DE3120160A1

DE3120160A1 - Elektromagnetisch betaetigbares ventil, insbesondere kraftstoffeinspritzventil fuer kraftstoffeinspritzan lagen

Info

Publication number: DE3120160A1
Application number: DE19813120160
Authority: DE
Inventors: Udo Ing.(Grad.) 7073 Lorch Hafner; Heinrich Dipl.-Phys.Dr. 7250 Leonberg Knapp; Rudolf 7000 Stuttgart Krauss; Rudolf Dipl.-Ing.Dr. 7141 Benningen Sauer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-05-21
Filing date: 1981-05-21
Publication date: 1982-12-09
Also published as: US4477027A; DE3120160C2; JPS57208379A; JPH0226112B2

Description

R. 7001

2k Λ. 1981 Kh/Wl-

-3-

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere Kraftstoffeinspritzventil für Kraftstoffeinspritzanlagen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Ventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein elektromagnetisch betätigbares Ventil bekannt, bei dem der Anker durch eine Führungsmembran parallel geführt wird, die an ihrem Außenumfang gehäusefest eingespannt ist. Eine zentrale Führungsöffnung der Führungsmembran umgreift dabei ein mit dem Anker fest verbundenes Ventilteil und zentriert dieses in radialer Richtung. Infolge der erforderlichen Toleranz erlaubt die Zentrierung des Ventilteiles durch die zentrale Führungsöffnung der Führungsmembran nur sich in axialer Richtung erstreckende kurze Ventilteile, da bei einer Verlängerung des Ventilteiles in axialer Richtung der radiale Schlag des Ventilteiles gegenüber dem Ventilsitz unerwünscht groß wird. Die erforderliche.kurze Ausbildung des Ventilteiles bringt bei diesem bekannten Ventil den Nachteil mit sich, daß das Ventil wegen der verhältnismäßig dicht am Ventilgehäuse liegenden Abspritzstelle in radialer Rieh-

ε.

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tung sehr viel Platz zur Anordnung des Ventiles "benötigt, so daß bei der Anordnung des Ventiles am Saugrohr einer Brennkraftmaschine, insbesondere in der Nähe der Einlaßventile der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine Einbauschwierigkeiten auftreten können.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Ventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil einer reibungsarmen und planparallelen Führung des Ankers und einer vorteilhaften Zentrierung des Ventilteiles und ermöglicht hierdurch eine erforderliche Verlängerung des Ventilteiles in axialer Richtung, wodurch das Ventilende im Bereich des Ventilsitzes und Ventilteiles schlank ausgebildet werden kann und somit einen geringeren Einbauraum in radialer Richtung erfordert und andererseits ermöglicht, daß bei der Verwendung des Ventiles als Kraftstoff einspritzventil der Kraftstoff an einer erwünschten Stelle im Saugrohr eingespritzt werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Ventils möglich.

Zeichnung .

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein elektromagnetisch betätigbares Kraftstoffeinspritzventil, Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1.

* A 4.

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Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Das in.Figur T dargestellte Kraftstoffeinspritzventil für eine Kraftstoffeinspritzanlage dient beispielsweise zur Einspritzung von Kraftstoff, insbesondere mit niederem Druck in das Saugrohr von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen» Dabei ist mit 1 ein Ventilgehäuse bezeichnet, das durch spanlose Formgebung, z.B. Tiefziehen, Rollen und ähnliches gefertigt ist und eine topfformige Gestalt mit einem Boden 2 hat, von dem ausgehend ein rohrförmiger Führungsstutzen 3 ausgebildet ist« In einen Innenraum 5 des Ventilgehäuses 1 ist ein Schalenkern T aus ferromagnetische!!! Material eingesetzt, der einen geringeren. Durchmesser als der .Innenraum 5 hat und mit einem Bund 8 an einem Innenansatz 9 des Ventilgehäuses 1 anliegt. Auf der dem Innenansatz 9 abgewandten Seite des Bundes 8 greift ein Distanzring 10 an, an den sich eine Führungsmembran 11 und ein Düsenträger 12 anschließt, wobei eine Bördelk'ante 13 teilweise eine Stirnfläche des Düsenträgers 12 umgreift imd auf diesen eine axiale Spannkraft ausübt, die eine Lagefixierung des Schalenkerns 7, des Distanzringes 10_s der Führungsmembran 11 und des Düsenträgers 12 gewährleistet» Als Schalenkern T kann z.B. ein handelsüblicher Schalenkern T 26 der Firma Siemens Verwendung finden, der einen ringförmigen Außenkern 15 und einen mit diesem über ein Joch verbundenen ringförmigen Innenkern 17 hat. Eine Magnetwicklung 18 kann mindestens teilweise von einem isolierenden Trägerkörper umschlossen sein, der mit der Magnetwicklung 18 in den zwischen Außenkern 15 und Innenkern 17 gebildeten Ringraum des Schalenkerns 7 eingeschoben und formschlüssig, mit diesem verbunden ist.

