DE3205953C2

DE3205953C2 - Magnetventil zum Steuern eines abwechselnd in der einen und in der Gegenrichtung fließenden Mediumstroms

Info

Publication number: DE3205953C2
Application number: DE3205953A
Authority: DE
Inventors: Dennis A. Elizabethtown Ind. Wilber
Original assignee: Cummins Engine Co Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 1981-02-23
Filing date: 1982-02-19
Publication date: 1985-12-19
Also published as: JPH0159430B2; JPS57193756A; GB2094941A; KR860001307B1; AU8073582A; US4394962A; GB2094941B; AU535303B2; KR830009365A; MX159028A; DE3205953A1; FR2500566A1; BR8200931A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil und seine Anordnung in einer Einspritzvorrichtung, in welcher eine durch das Ventil zu steuernde, hydraulische Verbindung vorgesehen ist. Eine Ventilkugel ist zwischen einer Schließ- und Offenstellung in weniger als einer Millisekunde beweglich, wodurch die zeitliche und mengenmäßig zu regulierende Funktion einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung steuerbar ist. Die Ventilkugel wird durch einen Betätigerstößel gegen Federdruck in ihre Offenstellung verschoben. Der Betätigerstößel läßt sich durch Erregung eines Elektromagneten gegen Federdruck zurückziehen, wodurch die Ventilkugel unter der Wirkung der sie belastenden Feder in Schließstellung gelangt. Ein Betätigergehäuse ist derart mit Ventilgehäuseteilen verbunden, daß sich die zurückgezogene Stellung des Betätigerstößels durch eine einfache Drehbewegung des Betätigergehäuses relativ zu dem Ventilgehäuse einjustieren läßt.

Description

a) das innere Ventilgehäuseteil (72) mittels eines Außengewindes (74) in das äußere Ventilgehäuseteil (62) eingeschraubt H

b) die zweite Feder (116) den Stößel (98) im Betätigergehäuse (90) koaxial uir^chließt,

c) das Betätigergehäuse (90) mittels eines Innengewindes (96) auf das Außengewinde (74) des inneren Ventilgehäuseteils (72) axial einjustierbar aufgeschraubt ist, und

d) das Ventilgehäuse (58) und das Betätigergehäuse (90) durch Feststellmittel (122) in ihrer einjustierten Lage relativ zueinander fixierbar sind.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Außenwand des Betätigergehäuses (90) und einer Innenwand (124) des Ventilgehäuses (58) eine Dichtung (126) vorgesehen ist

3. Ventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (98) in einer hülsenförmigen Führung (102) des Betätigergehäuses (90) geführt ist.

4. Ventil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (102) des Stößels (98) einen ersten, die eine Endlage des Stößels bestimmenden Anschlag (108) sowie einen zweiten, die andere Endlage des Stößels bestimmenden Anschlag (106) aufweist.

5. Ventil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Stößel (98) vorspannende, zweite Feder (116) mit ihrem einen Ende an einem ersten, radial abstehenden Gegenanschlag (109) des Stößels angreift und sich mit ihrem anderen Ende an einer radial verlaufenden Stirnwand (94) des Betätigergehäuses (90) abstützt.

6. Ventil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter, radial abstehender Gegenanschlag (112) des Stößels (98) mindestens teilweise aus magnetisch leitendem Material besteht und mit dem am Betätigergehäuse (90) befestigten Elektromagneten (118, 138) als Anker zusammenwirkt

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil zum Steuern eines abwechselnd in der einen und in der Gegenrichtung fließenden Mediumstroms nach dem Oberbegriff

ίο des Patentanspruchs 1.

