DE10249161B3

DE10249161B3 - Vorrichtung zur Einstellung eines Ankerhubs eines Magnetventils

Info

Publication number: DE10249161B3
Application number: DE10249161A
Authority: DE
Inventors: Thomas Pauer; Tilmann Miehle; Hrvoje Lalic
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-10-23
Also published as: WO2004040126A1; JP4243591B2; JP2006504039A; US20050127316A1; US6994312B2; EP1576284A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Einstellung eines Ankerhubs eines Ankers (3) auf Betätigung eines Magneten (11) eines Magnetventils (1) hin, mit einer bezüglich einem Hauptkörper (2) des Magnetventils (1) in einer axialen Führung (10) angeordneten und in axialer Position bezüglich einem Hauptkörper (2) des Magnetventils (1) einstellbaren Anschlagshülse (4), welche einen Anschlag zur Begrenzung des Ankerhubs in einer axialen Richtung bildet, wobei ein verstellbares Einstellelement (5) mit zwei Gewindeabschnitten (6, 7) unterschiedlicher Gewindesteigung (P) und gleicher Gewinderichtung vorgesehen ist, durch welches die Position der Anschlagshülse (4) einstellbar ist, wobei der erste Gewindeabschnitt (6) in einen entsprechenden ersten Gewindeabschnitt (8) der Anschlagshülse (4) eingreift und der zweite Gewindeabschnitt (7) in einen entsprechenden zweiten Gewindeabschnitt (9) des Hauptkörpers (2) eingreift, sowie auf ein Magnetventil (1) mit einer entsprechenden Vorrichtung, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftstoff-Injektor.

Description

Technisches Gebiet
Zur Kraftstoffversorgung von Brennräumen von Verbrennungskraftmaschinen werden Einspritzsysteme zum Einspritzen von Kraftstoff verwendet, deren Injektoren höchsten Drücken ausgesetzt sind. Um den Wirkungsgrad solcher Kraftstoff-Injektoren nicht zu beeinträchtigen, ist es zwingend erforderlich, ein reproduzierbares Injektor-Verhalten zu gewährleisten. Entsprechende Injektoren weisen in der Regel ein Magnetventil auf, wobei ein Ankerhub eines solchen Magnetventils bei der Montage von entsprechenden Injektoren genau eingestellt werden muss, da die Injektor-Dynamik maßgeblich von dem Ankerhub beeinflusst ist. So ist beispielsweise bei einer festen Ansteuerdauer einer Magnetspule des Magnetventils die eingespritzte Kraftstoffmenge vom Ankerhub abhängig.

Bei den heute bekannten Magnetventilen, welche im Zusammenhang mit Injektoren in Einspritzsystemen zur Kraftstoffversorgung bekannt sind, wird der Ankerhub über Einstellringe eingestellt, welche die axiale Lage eines entsprechenden Ankeranschlags festlegen. Über den Anker, bzw. über die Bewegung des Ankers in axialer Richtung und dessen axiale (End-)Position wird die Öffnung einer Düse des Injektors und somit die eingespritzte Kraftstoffmenge festgelegt. Beim Zusammenbau eines Magnetventils bzw. eines Injektors werden die Bauteile, welche den Ankerhub bestimmen, vermessen und an Hand der Messergebnisse wird die für einen bestimmten vorgegebenen Ankerhub erforderliche Dimensionierung eines Einstellrings errechnet. Eine Magnetgruppe wird dann zusammen mit dem entsprechend der Berechnung dimensionierten Einstellring mit dem Injektorkörper verschraubt und anschließend wird der Ankerhub in verschraubtem, bzw. verspanntem Zustand gemessen. Für die Verwendung in Höchstdruck-Einspritzsystem-Injektoren sind für den Ankerhub allenfalls Toleranzen im Mikrometerbereich tolerierbar, um ein reproduzierbares Injektor-Verhalten zu gewährleisten. Aufgrund der erlaubten lediglich geringen Toleranzabweichungen befindet sich der Ankerhub nach einer ersten Montage, wie sie oben geschildert wurde, nicht immer innerhalb der Toleranzwerte. Um dann die Einstellung des Ankerhubs innerhalb der engen Toleranzwerte zu gewährleisten, muss die Magnetgruppe vollständig demontiert werden und über die Wahl eines Einstellrings einer anderen Dimensionierung der Ankerhub neu eingestellt werden. Gegebenenfalls muss dieser Vorgang sogar mehrmals wiederholt werden, bis eine akzeptable Toleranzeinhaltung des Ankerhubs erzielt werden kann. Dieser Vorgang führt in der Fertigung zu hohen Kosten.

