei componenti delle figure 6, 7 e 10 provvisti di rispettivi corpi di servizio.
Nella figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso un iniettore di carburante, il quale presenta sostanzialmente una simmetria cilindrica attorno ad un asse 2 longitudinale ed è atto a venire comandato per iniettare del carburante fluido, tipicamente benzina o gasolio, da un proprio ugello 3 di iniezione. L'iniettore 1 comprende un corpo 4 attuatore superiore alloggiante un attuatore 5 elettromagnetico, ed un corpo 6 valvola inferiore, il quale è reso solidale al corpo 4 attuatore ed alloggia una valvola 7 azionata dall'attuatore 5 elettromagnetico per regolare il flusso di carburante dall'ugello 3 di iniezione.
Il corpo 4 attuatore presenta una cavità 8 interna sostanzialmente cilindrica, la quale riceve il carburante in pressione da una apertura 9 superiore di alimentazione, termina con una apertura 10 inferiore impegnata dal corpo 6 valvola, ed alloggia 1'attuatore 5 elettromagnetico.
L'attuatore 5 elettromagnetico comprende un elettromagnete 11 fìsso, il quale è atto a spostare lungo l'asse 2 una ancora 12 di materiale ferromagnetico da una posizione di chiusura (non illustrata) ad una posizione di apertura (illustrata nelle figure 1 e 2) contro l'azione di una molla 13 che tende a mantenere l'ancora 12 nella posizione di chiusura.
Il corpo 6 valvola comprende un contenitore 14 tubolare sostanzialmente cilindrico alloggiante un otturatore o spillo 15, il quale presenta una porzione superiore solidale all'ancora 12 e coopera con una sede 16 valvolare per regolare in modo noto il flusso di carburante dall'ugello 3 di iniezione. In particolare, il contenitore 14 tubolare presenta una cavità 17 cilindrica centrale, la quale si estendente lungo tutta la lunghezza del contenitore 14 tubolare, è chiusa inferiormente a tenuta di fluido da un elemento 18 di tenuta in cui è definita la sede 16 valvolare ed è parzialmente chiusa superiormente da un elemento 19 di supporto che è disposto in modo da definire due aperture 20 di alimentazione disposte simmetricamente da bande opposte dell'asse 2 e sfocianti nella cavità 17 per l'alimentazione di carburante alla cavità 17 stessa .
L'elemento 19 di supporto è definito da una sbarra, la quale è disposta simmetricamente lungo un diametro dell'estremità superiore circolare del contenitore 14 tubolare e presenta una larghezza inferiore rispetto alla dimensione della cavità 17 in modo da definire lateralmente le aperture 20 di alimentazione; l'elemento 19 di supporto, inoltre, presenta un foro 21 passante, il quale è disposto coassiale all'asse 2 ed è atto ad accogliere in modo scorrevole l'otturatore 15 in modo da costituire una guida 22 superiore dell'otturatore 15 stesso.
Secondo una preferita forma di attuazione, l'elemento 19 di supporto presenta inizialmente la forma di un disco di chiusura dell'estremità superiore del contenitore 14 tubolare e le due aperture 20 di alimentazione venendo ricavate mediante una successiva asportazione (tipicamente mediante fresatura) di rispettive porzioni laterali di tale disco di chiusura.
La sopra descritta struttura del corpo 6 valvola ha il vantaggio di essere producibile in maniera semplice ed economica, in quanto permette di ricavare in modo semplice e direttamente sul contenitore 14 tubolare sia la guida 22 superiore dell'otturatore 15, sia le aperture 20 di alimentazione. Inoltre, il contenitore 14 tubolare presenta superiormente una forma a punta, la quale facilita l'inserimento ed il fissaggio della sede 6 valvolare al corpo 4 attuatore; a tale scopo, il contenitore 14 tubolare viene realizzato in acciaio inossidabile duro per ricalcare le bave presenti nel corpo 4 attuatore al momento dell'accoppiamento tra il contenitore 14 tubolare ed il corpo 4 attuatore, il quale è realizzato in acciaio inossidabile magnetico di tipo morbido.
L'elemento 18 di tenuta ha la forma di un disco e presenta un foro 23 di iniezione, il quale costituisce l'ugello 3 di iniezione ed in uso viene impegnato da una porzione terminale appuntita dell'otturatore 15 per interrompere il flusso di carburante che fluisce attraverso il foro 23 di iniezione stesso; all'elemento 18 di tenuta è accoppiato un corpo 24 sagomato, il quale comprende una guida 25 inferiore dell'otturatore 15 ed un polverizzatore 26 rotazionale atto a imprimere un moto rotazionale al carburante che fluisce attraverso il foro 23 di iniezione.