Bei einem bekannten Magnetventil dieser Art (US-PS 27 92 195) ist das innere in den äußeren Gehäuseteil lediglich eingesteckt, was im Betrieb des Ventils unter rauhen 'Bedingungen keine unbedingt zuverlässige Be-Festigung und genaue Positionierung der Gehäuseteile gewährleistet Bei dem bekannten Ventil ist ferner die zweite Feder im Inneren des Stößels gelagert, was einmal höhere Fertigungskosten bedingt und andererseits den Federdurchmesser auf einen ziemlich kleinen Wert beschränkt, so daß die Feder nur schwach ausgebildet werden kann und somit ein rasches Ansprechen des Ventils nicht mehr sicherstellt Außerdem kann bei diesem bekannten Ventil die Größe des Spaltes zwischen Stößel und Verschlußstück nicht justiert und fixiert werden.

Bei einem anderen bekannten Magnetventil (DE-AS 12 37 394), welches sich allerdings seiner Gattung nach von dem erfindungsgemäßen Ventil unterscheidet, ist zwar der Hub eines Ventilstößels durch eine Schraubverbindung zwischen Ventil- und Betätigergehäuse einstellbar, jedoch kann eine gewählte Einstellung nicht fixiert werden, was sich unter rauhen Betriebsbedingungen des Ventils als nachteilig erweist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes, schnell wirkendes, kostengünstig herstellbares Magnetventil so zu verbessern, daß die Gröüs des Spaltes zwischen dem magnetbetätigten Stößel und dem Verschlußstück des Ventils in dessen Schließstellung einstellbar und fixierbar ist

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst

Weitere Merkmale vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 niedergelegt

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise abgebrochene Schnittansicht eines Magnetventils in Offenstellung mit einer angeschlossenen Kraftstoffeinspritzvorrichtung,

F i g. 2A eine teilweise aufgebrochene Schnittansicht

der Anordnung aus F i g. 1 in Schließstellung des Ventils, F i g. 2B eine Ansicht ähnlich F i g. 2A, wobei Kraftstoff in einen Einspritzraum eindosiert wird, und

Fig.3 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 mit geöffnetem Ventil.

In F i g. 1 ist eine Kraftstoffeinspritz- und Ventilanordnung 2 dargestellt. Vor einer Erläuterung der Einzelheiten des Ventils wird zunächst Aufbau und Betriebsweise einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 4 beschrieben, die als einheitlicher Bauteil ausgebildet ist, was bedeutet, daß die Einspritzvorrichtung sowohl einen Hochdruck-Pumpenabschnitt 3 und einen Einspritzdüsenabschnitt 5 in einem einzigen Injektorgehäuse 6 aufweist. Insbesondere umfaßt die Einspritzvorrichtung eine AuslaßdUse 8. durch welche hindurch Kraftstoff in einen (nicht dargestellten) Zylinder einer Brennkraftma-