DE 36 23 554 A1 bezieht sich auf elektromagnetisches, intermittierendes Einspritzventil. Das Einspritzventil für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen umfasst einen Brennstoffaustritt, der von einem mittels einer einstellbaren Feder belasteten Ventilschließkörper beherrscht wird. Der Ventilschließkörper wird von einem mittels einer elektrischen Spule und einem Weicheisenkern mit Gehäuserückschluss gebildeten Magnetfeld in erregtem Zustand angezogen. Die zentrisch im Ventil befindliche Feder ist um einen eine Anschlagbuchse aufweisenden Rundstab angeordnet. Der Rundstab weist eine axiale Bohrung auf, deren Querschnitt und Tiefe so bemessen ist, dass eine bleibende Verformung des Rundstabes mindestens im Bereich der Anschlagbuchse möglich ist.

DE 25 22 454 A1 bezieht sich auf einen Tauchankersteuermagneten. Der Steuermagnet umfasst einen von einer elektrischen Wicklung umgebenen ferromagnetischen Magnetkern. Der Magnetkern besteht aus zwei ferromagnetischen Teilen, von denen der eine teilweise im anderen untergebracht und darin axial verschiebbar ist. Der äußere Teil ist in Bezug auf die Wicklung und den äußeren Teil des Magnetkreises feststehend.

Angesichts der hohen Anforderungen an die Genauigkeit der Einstellung des Ankerhubs von Magnetventilen, insbesondere bei Verwendung im Zusammenhang mit Injektoren in Einspritzsystemen zum Einspritzen von Kraftstoff in Brennräume von Verbrennungskraftmaschinen, ist es wünschenswert und erforderlich, die Genauigkeit der Einstellung des Ankerhubs ohne weitere zusätzliche Montageerfordernisse zu gewährleisten.

Die vorliegende Erfindung hat insbesondere zur Aufgabe, eine Vorrichtung zur Einstellung eines Ankerhubs eines Ankers eines Magnetventils, insbesondere zur Verwendung im Zusammenhang mit Injektoren in Einspritzsystemen, bereitzustellen, durch welche auch nach einer Erstmontage durch die Möglichkeit der Einstellung des Ankerhubs keine erneute Demontage bei fehlerhaft eingestelltem Ankerhub erforderlich ist, wodurch die Herstellungskosten in der Fertigung reduziert werden können. Durch eine verbesserte Toleranzlage des Ankerhubs ist ferner eine genauere Mengenabgabe eines entsprechend ausgerüsteten Injektors erzielbar.

Darstellung der Erfindung

Durch die erfindungsgemäße Lösung einer Vorrichtung zur Einstellung eines Ankerhubs eines Magnetventils mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, wird vorteilhafterweise eine Einstellung des Ankerhubs auch von außen nach einer Erstmontage ermöglicht, wodurch bei einem außerhalb der Toleranzwerte liegenden Ankerhub keine erneute Demontage eines entsprechend fehlerhaft eingestellten Magnetventils erforderlich ist. Erfindungsgemäß ist es möglich, einen Ankerhub, der auf Betätigung eines Magneten des Magnetventils hin erfolgt, über ein verstellbares Einstellelement einzustellen, welches zwei Gewindeabschnitte unterschiedlicher Gewindesteigung (P) aufweist und welches auch nach einem Zusammenbau des Magnetventils und/oder eines gesamten Injektors, welcher das Magne ventil aufweist, noch erreichbar und verstellbar ist. Die Gewinderichtung der beiden Gewindeabschnitte ist dabei die Gleiche. Über die Einstellung des Einstellelements ist die Position einer Anschlagshülse einstellbar, welche in einer axialen Führung angeordnet ist und in ihrer axialen Position bezüglich einem Hauptkörper des Magnetventils einstellbar ist. Die Anschlagshülse bildet durch ihre eingestellte axiale Position einen Anschlag für den Anker zur Begrenzung des Ankerhubs in einer axialen Richtung des Magnetventils. Die Einstellung der axialen Position der Anschlagshülse bezüglich dem Hauptkörper des Magnetventils über das Einstellelement erfolgt dabei derartig, dass ein erster Gewindeabschnitt des Einstellelements in einen entsprechenden ersten Gewindeabschnitt der Anschlagshülse mit gleicher Gewindesteigung eingreift, und dass ein zweiter Gewindeabschnitt des Einstellelements in einen entsprechenden zweiten Gewindeabschnitt des Hauptkörpers mit gleicher Gewindesteigung eingreift. Die jeweiligen Gewindesteigungen der jeweiligen ersten und zweiten Gewindeabschnitte sind dabei unterschiedlich, d.h. die Gewindesteigung der jeweiligen ersten Gewindeabschnitte ist beispielsweise kleiner als die Gewindesteigung der jeweiligen zweiten Gewindeabschnitte. Effektiv ergibt sich somit bei einer entsprechenden Verstellung des Einstellelements eine axiale Verstellung der Lage der Anschlagshülse in Bezug auf den Hauptkörper, welche sich aus der Differenz der beiden unterschiedlichen Gewindesteigungen ergibt. Es sei angemerkt, dass die jeweiligen Gewindeabschnitte des Einstellelements Innen- oder Außengewinde sein können, welche dann jeweils in entsprechende Außen- oder Innengewindeabschnitte der Anschlagshülse bzw. des Hauptkörpers eingreifen. Solange alle entsprechenden Gewinde jeweils die gleiche Gewinderichtung aufweisen, ist prinzipiell jede Kombination von Innen- und Außengewindeabschnitten möglich. Auch kann der erste Gewindeabschnitt der Anschlagshülse direkt in die Anschlagshülse geschnitten sein, es ist jedoch auch möglich, dass eventuell ein spezielles Element der Anschlagshülse den entsprechenden ersten Gewindeabschnitt der Anschlagshülse trägt. Gleiches gilt für den zweiten Gewindeabschnitt des Hauptkörpers, auch dort ist es möglich, dass der zweite Gewindeabschnitt direkt in den Hauptkörper geschnitten ist, es ist jedoch auch möglich, dass der zweite Gewindeabschnitt des Hauptkörpers in einem speziell dafür vorgesehenen Element des Hauptkörpers angeordnet ist. Auch die zwei Gewindeabschnitte des Einstellelements können direkt in das Einstellelement geschnitten sein, es ist jedoch auch möglich, hier zusätzliche spezielle Elemente des Einstellelements vorzusehen, welche die jeweiligen Gewindeabschnitte aufweisen. Allgemein können solche speziellen Elemente z.B. Muffen, Hülsen oder ähnliches sein.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Magnet bzw. die Magnetanordnung, welche aus einer Elektromagnet-Anordnung mit Spulen bestehen kann, im Wesentlichen um die Anschlagshülse herum angeordnet sein, es ist jedoch auch möglich, dass der Magnet bzw. die entsprechende Magnetanordnung im Wesentlichen in der Anschlagshülse angeordnet ist. „Im Wesentlichen" ist dabei so zu verstehen, dass der Magnet die entsprechende Anschlagshülse nicht vollständig umgibt, bzw. dass der entsprechende Magnet nicht vollständig von der Anschlagshülse umgeben ist. Durch eine entsprechende Anordnung des Magneten und der Anschlagshülse ist zum Einen eine je nach den Gegebenheiten besonders gute Zugänglichkeit der Anschlagshülse gegeben, andererseits kann somit eine, unterschiedlichsten Einbauverhältnissen entsprechende, raumsparende Gestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Magnetventils erzielt werden, was wiederum zu Materialersparnissen und somit zu einer Reduzierung der Herstellungskosten führen kann.