Il corpo 24 sagomato presenta sostanzialmente la forma di un disco forato centralmente, il quale ha un diametro esterno inferiore rispetto al diametro interno della cavità 17 tubolare, comprende una serie di canali 27 tangenziali ricavati in una propria porzione inferiore, e comprende un numero di appendici 28 radiali esterne aventi sia la funzione di posizionare il corpo 24 sagomato all'interno della cavità 17 tubolare, sia la funzione di venire collegati all'elemento 18 di tenuta mediante saldatura.
Ciascun canale 27 tangenziale si estende tra un propria imboccatura 29 di ingresso disposta in prossimità di una periferia esterna del corpo 24 sagomato ed una propria uscita 30 sfociante nel foro 31 centrale del corpo 24 sagomato; le imboccature 29 di ingresso sono disposte lateralmente rispetto alle appendici 28 radiali in modo da risultare indipendenti dalle appendici 28 radiali stesse, cioè, in altre parole, le appendici 28 non hanno alcun contributo nella definizione della geometria delle imboccature 29 di ingresso. Tale caratteristica risulta particolarmente utile, in quanto permette di dimensionare il numero, la forma e la posizione delle appendici 29 unicamente in funzione della funzione di centraggio e di fissaggio del corpo 24 sagomato, e permette di semplificare la costruzione ed il montaggio del corpo 24 sagomato.
Secondo la forma di attuazione illustrata nelle figure 3-7, il corpo 24 sagomato è formato dall'unione di due dischi 32 e 33 sovrapposti; il disco 33 superiore è un provvisto delle appendici 28 radiali ed è provvisto della guida 25 inferiore dell'otturatore 15, mentre il disco 32 inferiore viene disposto tra l'elemento 18 di tenuta ed il disco 33 superiore ed è provvisto di scanalature 34 passanti che definiscono le pareti laterali dei canali 27 tangenziali. In tale configurazione, l'elemento 18 di tenuta definisce la parete inferiore dei canali 27 tangenziali ed il disco 33 superiore definisce la parete superiore dei canali 27 tangenziali stessi.
Nella forma di attuazione illustrata nelle figure 3-7, le tre funzioni di tenuta di fluido, di generazione del moto tangenziale nel carburante iniettato, e di guida dell'otturatore 15 sono assegnate a tre componenti diverse in quanto l'elemento 18 di tenuta realizza la tenuta di fluido, il disco 32 inferiore genera il moto tangenziale, ed il disco 33 superiore alloggia la guida 25 inferiore dell'otturatore 15; tale struttura presenta diversi vantaggi, in quanto consente una notevole semplicità realizzativa sia dell'elemento 18 di tenuta, sia dei dischi 32 e 33, e consente una elevata flessibilità nell 'ottenere un ampia scelta di calibrazioni del polverizzatore 26 rotazionale.
Secondo la forma di attuazione illustrata nelle figure 8-10, il corpo 24 sagomato è un corpo monolitico, in cui sono definite sia le pareti laterali, sia la parete superiore dei canali 27 tangenziali, mentre la parete inferiore dei canali 27 tangenziali è definita da una superficie superiore dell'elemento 18 di tenuta; tale struttura permette di semplificare la movimentazione ed il montaggio del corpo 24 sagomato sull'elemento 18 di tenuta.
Secondo una preferita forma di attuazione illustrata nelle figure 11-13, per realizzare la sede 16 valvolare, il corpo 24 sagomato (figura 13) monolitico oppure i due dischi 32 e 33 componenti il corpo 24 sagomato (figure 11 e 12) vengono prodotti solidali ad un rispettivo corpo 35 di servizio attraverso un relativo elemento 36 di collegamento. Per montare il corpo 24 sagomato sull'elemento 18 di tenuta, il rispettivo corpo 35 di servizio viene disposto in una posizione determinata per posizionare il corpo 24 sagomato nella posizione desiderata rispetto all'elemento di 18 tenuta; successivamente viene stabilizzata la posizione del corpo 24 sagomato collegando (tipicamente mediante saldatura) il corpo 24 sagomato stesso all'elemento 18 di tenuta, e l'elemento 36 di collegamento viene interrotto mediante rottura per eliminare il corpo 35 di servizio.