schine periodisch eingespritzt werden kann, und zwar in zeitlicher Übereinstimmung mit einem im Zylinder (ebenfalls nicht dargestellten) hin- und herbewegten Kolben. Bekanntlich hängt ein wirksamer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine davon ab, daß Kraftstoff in der richtiger Menge zur richtigen Zeit eingespritzt wird, was von einer Vielzahl von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine abhängt, beispielsweise Temperatur, Geschwindigkeit und Belastung. Im vorlegenden Fall ist ein Hauptpumpenkolben 10 auf einer Seite eines langgestreckten Hohlraums 11 des Injektorgehäuses 6 hin- und herbeweglich angeordnet Der Kolben 10 oszilliert in Abhängigkeit von der Drehbewegung einer Nokke 12, die mit der üblichen (nicht dargestellten) Nockenwelle der Maschine verbunden sein kann. Der nicht vom Kolben 10 eingenommene Teil des Raumes 11 ist durch einen Pendelkolben 14 in einen Einspritzraum 16 und einen Steuerraum 18 unterteilt. Der letztere Raum trennt den Hauptpumpenkolben 10 vom Pendelkolben 14. Der Einspritzraum 16 steht mit der Auslaß- oder Einspritzdüse S in Verbindung. Der Einspriizraum J6 kann ständig mit Kraftstoff aus einem befindlichen Kraftstoffvorrat 20 (Kraftstoffquelle) über eine Einspeisleitung 22 gespeist werden. Diese Leitung ist mit dem Einspritzraum 16 über einen Dosiereinlaß 24 vebunden. Ein Rückschlagventil 26 ermöglicht ein Einströmen des Kraftstoffes über die Öffnung 24 in den Raum 16, verhindert jedoch einen Mediumstrom in entgegengesetzter Richtung. Solange der Pendelkolbon 14 sich zusammen mit dem Hauptpumpenkolben 10 in der Zeichnung nach oben bewegt, kann Kraftstoff vom Vorrat 20 in den Einspritzraum 16 eintreten. Bei Abwärtsbewegung des Pendelkolbens 14 schließt das Rückschlagventil 26 und der zuvor in den Einspritzraum 16 eindosierte Kraftstoff gelangt durch die Düse 8 nach außen. Die Düse 8 kann als geschlossene oder offene Düse ausgebildet sein. Bei einer geschlossenen Düse ist ein federvorgespanntes Ventil an der Düse angeordnet und normalerweise geschlossen, ausgenommen dann, wenn der Druck im Einspritzraum einen vorbestimmten Wert erreicht, bei dem das Ventil öffnet, um die Einspritzung in den Motorzylinder zu gestatten. Eine offene Düse enthält keine Schließvorrichtung und ermöglicht somit zu jeder Zeit eine Verbindung zwischen Einspritzraum und Motorzylinder. Bei Verwendung einer offenen Düse können die Einspeisleitung 22 und das Rückschlagventil 26 so modifiziert werden, daß ein kontinuierlicher Kraftsioffstrom durch die Düse 8 unterbunden ist

Die gewünschte zeitlich abgestimmte Bewegung des Pendelkolbens 14 wird durch den Auf- oder Abbau einer hydraulischen Verbindung im Steuerraum 18 realisiert, und zwar mit Hilfe eines magnetbetätigten Ventils 28. Im einzelnen dient das Ventil 28 dazu, eine Steuerleitung 30 zu öffnen oder zu schließen, die ihrerseits den bei niedrigem Druck befindlichen Medium- oder Kraftstoffvorrat 20 mit dem Steuerraum 18 über eine Steueröffnung 32 verbindet Wenn sich der Hauptpumpenkolben 10 nach abwärts bewegt (Fig. 1), hat der in der Steuerkammer 18 befindliche Kraftstoff die Neigung, durch die Steueröffnung 32 hinausgedrückt zu werden, wie dies durch die Pfeile 34 angedeutet ist. Der Kraftstoff durchströmt dann das Ventil 28 — vgl. die Pfeile 36 — und kehrt zu dem bei niederem Druck befindlichen Kraftstoffvorrat 20 über die Leitungen 30 und 22 zurück. Sobald das Ventil 28 in seine Schließstellung gelangt, wie dies in F i g. 2A dargestellt ist, verursacht eine fortgesetzte Abwärtsbewegung des Hauptpumpenkolbens 10 eine gleichsinnige Bewegung des Pendelkolbens 14, und zwar aufgrund der hydraulischen Verbindung, die nunmehr durch das im Steuerraum 18 eingeschlossene Medium (Kraftstoff) ausgebildet ist Wenn sich der Pendelkolben 14 in Richtung des Pfeiles 38 nach ab wärts bewegt, wird der im Einspritzraum 16 befindliche Kraftstoff durch die Düse hindurch nach außen gedrückt, was durch den Pfeil 40 angedeutet ist Wenn die Nocke 12 ihre Drehbewegung in Richtung des Pfeiles 42 fortsetzt kehrt der Hauptpumpenkolben 10 seine Be wegungsrichtung um und verschiebt sich nunmehr in Richtung des Pfeiles 44 (F i g. 2B). Solange das Ventil 28 im Schließzustand verharrt setzt der Pendelkolben 14 seine Bewegung gleichsinnig mit dem Hauptpumpenkolben 10 fort Der Kolben 14 verschiebt sich somit nunmehr nach oben, wie dies durch den Pfeil 46 in F i g. 2B angedeutet ist sobald der Kolben 10 unter der Steuerung des Nockens 12 seine Bewegungsrichtung umkehrt Während dieser Aufwärtsbewegung des Pendelkolbens 14 wird Kraftstoff in den Einspritzraum 16 eindosiert was durch den Pfeil 48 an>;rgeben ist