Die axiale Führung der Anschlagshülse kann in bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung entweder in dem Magnet angeordnet sein, es ist jedoch auch möglich, dass die axiale Führung der Anschlagshülse in dem Hauptkörper angeordnet ist. Je nach gegebener Einbausituation ist somit eine effiziente und zuverlässige axiale Führung der Anschlagshülse möglich, was die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Einstellung des Ankerhubs dient.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die axiale Führung durch zumindest eine Ausnehmung gebildet sein, in welcher ein entsprechender Vorsprung der Anschlagshülse geführt wird. Diese Ausnehmung kann dabei, wie oben beschrieben, entweder in dem Magnet oder in dem Hauptkörper angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass die entsprechende Ausnehmung in zusätzlichen speziellen Elementen, wie z.B. Muffen Hülsen oder ähnlichem, entweder des Magneten oder des Hauptkörpers ausgebildet ist. Bevorzugt sind zumindest zwei Ausnehmungen und entsprechende Vorsprünge vorgesehen, es kann jedoch auch lediglich eine Ausnehmung und ein entsprechender Vorsprung oder drei oder mehr Ausnehmungen mit entsprechenden Vorsprüngen vorgesehen sein. Die Ausnehmung(en) erstreckt sich dabei in axialer Richtung zumindest soweit, wie es die Einstellbarkeit des Ankerhubs erforderlich macht. Gerade bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Magnetventilen in Injektoren in Hochdruck-Einspritzsystemen ist durch die bevorzugte, erfindungsgemäße Gestaltung eine besonders sichere axiale Führung der Anschlagshülse möglich, was eine zuverlässige Einstellung des Ankerhubs ermöglicht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die axiale Führung auch durch zumindest einen abgeflachten Bereich gebildet sein, an welchem ein entsprechend abge flachter Bereich der Anschlagshülse geführt wird. Auch dabei können wieder jeweils mehrere solcher Bereiche ausgebildet sein, bevorzugt sind wiederum zwei solcher Bereiche ausgebildet. Der oder die abgeflachte(n) Bereiche) erstreckt sich dabei in axialer Richtung zumindest soweit, wie es die Einstellbarkeit des Ankerhubs erforderlich macht. Es ist auch möglich, dass die abgeflachten Bereiche in zusätzlichen speziellen Elementen, wie z.B. Muffen Hülsen oder ähnlichem, entweder des Magneten oder des Hauptkörpers ausgebildet sind. Diese weitere erfindungsgemäße, bevorzugte Gestaltung der axialen Führung erlaubt eine, gegebenenfalls etwas einfachere Gestaltung des Bereichs der axialen Führung, wodurch die Herstellungskosten weiter reduziert werden können.

