DE3120160C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Ven­ til nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist ein elektro­ magnetisch betätigbares Ventil bekannt (DE 30 46 889 A1), bei dem der Anker durch eine Führungsmembran parallel geführt wird, die an ihrem Außenumfang gehäusefest eingespannt ist. Eine zentrale Füh­ rungsöffnung der Führungsmembran umgreift dabei ein mit dem Anker fest verbundenes Ventilteil und zentriert dieses in radialer Rich­ tung. Infolge der erforderlichen Toleranz erlaubt die Zentrierung des Ventilteiles durch die zentrale Führungsöffnung der Führungsmem­ bran nur sich in axialer Richtung erstreckende kurze Ventilteile, da bei einer Verlängerung des Ventilteiles in axialer Richtung der ra­ diale 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 Richtung sehr viel Platz zur Anordnung des Ventiles benötigt, so daß bei der Anordnung des Ventiles am Saugrohr einer Brennkraftmaschine, insbesondere in der Nähe der Ein­ laßventile der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine Einbau­ schwierigkeiten auftreten können.

Bekannt ist ebenfalls (DE-OS 22 62 488), die Zentrierung eines Ven­ tilteiles in Form einer Kugel mittels eines umgebenden Ringes durch­ zuführen.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisch be­ tätigbares Ventil nach der Gattung des Hauptanspruches zu schaffen, bei dem trotz der Ermöglichung einer Verlängerung des Ventilteiles in axialer Richtung eine reibungsarme und planparallele Führung des Ankers und eine ausreichende Zentrierung des Ventilteiles gewährlei­ stet ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptan­ spruchs gelöst.

Dabei ergibt sich der Vorteil, daß das Ventilende im Bereich des Ventilsitzes und Ventilteiles schlank ausgebildet werden kann und somit einen geringeren Einbauraum in radialer Richtung erfordert und bei der Verwendung des Ventiles als Kraftstoffeinspritzventil der Kraftstoff an einer erwünschten Stelle im Saugrohr eingespritzt wer­ den kann.

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

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein­ facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 ein elektromagnetisch betätigbares Kraft­ stoffeinspritzventil,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das in Fig. 1 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, daß durch spanlose Formgebung, z. B. Tiefziehen, Rollen und ähnliches gefertigt ist und eine topfförmige 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 7 aus ferromagnetischem Material eingesetzt, der einen geringeren Durchmesser als der Innenraum 5 hat und mit einem Bund 8 an einem Innenansatz 9 des Ventil­ gehäuses 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 an­ schließt, wobei eine Bördelkante 13 teilweise eine Stirn­ fläche des Düsenträgers 12 umgreift und auf diesen eine axiale Spannkraft ausübt, die eine Lagefixierung des Scha­ lenkerns 7, des Distanzringes 10, der Führungsmembran 11 und des Düsenträgers 12 gewährleistet. Als Schalenkern 7 kann z. B. ein handelsüblicher Schalenkern Verwendung finden, der einen ringförmigen Außen­ kern 15 und einen mit diesem über ein Joch verbundenen ringförmigen Innenkern 17 hat. Eine Magnetwicklung 18 kann mindestens teilweise von einem isolierenden Trägerkörper 19 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.

Zwischen einer Stirnfläche 28 des Schalenkerns 7 und der Führungsmembran 11 ist ein Flachanker 29 angeordnet. Im mittleren Bereich des Flachankers 29 ist mit dem Flach­ anker ein bewegliches Ventilteil 30 verbunden, z. B. ver­ lötet 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 Ventil­ sitzkörper 33 ist in dem Düsenträger 12 geführt. 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 Füh­ rungsmembran 11 zugewandten Führungskranz 34 aufweisen, der zum einen die Steifigkeit des Flachankers 29 verbessert, zum zweiten einen ersten Arbeitsbereich 36 des Flachankers, der die 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 an­ liegt, wodurch der Flachanker 29 planparallel zur Stirnflä­ che 28 des Schalenkerns 7 geführt wird. Das Ventilteil 30 hat einen mit dem Ventilsitz 32 zusammenwirkenden kugel­ förmigen Abschnitt 38. Bei am Ventilsitz 32 anliegendem Ventilteil 30 liegt die Führungsmembran 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 anderer­ seits an einem Schieberglied 41 abstützt, das durch eine Innenbohrung 40 des Schalenkernes 7 ragt. Die Kraft der Druckfeder 39 auf den Flachanker 29 und das Ventilteil 30 ist durch axiales Verschieben des Schiebergliedes 41 beeinflußbar.

Das Schieberglied 41 ist an seinem dem Flachanker abge­ wandten Ende in den Führungsstutzen 3 eingepreßt. Das Ventilteil 30 hat einen mit dem Flachanker 29 verbun­ denen rohrförmigen Abschnitt 48, an den sich der kugel­ förmige Abschnitt 38 des Ventilteiles anschließt. Zum Flachanker 29 hin offen ist das Ventilteil 30 mit einer konzentrischen Sacklochbohrung 49 versehen, die die Druckfeder 39 aufnimmt. Das Schieberglied 41 durchgreift eine Öffnung 50 des Flachankers und stützt die Druck­ feder 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 48 ver­ laufen zur Sacklaufbohrung 49 hin Querbobrungen 52.