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Kraftstoffs in den Einspritzraum 16 beim Öffnen des Ventils 28 auf, und zwar selbst dann, wenn der Hauptpumpenkolben 10 seine Aufwärtsbewegung in Richtung des Pfeiles 50 fortsetzt. Der Kraftstoff fließt nun in umgekehrter Richtung aus den bei niedrigem Druck befindlichen Kraftstoffvorrat 20 über die Leitungen 22 und 30 durch das Ventil 28 — vgl. die Pfeile 52 — und durch die Steueröffnung 32 in den Steuerraum 18. Durch ent sprechende zeitliche Abstimmung beim Schließen des Ventils 28 während der Abwärtsbewegung des Kolbens 10 kann der Augenblick, in dem die Einspritzung beginnt, willkürlich in der gewünschten Weise gewählt werden. In ähnlicher Weise kann die in den Einspritz raum 16 eindosierte Kraftstoffmenge, was der Vorberei tung des nachfolgenden Einspritzvorganges dient willkürlich gesteuert werden, wenn der Augenblick entsprechend gewählt wird, zu dem das Ventil 28 wieder geöffnet wird.

Es sind zahlreiche Abwandlungen der in F i g. 1 bis 3 dargestellten Einspritzanordnung möglich. Insbesondere kann das Rückschlagventil 26 im Pendelkolben 14 eingeschlossen sein. Allein oder im Zusammenhang hiermit kann eine Über- oder Rücklauföffnung 54 (F i g. 2A) vorgesehen sein, die eine konstante, das Ende des Einspritzvorgangs bestimmende Position für den Pendelkolben 14 ergibt. Wie in Fig.2A dargestellt, kann eine solche Öffnung 54, die in F i g. 2A gestrichelt dargestellt ist den Kraftstoff veranlassen, daß er aus dem Steuerraum 18 ausströmt und zum Kraftstoffvorrat 20 über eine Rücklaufleitung 56 zurückströmt. Ferner können verschiedene Spülkanäle im Ventilaufbau eingeschlossen sein, um Luft und Fremdstoffteilchen, die sonst in die Einspritzvorrichtung eintreten könnten, zu entfernen. Es ist ni--.ht unbedingt erforderlich, Kraftstoff zur Ausbildung der erwähnten hydraulischen Verbindung zu verwenden. Hierfür eignet sich auch ein anderes Medium, solange es inkompressibel ist. Obwohl die beschriebene Einspritzvorrichtung eine große Flexibilität sowohl in bezug auf die zeitliche und mengenmäßige Einregulierung der Kraftstoffeinspritzung bietet, was in einfacher Weise dadurch erfolgt, daß man die jeweiligen öffnungs- und Schließperioden des Ventils 28 während jeder Umdrehung der Nocke 12 variiert, ist es dennoch klar, daß für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine ein besonderes Steuerventil 28 vorgesehen werden kann. Damit sich dieses Kraftstoffsteuersystem wirtschaftlich herstellen und anwenden

läßt, muß sich das elektrisch gesteuerte Ventil 28 bezüglich seiner Kosten in vernünftigen Grenzen halten und im Betrieb zuverlässig sein. Die Kostenfrage ist nur höchst schwierig zu lösen, und zwar angesichts der zu erfüllenden Betriebsparameier. Insbesondere muß das Ventil in der Lage sein, hydraulische Drücke von mehr als 1050 kg/cm² abzudichten.