In Magnetventilen ist es ferner nötig, den so genannten Restluftspalt, d.h. den Abstand zwischen dem Anker und dem Magneten bzw. der Magnetvorrichtung bei Betätigung des Magnetventils, ebenfalls einzustellen. Dies kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise dadurch erfolgen, dass eine Restluftspalt-Einstellscheibe vorgesehen ist, welche durch ihre Dicke den Restluftspalt zwischen dem Magneten bzw. der Magnetanordnung und dem Anker bestimmt, wenn der Anker an der Anschlagshülse anliegt und seine entsprechende Hub-Endposition erreicht. Die Restluftspalt-Einstellscheibe kann beispielsweise in einem Bereich zwischen einer entsprechenden Aufnahme an der Anschlagshülse und dem Magneten angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann somit ein definierter Wert der Größe des Restluftspalts bereits bei der Erstmontage vorgegeben werden.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher die Anschlagshülse durch eine Magnethülse selbst gebildet wird. Die als Magnethülse ausgebildete Anschlagshülse umgibt dabei den Magneten bzw. die Magnetanordnung vollständig, wodurch eine Bauteilreduzierung erzielt werden kann, da die entsprechende Magnethülse gleichzeitig auch als Anschlagshülse dient.

Den gleichen Vorteil einer Kostenreduzierung einer gleichzeitig anwendungsbezogenen Bauteil-Gestaltung bietet eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher das Einstellelement durch eine Magnet-Spannmutter gebildet wird, welche eine Magnethülse, welche beispielsweise auch als Anschlagshülse ausgebildet sein kann, mit dem Hauptkörper, welcher beispielsweise auch durch einen Injektorkörper direkt gebildet sein kann, miteinander verschraubt.

Um eine möglichst feine Einstellung des Ankerhubs zu ermöglichen, liegt der Wert des Unterschieds der jeweiligen Steigungen der zwei Gewindeabschnitte bevorzugt in einem Bereich von 0,02 bis 0,10, besonders bevorzugt bei einem Wert von 0,05. D.h., dass beispielsweise die Gewindesteigung der jeweiligen ersten Gewindeabschnitte P₁ = 0,70 und die Gewindesteigung der jeweiligen zweiten Gewindeabschnitte P₂ = 0,75. Die Differenz der Gewindesteigungen ergibt einen Wert von 0,05. Auf eine volle 360°-Drehung des Verstellelements hin ändert sich somit die axiale Position der Anschlagshülse bezüglich dem Hauptkörper um 0,05 mm.

