説明

電磁的に操作される燃料噴射弁

【課題】従来技術の欠点を克服した、電磁的に操作される弁を提供すること。
【解決手段】弁長手軸と、磁気コイルと、内極と、外部の磁気回路構成部分と、運動可能なアンカーとを弁閉鎖体を動かすために備えている電磁回路の形態の励起されるアクチュエータとを有しており、弁閉鎖体は、弁座体に設けられている弁座面と協働する形式のものにおいて、ガイド体が、アンカーの内部の長手方向穿孔内および内極の内部の流れ穿孔内に設けられており、ガイド体はアンカー内または内極に固定ベアリングを用いて固定されており、各別の構成部分において固定せずにガイドされ、回転止めが多角形の形で設けられており、回転止めは、アンカーの内部の長手方向穿孔または内極の内部の流れ穿孔およびガイド体に取り付けられている、電磁的に操作される燃料噴射弁。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
先行技術
本発明は、独立請求項の上位概念に記載されている電磁的に操作される弁に関する。
【背景技術】
【0002】
図1および2には、従来技術の燃料噴射弁の形の、既知の、電磁的に操作される弁が示されている。この弁は、可動アンカーの外周を囲っているガイド群(Fuehrungsbundes)の通常の構造を有している。自身の軸運動の間に、アンカーは弁スリーブの内部開口部内の自身のガイド群によって、弁スリーブ内で案内されている限りは、自身の内壁に沿って移動する。これによって、アンカーが傾斜するまたは斜めになること(Verkanten)が回避される。
【0003】
電磁的に操作される燃料噴射弁の可動アンカーのガイドの別の形態が同じように公知である。従って、独国特許出願公開第4137994号明細書から、少なくとも部分的に周囲を囲んでいるガイド突出部が、ノズル担体内に構成されることが読み取れる。ここでこのガイド突出部も、その外周でのアンカーの案内に寄与する。これに加えて、円周にわたって分配されている複数のガイド突出部を、長手方向に延在している弁体の磁気的な絞り箇所の領域において、鋳造することが公知である。これは自身のアンカー運動の間にアンカーを案内する(独国特許出願公開第19503820号明細書)。独国特許出願第10051016号明細書から既に、燃料噴射弁が公知である。ここでは、アンカーの外周に、ガイド群セグメントが形成されている。これは、最も強い、半径方向磁気流の領域内にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】独国特許出願公開第4137994号明細書
【特許文献2】独国特許出願公開第19503820号明細書
【特許文献3】独国特許出願第10051016号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来技術の欠点を克服した、電磁的に操作される弁を提供すること。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述の課題は、電磁的に操作される、内燃機関の燃料噴射装置に対する燃料噴射弁であって、弁長手軸(10)と、磁気コイル(1)と、内極(2)と、外部の磁気回路構成部分(5)と、運動可能なアンカー(17)とを弁閉鎖体(19)を動かすために備えている電磁回路の形態の励起されるアクチュエータとを有しており、当該弁閉鎖体(19)は、弁座体(15)に設けられている弁座面(16)と協働する形式のものにおいて、ガイド体(62)が、前記アンカー(17)の内部の長手方向穿孔(23)内および前記内極(2)の内部の流れ穿孔(28)内に設けられており、前記ガイド体(62)はアンカー(17)内または内極(2)に固定ベアリングを用いて固定されており、各別の構成部分において固定せずにガイドされ、回転止めが多角形の形で設けられており、当該回転止めは、前記アンカー(17)の内部の長手方向穿孔(23)または内極(2)の内部の流れ穿孔(28)およびガイド体(62)に取り付けられている、ことを特徴とする、電磁的に操作される燃料噴射弁によって解決される。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】電磁的に操作される弁が、従来技術の燃料噴射弁の形状で示されている。
