JP4083244B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents
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Description
本発明は請求項1の上位概念に記載した形式の燃料噴射弁を先行技術とする。
その外周に多くの場合Oリングとして形成された複数のシールリングを備えた既に多数の燃料噴射弁が例えばヨーロッパ特許第0348786号明細書又はドイツ連邦共和国特許出願公開第4008118号明細書から公知である。別個に取付けられて、独立した構成部分のジオメトリ的な配置もしくは位置を呈示するこれらのシールリングは、内燃機関への組付け条件もしくは例えばトップフィードインゼクタ(Top-Feed-Injector)又はボトムフィードインゼンタ(Bottom-Feed-Injector)として形成されることのできる弁の実施形への組付け条件に依存して形成される。これらの公知燃料噴射弁では、これらのシールリングにより、吸気管、シリンダヘッド又は受容スリーブもしくはフューエルレール(Fuel Rail)、分配導管などに対する所望のシールが行われる。シールリングは燃料噴射弁に、特別には例えば環状溝などのようなそのために設けた組込みスペース内に、又は弁ケーシングに、又はノズルボディに、又はアダプタに、又はプラスチック射出成形被覆に取付けられる。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第19512339号明細書からは、プラスチック射出成形被覆を備えた燃料噴射弁にホース状のシールエレメントを備えることが公知であり、このシールエレメントは弁のプラスチック射出成形被覆の端部のところで直に金属部分に取付けられる。その場合、シールエレメントは弁のそれぞれの金属部分を半径方向で完全に取り囲むと共に、プラスチック射出成形被覆により半径方向で少なくとも部分的に囲まれる。
発明の利点
請求項1の特徴要件を備えた本発明にもとづく燃料噴射弁が有する利点は、外部に対する、例えばフューエルレール、分配導管もしくは吸気管又はシリンダヘッドに対するコスト的に有利な、確実かつ効果的なシールが保証されることにある。このシールは、プラスチック射出成形工具内で時間的に燃料噴射弁のプラスチック射出成形被覆に先立って、又はそれと一緒に、又はその後に形成される本発明にもとづくシールエレメントにより行われる。この種の工具によれば、例えば有利には弁外套をプラスチック射出成形した後に第2の射出過程が行われ、この第2の射出成形時に、少なくとも平面的な接触領域が形成されるようにシールエレメントがプラスチック射出成形被覆に一体成形される。シールエレメントのシール材料とプラスチック射出成形被覆との接触領域内では素材結合が行われる。特別有利には、このような一体射出成形によるシールエレメントの形成時には極めてフレキシブルな形状付与と空間的な配置を行うことができる。
従属項に記載された手段によれば、主請求項にもとづく燃料噴射弁の有利な変化実施形及び改善が可能である。
シールエレメントとプラスチック射出成形被覆との平面的な接触をいくつの側で行わせるかを簡単に変化させることができると有利である。これにより、プラスチック射出成形被覆の端部では1つの側での平面的な接触が得られ、プラスチック射出成形被覆の段部のところでは2つの側での平面的な接触が得られ、かつプラスチック射出成形被覆の外周の環状溝内では3つの側での平面的な接触が得られる。
燃料噴射弁の軸方向中央領域内にシールエレメントを配置することにより、同じ1つの弁でも組込み位置が極めて多様化されるという利点が得られる。
シールエレメントの厚さ及び幅(軸方向に延びる長さ)を簡単に変化させることができると有利である。さらに、極めて多様な形状が簡単に実現され、その際、湾曲状、丸み状又は平面状の外輪郭並びにシールリップ又はシールリブを備えた輪郭が有利である。
図面
次ぎに、本発明にもとづく燃料噴射弁のシールエレメントの実施例を図面に簡単に示し、以下の記載で詳細に説明する。ここに、第1図は種々のシールエレメントを備えた燃料噴射弁を示し、第2図はジオメトリを良好に見ることができるようにのみ別体の構成部分として示された、複数のシールリップを備えたシールエレメントを示す。
実施例の説明