Das erfindungsgemäße Magnetventil mit den Merkmalen des Anspruchs 10, welches insbesondere zur Verwendung in einem Kraftstoff-Injektor vorgesehen ist, weist einen Magneten, bzw. eine Magneteinrichtung und einen Anker auf, sowie ferner eine Vorrichtung zur Einstellung eines Ankerhubs des Ankers auf Betätigung des Magneten hin, mit einer Anschlagshülse, welche bezüglich einem Hauptkörper des Magnetventils bzw. des Injektors in einer axialen Führung angeordnet ist und in seiner axialen Position bezüglich dem Hauptkörper einstellbar ist, wobei diese Anschlagshülse einen Anschlag zur Begrenzung des Ankerhubs in einer axialen Richtung bildet, und wobei die Vorrichtung zur Einstellung des Ankerhubs ein verstellbares Einstellelement mit zwei Gewindeabschnitten unterschiedlicher Gehäusewindesteigung (P) und gleicher Gewinderichtung aufweist, durch welches die Position der Anschlagshülse einstellbar ist, wobei der erste Gewindeabschnitt in einen entsprechenden ersten Gewindeabschnitt der Anschlagshülse eingreift und der zweite Gewindeabschnitt in einen entsprechenden zweiten Gewindeabschnitt des Hauptkörpers eingreift. Durch die – auch nachträgliche – Einstellbarkeit der axialen Position der Anschlagshülse durch ein entsprechendes Einstellelement ist eine kostengünstige Fertigung eines entsprechenden Magnetventils möglich, wobei insbesondere bei Verwendung eines entsprechenden Magnetventils durch die dadurch mögliche eng tolerierte Ankerhub-Einstellung ein reproduzierbares Injektorverhalten gewährleistet wird.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend detailliert beschrieben.
Es zeigt:
1a eine schematische Darstellung einer Einstelleinrichtung, welche das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung erläutert,
1b eine Schnittansicht der schematischen Darstellung der 1a entlang der Linie Ib,
2 eine erste bevorzugte Ausführungsform eines Magnetventils mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Einstellung eines Ankerhubs,
3a eine Teilschnittansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines Magnetventils mit einer Einstellung eines Ankerhubs gemäß der vorliegenden Erfindung,
3b eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsvariante der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß 3a,
4a ein Magnetventil mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Einstellung eines Ankerhubs gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
4b eine Querschnittansicht einer Anschlagshülse der Ausführungsform der Erfindung gemäß 4a.
Ausführungsformen
1 zeigt in einer Teilschnittansicht eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Einstellung eines Ankerhubs eines Ankers eines Magnetventils.
In einem Hauptkörper 2, der Teil eines Magnetventils 1 ist, ist eine Anschlagshülse 4 dermaßen angeordnet, dass sie mittels einer axialen Führung 10 bewegbar in dem Hauptkörper 2 geführt ist. Die axiale Führung 10 wird dabei durch zwei Ausnehmungen 12 in dem Hauptkörper 2 gebildet, wobei entsprechende zwei Vorsprünge 13 der Anschlagshülse 4 in diesen Ausnehmungen aufgenommen sind. Die Anschlagshülse 4 trägt in einem inneren Bereich davon einen ersten Gewindeabschnitt 8 der Anschlagshülse 4, welcher als Innengewinde gestaltet ist. Der Hauptkörper 2 trägt an seinem oberen Abschnitt einen zweiten Gewindeabschnitt 9 des Hauptkörpers 2, welcher als Innengewinde ausgebildet ist. In dem Hauptkörper 2 und der Anschlagshülse 4 wird ein Einstellelement 5 angeordnet, welches drehbar jeweils mit einem ersten Gewindeabschnitt 6 und einem zweiten Gewindeabschnitt 7 in den jeweiligen ersten Gewindeabschnitt 8 der Anschlagshülse 4 und den jeweiligen zweiten Gewindeabschnitt 9 des Hauptkörpers 2 eingreift und mit diesen jeweils kämmt. Die jeweiligen Gewindeabschnitte haben dabei unterschiedliche Steigungen, wobei die jeweiligen ersten Gewindeabschnitte 6, 8 in dem Beispiel beispielsweise eine Steigung von P₁ = 0,70 aufweisen und die jeweiligen zweiten Gewindeabschnitte 7, 9 jeweils eine Gewindesteigung P₂ = 0,75 aufweisen. Wenn nun, wie durch den Pfeil in 1a angedeutet, das Einstellelement 5 gegen den ortsfesten Hauptkörper 2 und gegen die über die axiale Führung 10 gegen den ortsfesten Hauptkörper 2 an einer Verdrehung gehinderte Anschlagshülse 4 gedreht wird, so ergibt sich eine axiale Verschiebung der Anschlagshülse 4 gegenüber dem Hauptkörper 2. In dem gewählten Beispiel würde die axiale Verschiebung der Anschlagshülse 4 gegenüber dem Hauptkörper 2 bei einer Umdrehung des Einstellelements 5 P₂ – P₁ = 0,75 – 0,70 = 0,05, d.h. 0,05 mm axiale Verschiebung, betragen. Die als Anschlag für die Begrenzung des Ankerhubs eines Ankers (nicht dargestellt) dienende Anschlagshülse 4 würde somit den Ankerhub bei einer Umdrehung des Einstellelements 5 um 0,05 mm verändern. Die genaue Einstellung des Ankerhubs kann dabei über das verstellbare Einstellelement 5 auch noch nach einem erfolgten Zusammenbau erfolgen.
1b zeigt eine Teilschnittansicht der axialen Führung 10 der Anschlagshülse 4 in dem Hauptkörper 2, aufgenommen entlang der Schnittlinie Ib der 1a.