【図2】公知の燃料噴射弁の図1の部分図IIを示している。これは発明にとって重要な領域をあらわしている。
【図3】本発明の弁の部分図。
【図4】アンカーの第1の実施形態を備えた、図3での線IV−IVに沿った断面。
【図5】アンカーの第2の実施形態を備えた、図3における線V−Vに沿った断面。
【発明を実施するための形態】
【0008】
発明の利点
請求項1の特徴部分に記載された構成を有する本発明の電磁的に操作される弁は、構造様式がコンパクトである、という利点を有している。この弁は殊に低コストで製造可能である。なぜなら、アンカーのガイドが殊に容易に、かつ低コストに実現されるからである。本発明では、ガイド体は、アンカーの内部長手方向穿孔内および内極の内部流れ穿孔内に設けられる。ここでガイド体はアンカー内または内極に固定されており、各別の構成部分内では取り外し可能にガイドされている。ガイドに用いられるコンタクト面は、従来技術のソリューションと比べて有利には低減されている。ガイドは、より小さい直径レベル上で行われる。ガイドの無い、アンカーの外周によって、欠点となる半径力が回避される限りは、機能改善が得られる。
【0009】
従属請求項に記載された構成によって、請求項1に記載された、電磁的に操作される弁を有利に発展および改善することができる。
【0010】
ガイド体をスリーブ状にかつ壁が薄くなるようにかつオーステナイト組織を有する材料から製造するのは特に有利である。ここで殊に、深絞り部分としてのガイド体は低コストである。オーステナイト原材料は、内極とアンカーとの間に磁気的な短絡が生じないという利点を有している。
【0011】
回転止めを設けるのは有利である。ここでは、相応する方法で、アンカーまたは内極およびガイド体に、回転安全性を構築する機能素子が取り付けられる。回転止めは有利には、弁の機能値の持続性のためであり、これは例えば流量および放射角および閉鎖特性である。
【0012】
本発明の実施例が図面に概略的に示されており、以下でより詳細に説明する。
【実施例】
【0013】
実施例の説明
図1では例として、電磁的に操作される弁が、従来技術に即した、混合方式の、外部点火型内燃機関の、燃料噴射装置用の燃料噴射弁の形状で示されている。
【0014】
この弁は、磁石コイル1によって取り囲まれた、内極としてかつ部分的に燃料貫流口として用いられる、実質的に管状の中心部分2を有している。磁石コイル1は、外部の、スリーブ状かつ段状に構成されている、例えば強磁性の弁被覆部5によって、円周方向において完全に取り囲まれている。この弁被覆部は外極として用いられる、外部の磁気回路構成部分である。磁気コイル1、中心部分2および弁被覆部分5は協働して、電気的に励起される操作部材を構成する。
【0015】
コイル体3内に埋設された磁石コイル1は巻き線4とともに、弁スリーブ6を外部から取り囲んでおり、中心部分2は、内部の、弁長手軸10に対して同心状に延在する弁スリーブ6の開口部11内に組み込まれている。弁スリーブ6は長手軸方向に延在して、かつ壁が薄く構成されている。開口部11は、とりわけ、弁長手軸10に沿って軸方向に動くバルブニードル14のためのガイド開口部として構成されている。弁スリーブ6は軸方向において延在しており、例えば、燃料噴射弁の軸方向全長のほぼ半分にわたって延在している。
【0016】
中心部分2とバルブニードル14の他に、開口部11内にさらに、弁座体15が配置されている。弁座体は、弁スリーブ6に、例えば溶接継ぎ目8によって固定されている。弁座体15は、弁座として、固定された弁座面16を有している。バルブニードル14は例えば、管状のアンカー17、同じように管状のニードル部分18および球状の弁閉鎖体19から構成されている。ここで弁閉鎖体19は例えば、溶接継ぎ目によって固定的に、ニードル部分18と接続されている。弁座体15の下流方向の端面には、例えば鉢状の、噴射孔ディスク21が配置されている。このディスクの、取り囲まれており、かつ円周で取り囲んでいる保持縁部20は、流れ方向に対して上方に配向されている。弁座体15と噴射孔ディスク21との固定結合は例えば、取り囲んでいる、密な溶接継ぎ目によって実現される。バルブニードル14のニードル部分18内には、1つまたは複数の横方向開口部22が設けられている。従って、アンカー17を内部の長手方向穿孔23内で流れる燃料が外部へ流れ、弁閉鎖体19、例えば平坦部分24に沿って、弁座面16まで流れる。