第1図に部分的かつ簡略的に例示した本発明にもとづく燃料噴射弁は混合気圧縮外部点火式内燃機関の燃料噴射装置用のものであって、1部分から成る管状の金属製の基体を有しており、この基体はマグネットコイル1により囲まれていてインナポールとして役立つのみならず、燃料入口もしくは燃料出口並びに弁座支持体としても役立つ。さらにこの基体2は多段的に形成されており、かつほぼ燃料噴射弁の弁ケーシングを成している。マグネットコイル1は、ヨークとして形成されていて強磁性のエレメントとして役立つ少なくとも1つの有利には2つの導体エレメント6により囲まれている。それぞれの導体エレメント6はマグネットコイル1を周方向で部分的に囲んでおり、かつマグネットコイル1の上方及び下方のそれぞれ一方の端部で基体2に溶接、ろう付け又は接着により結合可能である。
基体2は弁縦軸線10に対して同軸的に延びる内部の縦孔11を備えており、この縦孔は上流側の領域11a内で燃料流れ通路として役立つと共に、下流側の領域11b内では付加的に少なくとも部分的には、弁縦軸線10に沿って軸方向で運動可能な弁ニードル12のための案内孔としても役立っている。マグネットコイル1の軸方向の延び範囲内には縦孔11内に段部13が設けられているため、領域11bは領域11aに比して大きな直径を有している。段部13のすぐ下流では基体2が薄肉の磁気的な絞り箇所16を備えている。
弁座支持体として役立つ基体2の縦孔11の領域11bの下流側の端部には弁座体14が取付けられており、この弁座体は弁座として定置の弁座面15を有している。この弁座体14は例えばレーザにより生じた溶接ビードにより基体2に固定的に結合されている。他面において、縦孔11の下方の領域11bは、可動子17と球状の弁閉鎖体18とにより形成された弁ニードル12の受容に役立つ。弁座体14の下流側の端面には扁平な噴口板20が配置されている。閉鎖体支持体として役立つ可動子17はその下流側の、噴口板20に面した端部で球状の弁閉鎖体18に例えば溶接ビードにより固定的に結合されている。
この噴射弁の操作は公知形式で電磁的に行われる。弁ニードル12の軸方向の運動のために、ひいては戻しばね25のばね力に抗した噴射弁の開放もしくは閉鎖のために、マグネットコイル1と、内部の基体1と、導体エレメント6と、可動子17とを有する電磁的な回路が役立つ。これに対応して可動子17が基体2の段部13に向けられている。戻しばね25は縦孔11内で例えば段部13の下流並びに上流に、要するに両方の領域11a及び11b内に延在している。
球状の弁閉鎖体18は、流れ方向で円錐台形にテーパした、弁座体14の弁座面15と協働しており、この弁座面は案内孔の下流で弁座体14に軸方向で形成されている。噴口板20は侵食法又は打抜きにより形成された少なくとも1つの例えば4つの噴口27を有している。
噴射弁内への弁座体14の押込み深さは特に弁ニードル12の行程のために決定的に重要である。その場合、マグネットコイル1の非励磁状態での弁ニードル12の一方の終端位置は弁座体14の弁座面15へ弁閉鎖体18が当接することにより規定されており、他面において、マグネットコイル1の励磁状態での弁ニードルの他方の終端位置は可動子17が基体2の段部13に当接することにより規定されている。行程の調整は弁座体14を軸方向に移動することにより行われ、次いで弁座体は所望位置で基体2に固定的に結合される。
縦孔11の上方の領域11a内には戻しばね25の他に調整スリーブ29が押し込まれている。この調整スリーブは、これに当接していて反対側で可動子17の内部凹所31の底部領域30に支持された戻しばね25のばね予負荷力の調整のために役立ち、その場合、動的な噴射量の調整も調整スリーブ29により行われる。
可動子17内には、凹所31の底部領域30を起点として、弁縦軸線10に対して外向きに傾斜して延びる少なくとも1つの例えば2つ又は4つの貫通孔35が形成されている。貫通孔35の領域内では可動子17が下流方向へテーパしており、その場合、外輪郭は円錐台形である。可動子17のこの構成により、弁座面15に供給される燃料はまず初めに弁ニードル12の内部では凹所31を通り、かつ弁ニードル12の外部では貫通孔35からの流出後に妨げられることなく流れることができる。
燃料噴射弁は広範囲にわたってプラスチック射出成形被覆(Kunststoffumspritzung)38により囲われており、この射出成形被覆は軸方向でほぼ完全に基体2にわたって、かつその際、導体エレメント6にわたっても延びている。このプラスチック射出成形被覆には例えば一緒に射出成形された電気的な接続用差込プラグ39が付属しており、この接続用差込プラグ内には例えばマグネットコイル1から導出された2つのコンタクトピン40が位置している。この電気的な接続用差込プラグを介してマグネットコイル1の電気的な接触、ひいてはその励磁が行われる。