Die Anschlagshülse 4 ist durch die axiale Führung 10 gegenüber dem Hauptkörper 2 gegen Verdrehung gesichert. Dies erfolgt gemäß der Ausführungsform der 1a und 1b dadurch, dass die axiale Führung 10 durch zwei Ausnehmungen 12 in dem Hauptkörper 2 gebildet ist, in welchen jeweils ein entsprechender Vorsprung 13 der Anschlagshülse 4 geführt ist.
2 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zur Einstellung eines Ankerhubs, wie sie in einem Magnetventil 1 Verwendung findet.
In dem Hauptkörper 2 des Magnetventils 1 ist eine Anschlagshülse 4 axial bewegbar in einer axialen Führung 10 angeordnet, wobei die axiale Führung 10 in ihrer Ausgestaltung im Wesentlichen der Anordnung einer axialen Führung 10 gemäß den 1a und 1b entspricht. Von unten ist ein Einstellelement 5 in den Hauptkörper 2 und die Anschlagshülse 4 eingeführt, wobei jeweils erste Gewindeabschnitte 6 und 8 in einem Bereich der Anschlagshülse 4 und zweite Gewindeabschnitte 7 und 9 in einem Bereich des Hauptkörpers 2 jeweils ineinander greifen. Durch Verdrehung des Einstellelements 5 an einem Einstellabschnitt 19 kann somit über die ersten und zweiten Gewindeabschnitte, welche unter schiedliche Steigung aber die gleiche Gewindelaufrichtung aufweisen, eine axiale Veränderung der Position der Anschlagshülse 4 in dem Hauptkörper 2 erfolgen, wobei, sobald die richtige Position eingestellt worden ist, die entsprechende Stellung des Einstellelements 5 über eine Kontermutter 20 fixierbar ist. Ein als Elektromagnet ausgestalteter Magnet 11 des Magnetventils 1 ist in einem unteren Bereich der Anschlagshülse 4 um diese Anschlagshülse 4 herum angeordnet. Der Magnet 11 wird über eine Magnethülse 17 des Magnetventils 1 gegen die Umwelt abgedichtet. Zwischen dem Magnet 11 und einem entsprechend dafür vorgesehenen Anschlag der Anschlagshülse 4 befindet sich in der Ausführungsform gemäß 2 eine Restluftspalt-Einstellscheibe 16 angeordnet, welche bei Betätigung des Magnetventils 1 (dieser Fall ist in 2 gezeigt) die Dicke des Restluftspalts zwischen der entsprechenden Unterseite des Magneten 11 und der Oberseite des Ankers 3 festgelegt. Bei Betätigung des Magnetventils wird der Anker soweit nach oben gezogen, bis er in seinem Hub durch Anschlagen an dem entsprechenden Anschlag der Anschlagshülse 4 begrenzt ist. Dabei liegt er jedoch nicht auch an dem Magneten 11 an, welcher um den entsprechenden Anschlagbereich der Anschlagshülse 4 angeordnet ist; vielmehr ist zwischen dem Magneten 11 und dem Anker 3 noch ein verbleibender Restluftspalt vorhanden, dessen Größe über die Dicke der Restluftspalt-Einstellscheibe 16, d.h. über die axiale Position des Magneten bezüglich des Anschlages der Anschlagshülse, einstellbar ist. Es ist möglich, über eine Ölablaufbohrung 18 den Öldurchlauf welcher für die Größe des Ankerhubs charakteristisch ist, zu messen, und dann gegebenenfalls den Ankerhub über eine Verdrehung des Einstellelements 5 durch entsprechende axiale Verschiebung der Anschlagshülse 4 einzustellen. Durch eine Ankerfeder (hier nicht dargestellt) sind alle beweglichen Teile des Verstellmechanismus' vorgespannt, wobei in dem Fall, in dem der Magnet 11, welcher in der gezeigten Ausführungsform als Elektromagnet gestaltet ist, unter Strom gesetzt wird, also mit einer bestimmten Kraft den Anker nach oben zieht, alle beweglichen Teile des Verstellmechanismus' nach oben vorgespannt werden, da sie sonst entgegen der Bewegung des Ankers 3 zu Schwingungen angeregt werden würden. Die entsprechende Vorspannung, bzw. die entsprechenden Bauteile dazu, sind in 2 nicht dargestellt. Die Vorspannung könnte beispielsweise durch eine entsprechend angeordnete Wellenfederscheibe unterhalb eines Kerns des Magneten aufgebracht werden, wobei die Kraft der Federvorspannung viel größer sein sollte als die Kraft des Magneten.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 bewegt sich der Magnet 11 bei einer Veränderung der axialen Position der Anschlagshülse 4 mit dieser mit, so dass bei einer entsprechenden Einstellung des Ankerhubs der Restluftspalt unverändert bleibt.
3a zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zur Einstellung eines Ankerhubs eines Magnetventils, wobei hier die Anschlagshülse 4 von der den Magneten 11 vollständig umgebenden Magnethülse 17 gebildet wird (der Magnet selbst befindet sich in der Magnethülse 17 und ist nicht gezeigt) und das Einstellelement 5 als Magnetspannmutter 21 ausgebildet ist, welche mit ihrem ersten Gewindeabschnitt 6, der als Innengewinde ausgebildet ist, in den als Außengewinde ausgebildeten entsprechenden ersten Gewindeabschnitt 8 der Anschlagshülse 4 eingreift und die mit ihrem als Innengewinde ausgebildeten zweiten Gewindeabschnitt 7 in den entsprechenden, als Außengewinde ausgebildeten zweiten Gewindeabschnitt 9 des Hauptkörpers 2 eingreift. Der Hauptkörper 2 bildet dabei unmittelbar den eigentlichen Injektorkörper. Der Anker (nicht dargestellt) wird in einer Ankerführung 22 geführt. Durch die Verdrehung der als Einstellelement 5 ausgebildeten Magnetspannmutter 21 erfolgt eine Einstellung der axialen Position der als Anschlagshülse 4 ausgebildeten Magnethülse 17 bezüglich dem als Injektorkörper ausgebildeten Hauptkörper 2. Der Magnet macht dabei zusammen mit der Magnethülse 17 den gleichen axialen Weg. Um