【0017】
噴射弁の操作は、公知のように、電磁式で行われる。バルブニードル14を軸方向に動かすために、およびこれによって、バルブニードル14に作用する戻しばね25のばね力に抗して開放するために、ないしは噴射弁を閉鎖するために、磁石コイル1、内部の中心部分2、外部の弁被覆部5およびアンカー17を備えた電磁回路が用いられる。アンカー17は、閉鎖体19に離反する終端部で、中心部分2に合わせられている。中心部分2の代わりに、例えば、磁気回路を接続する内極として用いられるカバー部分を設けてもよい。
【0018】
球状の弁閉鎖体19は、流れ方向において円錐台状に先細っていく、弁座体15の弁座面16とともに作用する。この弁座面は軸方向において、ガイド開口部の下流方向で、弁座体15内に構成されている。噴射孔ディスク21は少なくとも1つの、例えば4つの、侵食、レーザ穿孔または押し曲げによって形成された噴出開口部27を有している。
【0019】
噴射弁内への中心部分2の押し込み深さは殊に、バルブニードル14のストローク運動にとって重要である。ここで、バルブニードル14の終端箇所は、磁石コイル1が励起されていない場合には、弁座体15の弁座面16での弁閉鎖体19のレイアウトによって固定される。またバルブニードル14の別の終端箇所は、磁石コイル1が励起されている場合に、下流の中心部分終端部でのアンカー17のレイアウトによって生じる。ストローク調整は中心部分2の軸方向でのシフトによって行われる。これは、所望の位置に相応して後続して、弁スリーブ6と接続される。
【0020】
弁長手方向軸10に対して同心状に延在する、中心部分2の流れ穿孔28内で、戻しばね25の外側に、調整部材が、調整スリーブ29の形状で押し込まれている。ここでこの流れ穿孔は、燃料を弁座面16の方向で供給するためのものである。調整スリーブ29は、調整スリーブ29に加わる戻しばね25のばねバイアスを調整するために用いられる。これは同じように、自身の対向する面によって、アンカー17の領域でバルブニードル14に支持される。ここで、ダイナミックな噴出量の調整も、この調整スリーブ29によって行われる。燃料フィルタ32は、この調整スリーブ29の上方でバルブスリーブ6内に配置されている。
【0021】
弁の流れ込み側の終端部は、金属製の燃料流入用接続ソケット41によって構成されている。このソケットは、ソケットを安定させ、保護し、取り囲むプラスチック包囲射出成形部42によって取り囲まれている。弁長手軸10に対して同心状に延在する、燃料流入用接続パイプ41の管44の流れ穿孔43は燃料流入部として用いられる。プラスチック包囲射出成形部42は例えば次のように射出される。すなわち、プラスチックが、バルブスリーブ6並びにバルブ被覆部5の部分を直接的に取り囲むように射出される。確実な密閉はここで例えば、弁被覆部5の周囲での入り組んだ密閉部46を介して実現される。プラスチック包囲射出成形部42には、共に射出された電気的な接続プラグ56も属する。
【0022】
図2は従来技術の既知の燃料噴射弁を示している図1の部分図IIを示している。これは、発明にとって重要な領域を示している。ここでは殊にアンカー17のガイド領域が明確にされている。外周では、可動アンカー17は公知のように、取り囲んでいるガイド群60または、円周にわたって分配されている複数のネップ状ないしは突起状のガイド群60を有している。これによってアンカーは、弁スリーブ6内で確実に、かつ傾斜することなくガイドされる。逆に、1つまたは複数のガイド群60が、バルブスリーブ6に形成されてもよい。この場合には、アンカー17の外周は、一定の直径で円筒状に構成される。戻しばね25は相応に、中心部分2における流れ穿孔28の壁部に対して、ないしはアンカー17内の長手方向穿孔23の壁部に対して明確な遊びを有している。