Darüber hinaus muß es sich auch zwischen seiner vollen Schließ- und seiner vollen Offensteilung in weniger als einer Millisekunde hin- und herbewegen lassen. Außerdem muß das Ventil in seiner vollen Offenstellung einen mengenmäßig erheblichen Mediumstrom sowohl in den Steuerraum 18 hinein als auch aus diesem Raum hinaus gewährleister., wobei dieser Strom ausreichen muß, um wahlweise die Bewegung des Pendelkolbens 14 anzuhaften, selbst wenn der Hauptkolben 10 sich in rascher Bewegung befindet

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, umfaßt das Magnetventil

Kugel 78 mit ausreichender Kraft gegen den Ventilsitz 82 zu drücken, wobei die Kraft so bemessen ist, daß sie einer öffnung des Ventils unter dem Druck des durch die Ventileinlaßöffnung 86 eingespeisten Mediums wi dersteht.

Der Ventilbetätiger 60 umfaßt ein Betätigergehäuse 90 mit zentralem Hohlraum 92, der auf seiner einen Seite offen und auf seiner anderen Seite durch eine radial gerichtete Wand 94 verschlossen ist. Ein Innenge- winde 96 greift in einen Teil des Außengewindes am inneren Gehäuseteil 72 ein. Der Betätiger 60 dient dazu, die Ventilkugel 78 zwischen ihrer Offen- und ihrer Schließstellung in Abhängigkeit von einem elektrischen Steuersignal in weniger als einer Millisekunde zu ver-

is schieben. Hierzu dient ein Stößel 98, dessen Längsmittelachse mit dem Mittelpunkt der Ventilkugel 78 fluchtet und mit der Längsmittelachse des Hohlraums 92 zusammenfällt. Der Stößel 98 kann in eine vordere oder

Ventil-Betätiger 60, der aus noch zu beschreibenden Gründen drehbar mit dem Ventilgehäuse 58 verbunden ist Das Ventilgehäuse 58 besteht aus einem äußeren Gehäuseteil 62 mit einer als Sackbohrung ausgebildeten Aussparung64, die eine innere Ausnehmung 66 und eine äußere Ausnehmung 68 bildet. Die innere Ausnehmung 66 weist ein Innengewinde 70 auf. In der Aussparung 64 ist ein inneres Gehäuseteil 72 mit Außengewinde 74 angeordnet Das Außengewinde 74 ist in das Innengewinde 70 des äußeren Gehäuseteils 62 eingeschraubt Das innere Gehäuseteil 72 ist im wesentlichen von zylindrischer Gestalt und ist mit dem äußeren Gehäuseteil 62 so kombiniert, daß sich ein Ventilraum 76 ergibt, in welchem eine Ventilkugel 78 als eigentliches Ventilglied angeordnet ist Die inneren und äußeren Gehäuseteile 62 bzw. 72 sind mit aneinander anliegenden, konischen Abdichtflächen ausgebildet die durch die Gewinde 70 und 74 unter erheblichen Kompressionsdruck gesetzt werden können, so daß der Ventilraum 76 gegenüber sehr hohen Rückstaudrücken, wie sie im Steuerraum 18 auftreten, abdichtbar ist

Die äußere Ausnehmung 68 ist an einer Seite durch da* Gewinde 70 und das Außengewinde 74 des inneren Gehäuseteils 72 abgedichtet Die andere Seite der äußeren Aussparung 68 ist an der Innenseite durch ein Innengewinde 96 abgedichtet welches ebenfalls in das Außengewinde 74 eingreift An der Außenseite erfolgt die Abdichtung durch dichtes Anliegen einer zylindrischen Räche 124 der äußeren Ausnehmung 68 an der Außenseite des Betätigers 60. Um die Ausbildung einer mediumdichten Abdichtung zu unterstützen, kann eine O-Ringdichtung 1x5 zwischen Betätiger 60 und Fläche 124 vorgesehen werden. Wie aus F i g. 1 hervorgeht steht das innere Gehäuseteil 72 in die äußere Ausnehmung 68 vor, so daß sich ein Ringkanal 128 zwischen der Außenseite des Gehäuseteils 72 und der zylindrischen Innenwand 124 ergibt Der Betätiger 60 dient dazu, die andere Stirnseite dieses Ringkanals abzudichten, der seinerseits mit einer Einlaßöffnung 86 in Verbindung steht