Preferibilmente, ciascun corpo 35 di servizio ha la forma di un disco e presenta un foro 37 centrale, all'interno del quale viene disposto il corpo 24 sagomato oppure i due dischi 32 e 33 componenti il corpo 24 sagomato; con tale configurazione l'elemento 36 di collegamento risulta disposto radialmente.
Per avere un corretto posizionamento rispetto all'elemento 18 di tenuta del corpo 24 sagomato oppure dei due dischi 32 e 33 componenti il corpo 24 sagomato, il rispettivo corpo 35 di servizio presenta almeno un foro 38 di posizionamento, che viene accoppiato in uso ad un corrispondente dispositivo di riscontro (noto e non illustrato). Preferibilmente, ciascun corpo 35 di servizio presenta quattro fori 38 di posizionamento per garantire anche una corretta orientazione rispetto all'elemento 18 di tenuta del corpo 24 sagomato oppure dei due dischi 32 e 33 componenti il corpo 24 sagomato.
L'utilizzo dei corpi 35 di servizio permette di semplificare notevolmente la movimentazione, il posizionamento e l'orientazione del corpo 24 sagomato oppure dei due dischi 32 e 33 componenti il corpo 24 sagomato; infatti sia il corpo 24 sagomato, sia i due dischi 32 e 33 componenti il corpo 24 sagomato normalmente risultani particolarmente complessi da movimentare e montare a causa delle loro ridotte dimensioni (il disco 32 inferiore, ad esempio, presenta tipicamente un diametro di 4 millimetri ed uno spessore di 0.2 millimetri).
Per la costruzione dei dischi 32 e 33 componenti il corpo 24 sagomato, oppure per la costruzione del corpo 24 sagomato monolitico (provvisti o meno dei rispettivi corpi 35 di servizio) viene preferibilmente utilizzata la fotoincisione, la quale permette di avere una grande precisione realizzativa assieme a costi di produzione contenuti.

Claims (25)

  1. R I V E N D I C A Z I O N I 1) Corpo valvola (6) per un iniettore (1) di carburante; il corpo valvola (6) comprendendo un contenitore (14) tubolare cilindrico presentante una cavità (17) cilindrica centrale, una sede (16) valvolare disposta in corrispondenza di una estremità inferiore del contenitore (14) tubolare, uno spillo (15) atto ad impegnare la sede (16) valvolare e alloggiato in modo scorrevole all'interno del contenitore (14) tubolare, ed una coppia di guide (25, 22) inferiore e superiore atte a supportare in modo scorrevole lo spillo (15) ed alloggiate dal contenitore (14) tubolare; il corpo valvola (6) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento (19) di supporto, il quale è disposto in corrispondenza di una estremità superiore del contenitore (14) tubolare, alloggia la detta guida (22) superiore, e definisce almeno una apertura (20) di alimentazione sfociante nella detta cavità (17) per l'alimentazione di carburante alla cavità (17) stessa.
  2. 2) Corpo valvola (6) secondo la rivendicazione 1, in cui il detto elemento (19) di supporto comprende un foro (21) passante disposto coassialmente rispetto al contenitore (14) tubolare; il detto foro (21) passante essendo atto ad accogliere in modo scorrevole il detto spillo (15) e definendo la detta guida (22) superiore.
  3. 3) Corpo valvola (6) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il detto elemento (19) di supporto definisce due dette aperture (20) di alimentazione, le quali sfociano nella detta cavità (17) centrale e sono disposte simmetricamente da bande opposte di un asse (2) centrale del detto contenitore (14) tubolare.
  4. 4) Corpo valvola (6) secondo la rivendicazione 3, in cui il detto elemento (19) di supporto è definito da una sbarra, la quale è disposta simmetricamente lungo un diametro dell'estremità superiore circolare del detto contenitore (14) tubolare e presenta una larghezza inferiore rispetto alla dimensione della detta cavità (17) in modo da definire lateralmente le dette aperture (20) di alimentazione.
  5. 5) Corpo valvola (6) secondo la rivendicazione 4, in cui il detto elemento (19) di supporto presenta inizialmente la forma di un disco di chiusura dell'estremità superiore del detto contenitore (14) tubolare; le due dette aperture (20) di alimentazione venendo ricavate mediante asportazione di rispettive porzioni laterali del detto disco di chiusura.