【0023】
図3は本発明による弁の部分図を示している。ここではアンカー17のガイド部は、自身の外周から、長手方向穿孔23内に移されている。本発明では、アンカー17は、自身の軸方向の長手軸運動の間、スリーブ状のガイド体62によってガイドされる。スリーブ状のガイド体62の壁は薄く、ここでガイド体62では、低コストで製造可能であるので、殊に深絞り部分である。有利には、ガイド体62は、オーステナイト組織を有する材料から製造される。これによって、中心部分2とアンカー17との間で磁気的な短絡は生じない。さらにオーステナイト材料は、渦巻き状の流れを回避するために、高い特別な電気的抵抗を備えた材料に従った要求を満たす。
【0024】
ガイド体62の2つの固定様式が考えられる。第1の様式では、ガイド体62は、図3に示されているように、固定して、中心部分2の流れ穿孔28内に取り付けられている。また、軸方向運動が可能なアンカー17は、ガイド体62に沿って動くことができる。これは、アンカー17の内部長手方向穿孔23内に設けられている。磁石コイル1が励起されている場合には、アンカー17は、中心部分2の方向において、中心部分の当接面まで引きつけられる。移動すべきこのような動作隙間63の大きさを介して、バルブニードル14のストロークが定められる。弁が閉じられている場合、すなわち、弁座面16に弁閉鎖体19が位置している場合には、この動作隙間63の大きさは最大である。このような程度で、ガイド体62が少なくとも、アンカー17の長手方向穿孔23内に入り込むことができなくてはならない。すなわち、ガイド体62の使用可能な相対的な運動長は長手方向穿孔23内で、最大動作隙間63と同じまたはそれよりも大きい。この実施形態では固定ベアリング(Festlager)は中心部分2内に位置している;ガイド部、すなわち可動ベアリング(Loslager)はアンカー17内に位置している。
【0025】
第2の実施形態ではガイド体62は固定して、アンカー17の長手方向穿孔部23内に取り付けられている。この場合には軸方向で運動可能なアンカー17は、ガイド体62とともに動く。このガイド体は中心部分2の内部流れ穿孔部28内に設けられている。磁気コイル1が励起されている場合には、アンカー17は、中心部分2への方向において、中心部分の当接面まで引きつけられる。弁が閉じられている場合、すなわち、弁座面16に弁閉鎖体19が位置している場合には、この動作隙間63の大きさは最大である。このような程度で、ガイド体62は少なくとも、中心部分2の流れ穿孔28内に入り込むことができなくてはならない。すなわち、ガイド体62の使用可能な自由運動長は流れ穿孔28内で、最大動作隙間63と同じまたはそれよりも大きい。この実施形態では固定ベアリングはアンカー17内に位置している;ガイド部、すなわち可動ベアリングは、中心部分2内に位置している。2つの説明した形態ではガイド体62は、固定ベアリング側に、例えば押し込むことによって固定される。
【0026】
図4は、アンカー17の第1の実施形態を備えた、図3における線IV−IVに沿った断面を示している。ここでスリーブ状ガイド体62は環状に構成されており、これは同じように環状の、アンカー17の長手方向穿孔23内に入れられている、またはその内部に固定されている。
【0027】
しかし、アンカー17内または中心部分2内に回転止めを設けることもできる。この回転止めは、その軸運動の間、アンカー17の回転確実な位置を保証する。図5は、アンカー17の第2の実施形態を備えた、図3における線V−Vに沿った断面を示している。これは例として示された回転止めを含んでいる。ガイド体62のガイド部分はここでは例えば六角形として構成されている。これはアンカー17の相応に成形された長手方向穿孔23内に入れられている。アンカー17が固定ベアリング面を構成する場合には、回転止めは中心部分2内に比較可能なように設けられる。回転止めが択一的に、他の方法の平坦化、多角形、凹部または、相応の方法で、アンカー17または中心部分2内に、およびガイド体62に取り付けられている構造体を介して実現されてもよい。回転止めは一般的に有利には、弁の機能値を持続させるためのものであり、これは例えば流量および放射角度および閉鎖特性である。