An seiner einen Stirnseite erstreckt sich das innere Gehäuseteil 72 radial nach einwärts und bildet so einen Strömungssteuerdurchlaß 80, der von einem Ventilsitz 82 umgeben ist Wie weiter unten noch erläutert werden wird, vermittelt dieser Strömungsdurchlaß 80 die einzige Verbindung zwischen Auslaß- und Einlaßöffnung 84 bzw. 86. Somit ist das Ventil 28 voll geschlossea wenn die Ventilkugel 78 am Ventilsitz 82 anliegt Die Ventilkugel 78 ist in Richtung ihrer Schließstellung durch eine konische Druckfeder 88 vorgespannt die dazu dient die unrnav/ikAKana C*Allnrt«v katuant ιιιαρΊαπ s4»a tr» [T ί η 1

dargestellt ist. In dieser Stellung greift er mil seiner einen Stirnseite 100 an der Ventilkugel 78 an und bewegt diese in ihre Offenstellung. Ferner kann der Stößel 98 eine zurückgezogene, in Fig.2A dargestellte Stellung einnehmen. In dieser Stellung ist der Stößel 98 nach links verschoben, so daß sich zwischen seinem Stirnendc 100 und der Ventilkugel 78 ein Spalt 120 vorbestimmter Breite ausbildet. Die Breite des Spaltes 120 ist für den Betrie'i des Ventils extrem wichtig, da ein zu breiter Spalt das Ansprechen des Ventils dadurch verzögern würde, daß der Betätiger erst eine beträchtliche Entfernung überwinden muß, bevor er an der Ventilkugel angreift Andererseits würde ein üu kleiner Spalt eine zu hohe Präzision in der Bearbeitung erfordern, um zu gewährleisten, daß die Ventilkugel 78 voll am Ventilsitz anliegt wenn der Stößel zurückgezogen ist. Ein Stößel-Führungsmittel 102 dient dazu, eine radiale Bewegung des Stößels 98 zu begrenzen und eine axiale Bewegung zwischen der vorgeschobenen und zurückgezogenen Stellung zu ermöglichen. Das Führungsmittel besteht aus einer Hülse 104, die mit der Stirnwand 94 verbunden ist. An der einen Stirnseite der Hülse 104 ist ein erster Anschlag 106 ausgebildet, welcher die in Längsrichtung erfolgende Bewegung des Stößels in dessen zurückgezogener Stellung anhält. An der anderen Stirnseite der Hülse 104 befindet sich ein zweiter Anschlag 108, durch den die längsweise Bewegung des Stößels 98 in dessen vorgeschobener Stellung angehalten wird. Wie sich aus F i g. 1 ergibt trägt der Stößel 98 einen ersten, radial verlaufenden Gegenanschlag 109, beispielsweise eine

so Unterlegscheibe, die in der Nähe des stirnseitigen Endes 100 angebracht ist Der erste Gegenanschlag 1«i3 umfaßt eine erste, am Anschlag 104 angreifende Fläche 110. Ein zweiter, ebenfalls radial gerichteter Gegenanschlag 112 ist mit dem gegenüberliegenden Stirnende des Stö ßels 98 verbunden und besteht aus magnetisch leiten dem Material, so daß er in noch zu beschreibender Weise als Magnetanker dienen kann. Auf seiner einen Seite weist der Gegenanschlag 112 eine mit dem Anschlag 108 zusammenwirkende Anschlagfläche 114 auf. Wie aus Fig. 1 hervorgeht kann die Dicke des ersten Gegenanschlags 109 in axialer Richtung dadurch verändert werden, daß eine zusätzliche Unterlegscheibe verwendet wird, mit deren Hilfe die in Längsrichtung gemessene Entfernung zwischen der vorgeschobenen und zu- rückgezogenen Stellung des Stößels 98 einjustiert werden kann.