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Zwischen einer Stirnfläche 28 des Schalenkerns T und der Führungsmembran 11 ist ein Flachanker 29 angeordnet. Im mittleren Bereich des Flachankers 29 ist mit dem Flachanker ein bewegliches Ventilteil 30 verbunden, z.B. verlötet oder verschweißt. Das Ventilteil 30 durchdringt eine Öffnung 31 in der Führungsmembran 11 ohne Berührung und arbeitet mit. einem festen Ventilsitz 32 zusammen, der in einem Ventilsitzkörper 33 ausgebildet ist. Der Ventilsitzkörper 33 ist in dem Düsenträger 12 ge-führt. Eine starre Verbindung der Führungsmembran 11 besteht weder mit dem Ventilteil 30 noch mit dem Flachanker 29. Der Flachanker 29 kann als Stanz- oder Preßteil ausgebildet sein und beispielsweise einen ringförmigen, der Führungsmembran 11 zugewandten Führungskranz 3^ aufweisen, der zum einen die Steifigkeit des Flachankers 29 verbessert, zum zweiten einen ersten Arbeitsbereich 36 des Flachankers, der der Stirnfläche des Außenkerns 15 zugeordnet ist, von einem zweiten Arbeitsbereich 37» der der Stirnfläche des Innenkerns 17 zugeordnet ist, trennt und drittens eine Führungskante 35 bildet, die an der Führungsmembran 11 anliegt, wodurch der Flachanker 29 planparallel zur Stirnfläche 28 des Schalenkerns 7 geführt- wird. Das Ventilteil 30 hat einen mit dem Ventilsitz 32 zusammenwirkenden kugelförmigen Abschnitt 38. Bei am Ventilsitz 32 anliegendem Ventilteil 30 liegt die Pührungsmembran 11 durchgebogen unter Spannung an der Führungskante 35 des Flachankers 29 an. Das Ventilteil 30 wird in Schließrichtung des Ventiles durch eine Druckfeder 39 beaufschlagt, die sich andererseits an einem Schieberglied U1 abstützt, das durch eine Innenbohrung 1+0 des Schalenkernes 7 ragt. Die Kraft der Druckfeder 39 auf den Flachanker 29 und das Ventilteil 30 ist durch axiales Verschieben des Schiebergliedes kl beeinflußbar.

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Das Schieberglied kl ist an seinem dem Flachanker abgewandten Ende in den Führungsstutzen 3 eingepreßt. Das Ventilteil 30 hat einen mit dem Flachanker 29 verbundenen rohrförmigen Abschnitt kS₉ an den sich der kugelförmige Abschnitt 38 des Ventilteiles anschließt. Zum Flachanker 29 hin offen ist das Ventilteil 30 mit einer konzentrischen Sacklochbohrung k9 versehen, die die Druckfeder 39 aufnimmt. Das Schieberglied kl durchgreift eine Öffnung 50 des Flachankers und stützt die Druckfeder 39» die andererseits am kugelförmigen Abschnitt 38 anliegt, wodurch bei nicht erregtem Magnetkreis 7» 18, 29 das Ventilteil 30 entgegen der Federkraft der Führungsmembran 11 dichtend am Ventilsitz 32 gehalten wird* Vom Umfang des rohrförmigen Abschnittes U8 verlaufen zur Sacklochbohrung ^9 hin Querbohrungen 52.

Stromabwärts des Ventilsitzes 32 ist ein Sammelraum ^k ausgebildet, dessen Volumen möglichst klein sein soll und der durch den Ventilsitzkörper 33 und den kugelförmigen Abschnitt 38 begrenzt wird. Von dem Sammelraum 5^ führen Drallkanäle 59 (nur einer ist dargestellt) weg, die in bekannter Weise unter einem Winkel zur Ventilachse geneigt sein können. Die Drallkanäle 59 können dabei beispielsweise tangential in eine Drallkammer 60 münden und dienen zur Zumessung des Kraftstoffes. Der sich an der Wandung der in einem Drallkörper 61 ausgeführten Drallkammer 60 bildende Kraftstoffilm reißt am scharfen Ende der Drallkammer 60, die in das Saugrohr mündet, ab und tritt so kegelförmig in den Luftstrom des Saugrohres ein, wodurch eine gute Aufbereitung des Kraftstoffes, insbesondere bei niederen Kraftstoffdrücken gewährleistet ist.

Ε.