  6. 6) Corpo valvola (6) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui la detta sede (16) valvolare è definita da un elemento (18) di tenuta, il quale è atto a definire una chiusura inferiore a tenuta di fluido del detto contenitore (14) tubolare e presenta un foro (23) di iniezione impegnato dal detto spillo (15).
  7. 7) Corpo valvola (6) secondo la rivendicazione 6, in cui la detta sede (16) valvolare comprende un polverizzatore (26) rotazionale, il quale è atto a imprimere un moto rotazionale al carburante che fluisce dal detto foro (23) di iniezione.
  8. 8) Corpo valvola (6) secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui nella detta sede (16) valvolare è alloggiata la detta guida (25) inferiore.
  9. 9) Corpo valvola (6) secondo la rivendicazione 7 e 8, in cui la detta sede (16) valvolare comprende un corpo (24) sagomato, il quale è accoppiato al detto elemento (18) di tenuta e definisce sia il detto polverizzatore (26) rotazionale, sia la detta guida (25) inferiore.
  10. 10) Corpo valvola (6) secondo la rivendicazione 9, in cui il detto corpo (24) sagomato presenta sostanzialmente la forma di un disco forato centralmente, il quale ha un diametro esterno inferiore rispetto al diametro interno della detta cavità (17), comprende una serie di canali (27) tangenziali ricavati in una propria porzione inferiore, e comprende un numero di appendici (28) radiali esterne aventi la funzione di posizionamento all'interno della cavità (17) e la funzione di fissaggio al detto elemento (18) di tenuta.
  11. 11) Corpo valvola (6) secondo la rivendicazione 10, in cui ciascun detto canale (27) tangenziale si estende tra un propria imboccatura (29) di ingresso disposta in prossimità di una periferia esterna del corpo (24) sagomato ed una propria uscita (30) sfociante nel detto foro (31) centrale del corpo (24) sagomato; le imboccature (29) di ingresso essendo disposte lateralmente rispetto alle dette appendici (28) radiali in modo da risultare indipendenti dalle appendici (28) radiali stesse.
  12. 12) Corpo valvola (6) secondo la rivendicazione 10 o 11, in cui il detto corpo (24) sagomato è un corpo monolitico .
  13. 13) Corpo valvola (6) secondo la rivendicazione 10 o 11, in cui il detto corpo (24) sagomato è formato dall'unione di due dischi (32, 33) superiore ed inferiore sovrapposti; il disco (33) superiore dei quali essendo provvisto delle dette appendici (28) radiali ed essendo provvisto della detta guida (25) inferiore; il disco (32) inferiore un secondo venendo disposto tra il detto elemento (18) di tenuta ed il disco (33) superiore ed essendo provvisto di scanalature (34) passanti che definiscono le pareti laterali dei detti canali (27) tangenziali; il detto elemento (18) di tenuta definendo una parete inferiore dei detti canali (27) tangenziali ed il disco (33) superiore definendo una parete superiore dei canali (27) tangenziali.
  14. 14) Corpo valvola (6) per un iniettore (1) di carburante; il corpo valvola (6) comprendendo un contenitore (14) tubolare cilindrico presentante una cavità (17) centrale tubolare, una sede (16) valvolare disposta in corrispondenza di una estremità inferiore del contenitore (14) tubolare, uno spillo (15) atto ad impegnare la sede (16) valvolare e alloggiato in modo scorrevole all'interno del contenitore (14) tubolare, ed almeno una guida (25) inferiore alloggiata dal contenitore (14) tubolare ed atta a supportare in modo scorrevole lo spillo (15); la sede (16) valvolare essendo definita da un elemento (18) di tenuta, il quale è atto a definire una chiusura inferiore a tenuta di fluido del detto contenitore (14) tubolare e presenta un foro (23) di iniezione impegnato dal detto spillo (15); la detta sede (16) valvolare comprendendo un corpo (24) sagomato, il quale è accoppiato al detto elemento (18) di tenuta e definisce un polverizzatore (26) rotazionale e la detta guida (25) inferiore; il corpo valvola (6) essendo caratterizzato dal fatto che il detto corpo (24) sagomato presenta sostanzialmente la forma di un disco forato centralmente, il quale ha un diametro esterno inferiore rispetto al diametro interno della detta cavità (17), comprende una serie di canali (27) tangenziali ricavati in una propria porzione inferiore, e comprende un numero di appendici (28) radiali esterne aventi la funzione di posizionamento all'interno della cavità (17) e la funzione di fissaggio al detto elemento (18) di tenuta.