In den Raum 92 ist eine die Betätigungsmittel vorspannende Schraubenfeder 116 eingesetzt die den Stö-

OcI 98 umgibt und mit ihrem einen Ende an der radial verlaufenden Wand 94 anliegt. Das andere Ende der Feder 116 stützt sich am Gegenanschlag 109 ab. Auf diese Weise ist der Stößel zu seiner vorgeschobenen Stellung hin vorgespannt. Die Feder 116 ist so gewählt, daß sic der Kugel 78 eine Öffnungskraft erteilt, die ausreich·., um die Schließkraft, welche von der Feder 88 auf die Ku3el 8 übertragen wird, zu überwinden.

Elektromagnetische Mittel einschließlich einer Spule 118 sind mit dem Betätigergehäuse 90 in solcher Stellung verbunden, daß der vom zweiten Gegenanschlag 112 gebildete Anker den Stößel 98 gegen die Kraft der Feder 116 in seine zurückgezogene Stellung verschieben kann, sobald die Spule 118 elektrisch erregt ist. Fig.2A zeigt den Zustand des Ventils 28 bei erregter Spule 118. Fig.2A zeigt weiter in übertriebener Form den Spalt 120 zwischen Kugel 78 und Stirnende 100 des Stößels 98, wenn der Stößel 98 durch die Spule 118 in seiner zurückgezogenen Stellung festgehalten ist. Wie oben bereits ausgeführt, ist die Bemessung des Spaltes 120 in Axialrichtung mit Bezug auf ein ordnungsgemäßes Funktionieren des Ventils kritisch, da ein zu großer Spalt ein öffnen des Ventils verzögern würde, während ein zu kleiner Spalt zu einem unzuverlässigen Schließen des Ventils führen würde. Im Idealfall sollte der Spalt etwa 0,05 mm breit sein, um auf diese Weise extrem genaue Herstellungstoleranzen zu vermeiden und eine Nachstellung bei Abnutzung zu ermöglichen. Das Betätigergehäuse 90 ist einjustierbar mit dem Ventilgehäuse 58 "erbunden, und zwar mit Hilfe der miteinander in Eingriff stehenden Gewinde 96 und 74. Da diese Gewinde mit der Längsachse des Stößels koaxial sind, ermöglicht es eine Relativ-Verdrehung der Gehäuse 58 und 90, daß das stirnseitige Ende 100 des Stößels 98 axial mit Bezug auf die Ventilkugel 78 in deren Schließstellung einjustiert werden kann, wodurch sich dann auch eine Einjustierung der Breite des Spaltes Ϊ2ϋ ergibt. Sobald dieser Spalt ordnungsgemäß eingestellt ist, kann die relative Position der Gehäuse 58 und 90 mit Hilfe einer (nicht dargestellten) Stellschraube fixiert werden. Diesem Zweck kann auch eine Feststellmutter 122 (F i g. 2A) dienen. Dementsprechend bilden die Gewinde 74 und 96 und die Feststellmutter 122 ein justierbares Verbindungsmittel, mit dessen Hilfe das Betätigergehäuse 90 und das Ventilgehäuse 58 in einer Art und Weise miteinander verbunden sind, daß das Betätigergehäuse 90 entlang der Längsachse des Stößels 98 relativ zum Ventilgehäuse 58 einjustierbar ist, wodurch sich wiederum die Breite des Spaltes 120 genau einstellen läßt. Die Positionierung des Betätigergehäuses 90 relativ zum Ventilgehäuse 58 hat weiterhin auch den Effekt, daß die Öffnungsdistanz zwischen Ventilkugel 78 und Ventilsitz 82 kontrollierbar und einstellbar ist, wobei diese Öffnungsdistanz dann vorliegt, wenn sich der Stößel 98 in seiner vorgeschobenen Lage befindet. Offen- sichtlich ist diese Öffnungsdistanz nicht nur eine Funktion der Relativstellungen von Ventil- und Betätigergehäuse, sondern auch der Entfernung zwischen der vorgeschobenen und zurückgezogenen Stellung des Stößels 98. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Entfernung zwischen der vorgeschobenen und der zurückgezogenen Stellung des Stößels etwa 035 mm betragen. Dementsprechend ist bei einer Einstellung der Breite des Spaltes 120 auf 0,05 mm die sich hieraus ergebende Distanz zwischen Ventilsitz 82 und Ventilkuge! 78 030 mm, wenn die Ventilkugel 78 in ihrer Offenstellung ist