供給側では内燃機関のフューエルレール、分配導管などに対する、もしくは噴射側では吸気管、そこに配置された接続管片、又はシリンダヘッドに対する、燃料噴射弁のシールのために、燃料噴射弁の外周に、プラスチック射出成形被覆38に結合されたシールエレメント45,45a〜dが設けられている。これらのシールエレメントは独立しては組付けることのできないシール構成部分である。むしろこれらのシールエレメント45は時間的にプラスチック射出成形被覆38の取付けに先立って又はその取付けと同時に又は取付け後に一体射出成形される。このような射出を行うためには2材料射出技術が必要である。
特別有利な方法を以下に説明する。公知形式でプラスチック射出成形工具によりプラスチック射出成形被覆38を金属製の基体に取付けた後に、同工具により第2の射出過程を行い、その際にシールエレメント45を形成する。そのことのために、このプラスチック射出成形工具内でのプラスチック射出成形時に、形成させるべきシールエレメントの位置に設けた可動入れ子が取り除かれる。第2の射出過程の時点では、プラスチック射出成形被覆38が既にある程度の安定性と形状保持性とを有し、かつその際、プラスチックが依然として所望のシールエレメント45の材料との最適な素材結合(Stoffschluss)を行えるような軟度を有していなければならない。シールエレメント45の材料としては特に、例えば既に噴射弁のOリング又はその他のシールリングで公知のような種々のゴム状の物質(エラストマ)もしくは弾性的なプラスチックが適している。特別有利には、一体射出成形によるシールエレメント45の形成時に極めてフレキシブルな形状付与及び空間的な配置を行うことができる。
第1図には燃料噴射弁においてシールエレメント45の形状付与及び配置に関する複数の例が示されており、これらのシールエレメントは付加的な文字符号aからdまでにより示されている。燃料噴射弁にシールエレメント45をただ1つだけ設けることもできるが、しかし、本発明により一体成形された複数のシールエレメント45を同じ1つの燃料噴射弁に設けることも可能である。このことは組込み条件に応じて変化させられる。プラスチック射出成形被覆38の供給側の上方の端部のところのシールエレメント45aは、例えば一面において平面的な内側47で直に基体2に当接すると共に他面において湾曲した外側48で他の構成部分(例えばフューエルレール)に対するシールを準備するように一体成形されている。さらに、シールエレメント45aは下側49でプラスチック射出成形被覆38の上方の端面52に直に平面的に接触している。
シールエレメント45の別の一体射出変化実施例がプラスチック射出成形被覆38の噴射側の端部のところに図示されており、この例ではシールエレメント45dが直にプラスチック射出成形被覆38に、それもこのことのために設けられた段部55内に射出成形されている。シールエレメント45dはこの場合には平面的な内側47でプラスチック射出成形被覆38に当接しており、他面において少なくとも部分的に湾曲した外側48で他の構成部分(例えば吸気管)に対するシールを準備している。シールエレメント45dはさらに平面的な平らな上側50で直にプラスチック射出成形被覆38の段部55の肩56に当接している。シールエレメント45aに対比してこのシールエレメント45dは要するにプラスチック射出成形被覆38との接触面を2つ有している。
燃料噴射弁の周囲に、その場合特別にはプラスチック射出成形被覆38の周囲に、シールエレメント45の構成のさらに別の2つの変化実施例がシールエレメント45b及び45cにより示されている。シールエレメント45b,45cを受容するために、プラスチック射出成形被覆38に環状溝58が設けられており、この環状溝内にシールエレメント45b,45cが射出成形される。この環状溝58はプラスチック射出成形被覆38の軸方向中央部分に、例えばマグネットコイル1又は調整スリーブ29の延在する領域内に設けられている。環状溝58の少なくとも溝底部ではシールエレメント45の内側47が平面的にプラスチック射出成形被覆38と素材結合で接触している。シールエレメント45の外側48は湾曲していてもよく(シールエレメント45b)又は平面的ではあるが縁領域に丸みを有して(シールエレメント45c)又は完全に平面的に形成されていてもよい。第1図に示したように、シールエレメント45の厚さ並びに幅(軸方向に延びの長さ)は容易に変化させられる。