die Montage der Vorrichtung zur Einstellung des Ankerhubs gemäß der in 3a gezeigten Ausführungsform zu gewährleisten, muss der Bereich oberhalb des ersten Gewindeabschnitts 8 der Magnethülse 17 ausreichend Platz bieten, d.h. etwa die Höhe des gesamten Gewindeabschnitts. Die Magnetspannmutter 21 wird zur Montage bis über den ersten Gewindeabschnitt 8 der Magnethülse 17 vorgedreht, der Magnet wird in die Magnethülse 17 eingedrückt, und anschließend wird die Magnetspannmutter 21 auch mit dem Hauptkörper 2 verschraubt. Die Anschlagshülse 4, bzw. Magnethülse 17, welche die Anschlagshülse 4 bildet, muss ausreichend verformbar sein, oder es muss ein elastisches Bauteil eingebaut werden, in diesem Fall der 3 a eine Wellenfederscheibe 23, damit sich diese bei entsprechender Einstellung des Ankerhubs verformen kann, bzw. vorgespannt werden kann. Die Magnetspannmutter 21 ist nach erfolgter Einstellung des Ankerhubs gegen Losdrehen durch eine Kontermutter (nicht gezeigt) gesichert.
3b zeigt einen Verformungsabschnitt 24, der als Anschlagshülse 4 ausgestalteten Magnethülse 17, wie sie ansonsten in gleicher Weise bereits in 3a gezeigt ist. Bei Einstellung des Ankerhubs kann sich der Verformungsabschnitt 24 gegebenenfalls entsprechend verformen, wodurch der Ankerhub festgelegt ist.
4a zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Einstellung des Ankerhubs eines Magnetventils 1, wie er insbesondere bei Common Rail-Injektoren Verwendung findet, bei welchen die Werte für die Restluftspalt-Größe deutlich größer toleriert werden können, als dies für die Werte des Ankerhubs der Fall ist. Somit ist bei Verwendung einer Vorrichtung zur Einstellung eines Ankerhubs bei Magnetventilen von Common Rail-Injektoren bei einer erfolgenden Feineinstellung des Ankerhubs eine Verstellung des Restluftspalt-Werts tolerierbar. Dies ermöglicht eine gegenüber der Ausführungsform der 2a vereinfachte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Einstellung eines Ankerhubs. In dieser Ausführungsform weist die Anschlagshülse 4 als axiale Führung 10 zumindest einen abgeflachten Bereich 15 auf, wobei dieser an einem entsprechenden abgeflachten Bereich 14 geführt wird. Im Fall der Ausführungsform der 4a ist der abgeflachte Bereich 14 an dem gegenüber dem Hauptkörper 2 drehfesten Magnet 11 ausgebildet, es wäre jedoch grundsätzlich auch möglich, diesen abgeflachten Bereich 14 beispielsweise direkt an dem Hauptkörper 2 vorzusehen. Im Ausführungsbeispiel der 4a sind zwei abgeflachte Bereiche 14 und zwei entsprechende abgeflachte Bereiche 15 der Anschlagshülse 4 vorgesehen.
Der Magnet 11 ist von einer Magnethülse 17 umgeben, welche ihn gegenüber der Umwelt abdichtet. Das Einstellelement 5 wird zum Zusammenbau eines entsprechenden Magnetventils 1 in die Anschlagshülse 4 eingeschraubt, und dann wird die so gebildete Einheit in den umgebenden Magnet 11 eingeführt, wobei die Einstellung der Höhe des über die unteren Ebene des Magneten 11 vorstehende Bereichs der Anschlagshülse 4, welche Höhe im eingesetzten Zustand den Restluftspalt definiert, durch entsprechend weites Einschrauben des ersten Gewindeabschnitts 6 des Einstellelements 5 in den ersten Gewindeabschnitt 8 der Anschlagshülse 4 erfolgt. Dabei wird ein gewisser Vorhaltewert berücksichtigt. Durch den als Innensechskant ausgestalteten Einstellabschnitt 19 des Einstellelements 5 wird dieses in den Hauptkörper 2, bzw. in den Bereich des Ablaufstutzens dieses Hauptkörpers 2, eingeschraubt. Durch die unterschiedliche Gewindesteigung kann dann, wie bereits bekannt, eine Einstellung der axialen Position der Anschlagshülse 4 bezüglich dem Hauptkörper 2 erfolgen, dadurch ist, da der Magnet 11 und die Anschlagshülse 4 in dieser Ausführungsform axial gegeneinander verschiebbar sind, gleichzeitig eine entsprechende Feineinstellung des Restluftspalts möglich. Der Ankerhub selbst kann dann, wie bekannt, über eine entsprechende Einstellscheibe eingestellt werden. Diese Einstellscheibe ist hier in 4a nicht gezeigt. Nach der so erfolgten Gesamtmontage des erfindungsgemäßen Magnetventils kann dann von oben her über den Innensechskant ausgebildeten Einstellabschnitt 19 des Einstellelements 5 eine Feineinstellung des Ankerhubs erfolgen, dabei wird jedoch aufgrund der axialen Verschiebbarkeit von Magnet 11 und Anschlagshülse auch die Größe des Restluftspalts mit verändert. Dies ist jedoch aufgrund der vorher erwähnten höheren Toleranzwerte für den Restluftspalt vertretbar. Die exakte Einstellung des Anker hubs kann letztlich mit der Kontermutter 20 fixiert werden. Durch eine Feder 25 mit entsprechend großer Federrate wird das Gewindespiel in der Anschlagshülse 4 überdruckt. Durch gezielte Auslegung der Federrate der Feder 25 kann somit eine Dämpfung des Einschaltprellens bei Betätigung des Magnetventils 1 erfolgen, wodurch die Kennfeldlinien-Daten des mit einem solchen Magnetventil 1 ausgestatteten Common Rail-Injektors beeinflussbar sind.
4b zeigt im Detail in einer Draufsicht die Gestaltung der Anschlagshülse 4 der Ausführungsform der 4a im Bereich der axialen Führung 10, wobei insbesondere die in dem Ausführungsbeispiel vorhandenen zwei abgeflachten Bereiche 15 sichtbar sind.