Stromabwärts des Ventilsitzes 32 ist ein Sammelraum 54 ausgebildet, dessen Volumen möglichst klein sein soll und der durch den Ventilsitzkörper 33 und den kugelförmigen Abschnitt 38 begrenzt wird. Von dem Sammelraum 54 führen Drallkanäle 59 (nur einer ist dargestellt) weg, die in bekannter Weise unter einem Winkel zur Ventilachse ge­ neigt sein können. Die Drallkanäle 59 können dabei bei­ spielsweise tangential in eine Drallkammer 60 münden und dienen zur Zumessung des Kraftstoffes. Der sich an der Wandung der in einem Drallkörper 61 ausgeführten Drall­ kammer 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, insbe­ sondere bei niederen Kraftstoffdrücken gewährleistet ist.

Ein Verlängerungsabschnitt 62 des Düsenträgers 12 mit wesentlich geringerem Durchmesser als dem Durchmesser des Ventilgehäuses 1 ragt über die Bördelkante 13 vor und hat in axialer Richtung eine Strömungsbohrung 63 und - der Bördelkante 13 abgewandt - eine Aufnahmebohrung 64 mit größerem Durchmesser. In die Aufnahmebohrung 64 sind hintereinander ein Führungsring 65, der Ven­ tilsitzkörper 33 und der Drallkörper 61 eingeschoben und durch eine Bördelung 66 des Verlängerungsab­ schnittendes um den Drallkörper 61 fixiert. Das be­ wegliche Ventilteil 30 durchragt mit einem Abschnitt geringeren Durchmessers die Strömungsbohrung 63 und wird durch Führungsflächen 67 einer in dem Führungsring 65 aus­ gebildeten Führungsöffnung 68 des Führungsringes 65 in radialer Richtung geführt. Wie in Fig. 2 darge­ stellt ist, sind mindestens drei Führungsflächen 67 vorgesehen, die etwa einen gleichmäßigen Abstand zu­ einander haben, also im vorliegenden Fall um ca. 120° zueinander versetzt sind. Zwischen den einzelnen Füh­ rungsflächen 67 sind in axialer Richtung Strömungsaus­ sparungen 69 vorgesehen. Der Außendurchmesser 70 des Führungsringes 65 ist geringer als der Durchmesser der Aufnahmebohrung 64. Hierdurch ist es bei der Mon­ tage möglich, daß sich nach dem Einlegen des Führungs­ ringes 65, des Ventilsitzkörpers 33 und des Drallkör­ pers 61 in die Aufnahmebohrung 64 bei am Ventilsitz 32 anliegendem kugelförmigen Abschnitt 38 des beweglichen Ventilteiles 30 der Führungsring 65 in radialer Richtung selbständig am Umfang des kugelförmigen Abschnittes 38 anliegend zentriert und erst danach durch die Bördelung 66 in dieser Lage fixiert wird.

Die Kraftstoffzufuhr zum Kraftstoffeinspritzventil kann über am Umfang des Ventilgehäuses 1 vorgesehene Zu­ flußöffnungen 71 erfolgen, von denen der Kraftstoff in die Innenbohrung 40 und über die Öffnung 50 im Flach­ anker 29, die Sacklochbohrung 49 im beweglichen Ventil­ teil 30 und die Querbohrungen 52 in die Strömungsbohrung 63 gelangt. Von der Strömungsbohrung 63 kann der Kraft­ stoff einerseits über die Strömungsaussparungen 69 im Führungsring 65 zum Ventilsitz 32 und bei geöffnetem Ventil über den Sammelraum 54, die Drallkanäle 59 und die Drallkammer 60 abgespritzt werden. Andererseits kann der nicht zugemessene Teil des Kraftstoffes aus der Strö­ mungsbohrung 63 über die Öffnung 31 oder Durchströmöff­ nungen 73 der Führungsmembran 11 und Durchströmöffnun­ gen 74 im Flachanker 29 zu Öffnungen 75 im Bund 8 des Schalenkerns 7 strömen, die zu einem ringförmigen Strö­ mungskanal 76 führen. Der Strömungskanal 76 wird einer­ seits durch den Außenumfang des Schalenkerns 7 und ande­ rerseits durch den Innendurchmesser des Ventilgehäuses begrenzt. Von dem Strömungskanal 76 führen in der Wandung des Ventilgehäuses 1 vorgesehene Abflußöffnungen 77 zu einer nicht dargestellten Kraftstoffrückströmleitung.

Statt über die Zuflußöffnungen 71 könnte der Kraft­ stoff auch über gestrichelt dargestellte Zuflußöffnungen 71′ im Verlängerungsabschnitt 62 zuströmen.

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 (6)

1. Elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere Kraftstoff­ einspritzventil für Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschi­ nen, mit einem Ventilgehäuse, einem Kern, einer Magnetwicklung und einem Anker, der mit einem mit einem festen Ventilsitz zusammenwir­ kenden Ventilteil fest verbunden und durch eine an ihrem Außenumfang gehäusefest eingespannte Führungsmembran parallel zur Kernstirnflä­ che geführt ist, wobei die Führungsmembran an einer konzentrischen Führungskante auf der dem Ventilsitz zugewandten Seite des Ankers unter Federspannung anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil­ teil (30) aus einem mit dem Anker (29) verbundenen rohrförmigen Ab­ schnitt (48) und einem sich daran anschließenden mit dem Ventilsitz (32) zusammenwirkenden Abschnitt (38) besteht und die koaxiale Füh­ rung des Ventilteiles (30) zum Ventilsitz (32) durch eine Führungs­ öffnung (67, 68) eines Führungsringes (65) erfolgt, in den das Ven­ tilteil (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.

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

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

5. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sich an den rohrförmigen Abschnitt (48) anschließende Abschnitt (38) des Ventilteiles (30) kugelförmig ausgebildet ist.

6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (70) des Führungsringes (65) geringer ist, als die ihn aufnehmende Aufnahmebohrung (64).