このような中央のシールエレメント45b,45cの配置により、同じ1つの燃料噴射弁での組込み位置の多様性が極めて大きくなるという利点が得られる。弁集合体を(例えば基体2又は弁ニードル12のところで)変化させることなしに、吸気管内に弁をより深く押し込むことで例えばいつでもこの種の弁によって、前方に置かれた別の噴射点が必要に応じて実現される。その場合、吸込側のシールは例えばシールエレメント45dの代わりにシール45cにより行われる。シールエレメント45が極めて簡単に種々の厚さで形成されることができるため、弁外径が種々異なっているにもかかわらず(マグネットコイル1の領域の最大直径、弁閉鎖体18の領域の最小直径)、種々のシールエレメント45b,45c,45dをコンスタントな直径を有する吸気管接続管片の開口に対するシールのために利用することが可能である。
シールエレメント45は第1図に示した以外の輪郭をも有することができる。シールエレメント45の外側48には第2図に示したシールエレメント45から分かるように例えば複数のシールリップ60又はシールリブを設けることができる。その場合、個々のシールリップ60はシールエレメント45の外周にリング状に循環している。このシールエレメント45はそのジオメトリをよく分かるようにするためにプラスチック射出成形被覆38から分離した別体の構成部分として示されているが、しかし、本発明によれば、独立して組付けることのできるシール構成部分ではない。
Claims (6)
- 内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁であって、弁縦軸線と、弁ケーシングと、軸方向に運動可能な弁ニードルと、弁の開放及び閉鎖のために定置の弁座と協働する弁座閉鎖体と、弁ケーシングを少なくとも部分的に囲むプラスチック射出成形被覆と、燃料噴射弁を外へ向けてシールするシールエレメントとを備えている形式のものにおいて、少なくとも1つのシールエレメント(45)とプラスチック射出成形被覆(38)とが互いに一体射出成形されていることで、少なくとも1つのシールエレメント(45)が、プラスチック射出成形被覆(38)に平面的かつ素材結合的に接触しており、さらに弁縦軸線(10)に向いた内側(47)に対してほぼ直角に延びている、シールエレメント(45d)の上側(50)又はシールエレメント(45a)の下側(49)だけがプラスチック射出成形被覆(38)と平面的に接触するように、少なくとも1つのシールエレメント(45d,45a)がプラスチック射出成形被覆(38)に一体射出成形されていることを特徴とする燃料噴射弁。
- 内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁であって、弁縦軸線と、弁ケーシングと、軸方向に運動可能な弁ニードルと、弁の開放及び閉鎖のために定置の弁座と協働する弁座閉鎖体と、弁ケーシングを少なくとも部分的に囲むプラスチック射出成形被覆と、燃料噴射弁を外へ向けてシールするシールエレメントとを備えている形式のものにおいて、少なくとも1つのシールエレメント(45)とプラスチック射出成形被覆(38)とが互いに一体射出成形されていることで、少なくとも1つのシールエレメント(45)が、プラスチック射出成形被覆(38)に平面的かつ素材結合的に接触しており、さらに少なくとも1つのシールエレメント(45d)がプラスチック射出成形被覆(38)の段部(55)内に埋め込まれており、その結果、シールエレメント(45d)の2つの側がプラスチック射出成形被覆(38)と平面的に接触していることを特徴とする燃料噴射弁。
- シールエレメント(45)がエラストマから形成されている、請求項1又は2記載の燃料噴射弁。
- シールエレメント(45)が、弁縦軸線(10)とは逆の側のそれぞれ1つの外側(48)を有しており、この外側が少なくとも部分的に湾曲している、請求項1又は2記載の燃料噴射弁。
- 少なくとも1つのシールエレメント(45)が弁縦軸線(10)とは逆の側の外側(48)を有しており、この外側(48)に複数のシールリップ(60)が形成されている、請求項1又は2記載の燃料噴射弁。
- シールリップ(60)がシールエレメント(45)の外側にリング状に延在している、請求項5記載の燃料噴射弁。
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