1: Magnetventil
2: Hauptkörper
3: Anker
4: Anschlagshülse
5: Einstellelement
6: erster Gewindeabschnitt
7: zweiter Gewindeabschnitt
8: erster Gewindeabschnitt der Anschlagshülse
9: zweiter Gewindeabschnitt des Hauptkörpers
10: axiale Führung
11: Magnet
12: Ausnehmung
13: Vorsprung
14: abgeflachter Bereich
15: abgeflachter Bereich der Anschlagshülse
16: Restluftspalt-Einstellscheibe
17: Magnethülse
18: Ölablaufbohrung
19: Einstellabschnitt
20: Kontermutter
21: Magnetspannmutter
22: Ankerführung
23: Wellenscheibe
24: Verformungsabschnitt
25: Feder
P: Gewindesteigung
P₁: Gewindesteigung der ersten Gewindeabschnitte
P₂: Gewindesteigung der zweiten Gewindeabschnitte

Claims

Vorrichtung zur Einstellung eines Ankerhubs eines Ankers (3) auf Betätigung eines Magneten (11) eines Magnetventils (1) hin, mit einer bezüglich einem Hauptkörper (2) des Magnetventils (1) in einer axialen Führung (10) angeordneten und in axialer Position bezüglich dem Hauptkörper (2) des Magnetventils (1) einstellbaren Anschlagshülse (4), welche einen Anschlag zur Begrenzung des Ankerhubs in einer axialen Richtung bildet, wobei ein verstellbares Einstellelement (5) mit zwei Gewindeabschnitten (6, 7) unterschiedlicher Gewindesteigung (P) und gleicher Gewinderichtung vorgesehen ist, durch welches die Position der Anschlagshülse (4) einstellbar ist, wobei der erste Gewindeabschnitt (6) in einen entsprechenden ersten Gewindeabschnitt (8) der Anschlagshülse (4) eingreift und der zweite Gewindeabschnitt (7) in einen entsprechenden zweiten Gewindeabschnitt (9) des Hauptkörpers (2) eingreift.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Magnet (11) des Magnetventils (1) im wesentlichen um die Anschlagshülse (4) herum angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Magnet (11) des Magnetventils (1) im wesentlichen in der Anschlagshülse (4) angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die axiale Führung (10) in dem Magnet (11) angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die axiale Führung (10) in dem Hauptkörper (2) angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die axiale Führung (10) durch zumindest eine Ausnehmung (12) gebildet ist, in welcher ein entsprechender Vorsprung (13) der Anschlagshülse (4) geführt wird.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die axiale Führung (10) durch zumindest einen abgeflachten Bereich (14) gebildet ist, an welchem ein entsprechend abgeflachter Bereich (15) der Anschlagshülse (4) geführt wird.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Restluftspalt-Einstellscheibe (16) vorgesehen ist, welche durch ihre Dicke den Restluftspalt zwischen dem Magneten (11) und dem Anker (4) bestimmt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die Anschlagshülse (4) durch eine Magnethülse (17) gebildet wird.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei das Einstellelement (5) durch eine Magnetspannmutter (21) gebildet wird.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Unterschied der Steigungen (P) der zwei Gewindeabschnitte (6, 7) im Bereich von 0,02 bis 0, 10, bevorzugt bei einem Wert von 0,05 liegt.
Magnetventil (1), insbesondere zur Verwendung in einem Kraftstoff-Injektor, welches einen Magneten (11) und einen Anker (3) aufweist, ferner aufweisend eine Vorrichtung zur Einstellung eines Ankerhubs des Ankers (3) auf Betätigung des Magneten (11) hin, mit einer bezüglich einem Hauptkörper (2) des Magnetventils (1) in einer axialen Führung (10) angeordneten und in axialer Position bezüglich dem Hauptkörper (2) des Magnetventils (1) einstellbaren Anschlagshülse (4), welche einen Anschlag zur Begrenzung des Ankerhubs in einer axialen Richtung bildet, wobei ein verstellbares Einstellelement (5) mit zwei Gewindeabschnitten (6, 7) unterschiedlicher Gewindesteigung (P) und gleicher Gewinderichtung vorgesehen ist, durch welches die Position der Anschlagshülse (4) einstellbar ist, wobei der erste Gewindeabschnitt (6) in einen entsprechenden ersten Gewindeabschnitt (8) der Anschlagshülse (4) eingreift und der zweite Gewindeabschnitt (7) in einen entsprechenden zweiten Gewindeabschnitt (9) des Hauptkörpers (2) eingreift.