Ein Verlängerungsabschnitt 62 des Düsenträgers 12 mit wesentlich geringerem Durchmesser als dem Durchmesser des Ventilgehäuses 1 ragt über die Bördelkante 13 heraus und· hat in axialer Richtung eine Strömungsbohrung 63 und der Bördelkante 13 angewandt eine Aufnahmebohrung 6k mit größerem Durchmesser. In die Aufnahmebohrung 6k sind hintereinander ein Führungsring 65» der Ventilsitzskörper 33 und der Örallkörper 61 eingeschoben und durch eine Bördelung 66 des Vferlängerungsabschnittendes um den Drallkörper 6i fixiert. Das bewegliche Ventilteil 30 durchragt mit geringerem Durchmesser die Stromungsbohrung 63 und wird durch Führungsflächen 67 einer in dem Führungsring 65 ausgebildeten Führungsöffnung 68 des Führungsringes 65 in radialer Richtung geführt. Wie in Figur 2 dargestellt ist, sind mindestens drei Führungsflächen 67 vorgesehen,·die etwa einen gleichmäßigen Abstand zueinander haben, also im vorliegenden Fall um ca. 120 zueinander versetzt sind. Zwischen den einzelen Führungsflächen 67 sind in axialer Richtung Strömungsaussparungen 69 vorgesehen. Der Außendurchmesser 70 des Führungsringes 65 ist geringer, als der Durchmesser der Aufnahmebohrung 6k. Hierdurch ist es bei der Montage möglich, daß sich nach dem Einlegen des Führungsringes 65, des Ventilsitzkörpers. '33 und des Drallkörpers 61 in die Aufnahmebohrung 6k bei am Ventilsitz anliegendem kugelförmigen Abschnitt 38 des beweglichen Ventilteiles 30 der Führungsring 65 in radialer Richtung selbständig am Umfang des kugelförmigen Abschnittes anliegend zentriert und erst danach durch die Bördelung 66 in dieser Läge fixiert wird.

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Die Kraftstoffzufuhr zum Kraftstoffeinspritzventil kann über am Umfang des Ventilgehäuses 1 vorgesehene Zuflußöffnungen 71 erfolgen, von denen der Kraftstoff in die Innenbohrung ho und über die öffnung 50 im Flachanker 29, dieSackloshbQhrung k9 im beweglichen Ventilteil 30 und die Querbohrungen 52 in die Strömungsbohrung 63 gelangt. Von der Strömungsbohrung 63 kann der Kraftstoff einerseits über die Strömungsaussparungen 69 im Führungsring 65 zum Ventilsitz 32 und bei geöffnetem Ventil über den Samme!raum 54, die Drallkanäle: 59und die Drallkammer 6Q abgespritzt werden. Andererseits kann der nicht zugemesee»e QJeil des Kraftstoffes aus der Strömung sbohrung 63 über die Öffnung 31 oder Durchströmöffnungen 73 der Führuttjgsmembran 11 und DurchströBiöffnungen Jh im Flachanker^g? au öffnungen 75 iiS Bund 8 des Sehalenkerns 7 strÖa#tt, die zu einem ringförmigen, Strömungskanal 76 führen. Der Ströaungskanal 76 vi'r'd einerseits durch den Außenumfang des $eliälenker.ns 7 und andererseits: durch den Ittnendurchmesser des Ventilgehäuses begrenzt. Von dem Strömungskanal T6 führen¹in der Wandung des Ventilgehäuses 1 vorgesehene Abflußöffnungen 77 z^u einer nicht dargestellten Kraftstoffrückströmleitung.

Anstelle über die Zuflußöffnungen 71 könnteder Kraft-" stoff auch über gestrichelt dargestellte Zuflußöffnungen ,71 ' im Verlängersabschnitt 62

Die radiale Führung des beweglichen Ventilteiles 30 durch den Führungsring 65 ermöglicht.- eine langgestreckte, schlanke Ausbildung .des Ventilteiles 30, so daß die Kraftstoffeinspritzung an jeder gewünschten Stelle des Saugrohres erfolgen kann, bei gleichzeitiger schlanker Ausbildung des Verlängerungsabschnittes 62, wodurch ein geringerer Einbauraum am Saugrohr erforderlich ist.

Claims

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2U.U.1981 'Kb/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1

Ansprüche

f 1./Elektromagnetisch "b et ät i glares Ventil, insbesondere Kraftstoffeinspritzventil für Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem Ventilgehäuse, einem Kern, einer Magnetwicklung und einem Anker, der mit einem mit einem festen Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilteil fest verbunden und durch eine an ihrem Außenumfang gehausefest eingespannte Führungsmembran parallel zur Kernstirnfläche geführt ist, wobei die Führungsmembran an einer konzentrischen Führungskante auf der dem Ventilsitz zugewandten Seite des Ankers unter Federspannung anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die koaxiale Führung des Ventilteiles (30) zum Ventilsitz (32) durch eine Führungsöffnung (67» 68) eines Führungsringes (65) erfolgt, in den das Ventilteil (30) ragt.

2, Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung des Ventilteiles (30, 38), im Führungsring (65) durch Führungsflächen (67) der Führungsöffnung (68) erfolgt.

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3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Führungsflächen (67) vorgesehen sind, die etwa gleichmäßigen Anstand zueinander haben,

h. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Führungsflächen (67) in axialer Richtung verlaufende Strömungsaussparungen (69) vorgesehen sind.

5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilteil (30) einen mit dem Anker (29) verbundenen rohrförmigen Abschnitt (U8) hat, an den sich ein mit dem Ventilsitz (32) zusammenwirkender kugelförmiger Abschnitt (38) anschließt.

6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (70) des Führungsringes (65) geringer ist, als die ihn aufnehmende Aufnahmebohrung {6k). .