  15. 15) Corpo valvola (6) secondo la rivendicazione 14, in cui il ciascun detto canale (27) tangenziale si estende tra un propria imboccatura (29) di ingresso disposta in prossimità di una periferia esterna del corpo (24) sagomato ed una propria uscita (30) sfociante nel detto foro (31) centrale del corpo (24) sagomato; le imboccature (29) di ingresso essendo disposte lateralmente rispetto alle dette appendici (28) radiali in modo da risultare indipendenti dalle appendici (28) radiali stesse.
  16. 16) Corpo valvola (6) secondo la rivendicazione 14 o 15, in cui il detto corpo (24) sagomato è un corpo monolitico .
  17. 17) Corpo valvola (6) secondo la rivendicazione 14 o 15, in cui il detto corpo (24) sagomato è formato dall'unione di due dischi (32, 33) superiore ed inferiore sovrapposti; il disco (33) superiore dei quali essendo provvisto delle dette appendici (28) radiali ed essendo provvisto della detta guida (25) inferiore; il disco (32) inferiore un secondo venendo disposto tra il detto elemento (18) di tenuta ed il disco (33) superiore ed essendo provvisto di scanalature (34) passanti che definiscono le pareti laterali dei detti canali (27) tangenziali; il detto elemento (18) di tenuta definendo una parete inferiore dei detti canali (27) tangenziali ed il disco (33) superiore definendo una parete superiore dei canali (27) tangenziali.
  18. 18) Metodo per la realizzazione di una sede (16) valvolare per un iniettore (1) di carburante; la sede (16) valvolare comprendendo un elemento (18) di tenuta presentante un foro (23) di iniezione impegnato da uno spillo (15) mobile, ed un corpo (24) sagomato, il quale è accoppiato all'elemento (18) di tenuta e definisce un polverizzatore (26) rotazionale; il metodo essendo caratterizzato dal fatto di produrre il detto corpo (24) sagomato solidale ad un corpo (35) di servizio per mezzo di almeno un elemento (36) di collegamento, di disporre il corpo (35) di servizio in una posizione determinata per posizionare il corpo (24) sagomato nella posizione desiderata rispetto all'elemento (18) di tenuta, di stabilizzare la posizione del corpo (24) sagomato collegando il corpo (24) sagomato stesso all'elemento (18) di tenuta, e di interrompere l'elemento (36) di collegamento per eliminare il corpo (35) di servizio.
  19. 19) Metodo secondo la rivendicazione 18, in cui il detto corpo (24) sagomato definisce anche una guida (25) inferiore del detto spillo (15).
  20. 20) Metodo secondo la rivendicazione 18 o 19, in cui il detto corpo (35) di servizio ha la forma di un disco e presenta un foro (37) centrale; il detto corpo (24) sagomato essendo disposto all'interno del detto foro (37) centrale ed il detto elemento (36) di collegamento essendo disposto radialmente.
  21. 21) Metodo secondo la rivendicazione 18, 19 o 20, in cui il detto corpo (35) di servizio presenta almeno una sede (38) di posizionamento; il metodo prevedendo di accoppiare la detta sede (38) di posizionamento con un dispositivo di riscontro per disporre il corpo (35) di servizio nella detta posizione determinata.
  22. 22) Metodo secondo la rivendicazione 21, in cui il detto corpo (35) di servizio presenta tre sedi (38) di posizionamento tra loro distinte; il metodo prevedendo di accoppiare ciascuna detta sede (38) di posizionamento con un rispettivo dispositivo di riscontro per disporre il corpo (35) di servizio nella detta posizione determinata.
  23. 23) Metodo secondo la rivendicazione 21 o 22, in cui ciascuna detta sede (38) di posizionamento è definita da un foro passante.
  24. 24) Metodo secondo una delle rivendicazioni da 18 a 23, in cui il detto corpo (24) sagomato è composto da due corpi (32, 33) sovrapposti, ciascuno dei quali è provvisto di un rispettivo detto corpo (35) di servizio .
  25. 25) Metodo secondo una delle rivendicazioni da 18 a 23, in cui il detto corpo (24) sagomato, o i corpi (32, 33) sovrapposti componenti il corpo (24) sagomato stesso, vengono realizzati per mezzo della fotoincisione.
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