【符号の説明】
【0028】
1 磁気コイル、 2 内極、 5 磁気回路構成部分、 10 弁長手軸、 15 弁座体、 16 弁座面、 17 アンカー、 19 弁閉鎖体、 23 長手方向穿孔、 28 流れ穿孔、 62 ガイド体

【特許請求の範囲】
【請求項1】
電磁的に操作される、内燃機関の燃料噴射装置に対する燃料噴射弁であって、
弁長手軸(10)と、
磁気コイル(1)と、内極(2)と、外部の磁気回路構成部分(5)と、運動可能なアンカー(17)とを弁閉鎖体(19)を動かすために備えている電磁回路の形態の励起されるアクチュエータとを有しており、当該弁閉鎖体(19)は、弁座体(15)に設けられている弁座面(16)と協働する形式のものにおいて、
ガイド体(62)が、前記アンカー(17)の内部の長手方向穿孔(23)内および前記内極(2)の内部の流れ穿孔(28)内に設けられており、
前記ガイド体(62)はアンカー(17)内または内極(2)に固定ベアリングを用いて固定されており、各別の構成部分において固定せずにガイドされ、
回転止めが多角形の形で設けられており、当該回転止めは、前記アンカー(17)の内部の長手方向穿孔(23)または内極(2)の内部の流れ穿孔(28)およびガイド体(62)に取り付けられている、
ことを特徴とする、電磁的に操作される燃料噴射弁。
【請求項2】
前記ガイド体(62)はスリーブ状に構成されている、請求項1記載の電磁的に操作される燃料噴射弁。
【請求項3】
前記ガイド体(62)は、オーステナイト組織を備えた材料から製造される、請求項1または2記載の電磁的に操作される燃料噴射弁。
【請求項4】
内極(2)内に固定されたガイド体(62)の使用可能な相対的な運動長は、前記アンカー(17)の長手方向穿孔(23)において、内極(2)とアンカー(17)との間の最大動作隙間(63)と等しいまたはそれよりも長い、請求項1から3までのいずれか1項記載の電磁的に操作される燃料噴射弁。
【請求項5】
アンカー(17)内に固定されたガイド体(62)の使用可能な自由運動長は、前記内極(2)の流れ穿孔(28)において、内極(2)とアンカー(17)との間の最大動作隙間(63)に等しいまたはそれよりも長い、請求項1から3までのいずれか1項記載の電磁的に操作される燃料噴射弁。
【請求項6】
前記ガイド体(62)は、前記固定ベアリング側で、押し込みによって固定されている、請求項1から5までのいずれか1項記載の電磁的に操作される燃料噴射弁。
【請求項7】
前記ガイド体(62)は環状に構成されている、請求項1から6までのいずれか1項記載の電磁的に操作される燃料噴射弁。
【請求項8】
前記アンカー(17)の外周にはガイド群が設けられていない、請求項1から7までのいずれか1項記載の電磁的に操作される燃料噴射弁。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2013−7387(P2013−7387A)
【公開日】平成25年1月10日(2013.1.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−223088(P2012−223088)
【出願日】平成24年10月5日(2012.10.5)
【分割の表示】特願2010−530381(P2010−530381)の分割
【原出願日】平成20年9月22日(2008.9.22)
【出願人】(390023711)ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング (2,908)
【氏名又は名称原語表記】ROBERT BOSCH GMBH
【住所又は居所原語表記】Stuttgart, Germany
【Fターム(参考)】