Wenn sich das Ventil 28 in dem in F i g. 3 dargestellten

Zustand befindet, tritt Medium in die Einlaßöffnung 86 ein und gelangt in den Ringkanal 128. Das Medium fließt dann aus dem Ringkanal 128 über das Betätigergehäuse 90 in den Strömungssteuerdurchlaß 80. den Ventilraum 76 und zur Auslaßöffnung 84, wonach es den Steuerraum 18 der Einspritzvorrichtung erreicht. Das aus dem Ringkanal 128 ausströmende Medium erreicht den mittig gelegenen Raum 92 des Betätigergehäuses über eine oder mehrere, axial verlaufende Durchlässe 130, die sich zwischen dem Ringkanal 128 und einem stirnseitig angeordneten Raum 132 erstrecken. In diesem Raum 132 ist der radial gerichtete Gegenanschlag 112 angeordnet. Vom Raum 132 aus fließt das Medium in den Raum 92 durch einen oder mehr radial einwärts gerichtete Durchlässe 134. Die offene Stirnseite des Raumes 132 ist mediumdicht durch ein Magnetgehäuse 136 abgedichtet, in welchem der eigentliche Elektromagnet 138 mit der Spule 118 befestigt ist. Wenn sich das Ventil 28 und die Einspritzvorrichtung in dem in F i g. 1 dargestellten Betriebszustand befinden, erfolgt der Mediumstrom durch das Ventil selbstverständlich in einer gegenüber F i g. 3 entgegengesetzten Richtung. Die axiale Ausdehnung des Raumes 132 ist so bemessen, daß sich ein Spalt von mindestens 0,05 mm zwischen Elektromagnet 138 und dem einen Anker bildenden Gegenanschlag 112 ergibt, wenn sich der Stößel 98 in seiner voll zurückgezogenen Stellung befindet. Durch diese Ausbildung der Strömungsanordnung im Gehäuse 90 werden alle auf den Stößel 98 und die an ihm befestigten, radial abstehenden Gegenanschläge 109 und 112 wirkenden Mediumdrücke voll ausbalanciert, so daß der Stößel keinerlei axial gerichtete Kräfte erfährt.

Nachstehend werden für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung Maßangaben gemacht:

Durchmesser der Ventilkugel 78 7,9 mm

Durchmesser des Strömungssteuerdurchlasses 80 5,1 mm Axiale Entfernung zwischen der vorgeschobenen und zurückgezogenen Stellung des Stößels 98 0,35 mm Entfernung zwischen Gegenanschlag 112 und Elektromagnet 138 bei voll zurückgezogenem Stößel 98 0.05 mm Schraubenfeder 116

in entspanntem Zustand 7,4 kg

in gespanntem Zustand 8,5 kg

Vorspannfeder 88 der Ventilkugel 78 in entspanntem Zustand 3,2 kg

in gespanntem Zustand 3,4 kg

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetventil zum Steuern eines abwechselnd in der einen und in der Gegenrichtung fließenden Mediumstromes, insbesondere für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine, mit einem Ein- und Auslaßöffnungen für den Mediumstrom aufweisenden Ventilgehäuse aus einem äußeren und einem inneren Ventilgehäuseteil, wobei der innere Ventilgehäuseteil einen Ventilsitz trägt, mit einem kugelförmigen Verschlußstück, das in Schließrichtung durch eine erste Feder vorgespannt ist, mit einem am Ventilgehäuse befestigten Betätigergehäuse, mit einem im Betätigungsgehäuse verschieblichen Stößel, der in seiner einen Endlage am Verschlußstück anliegt und es in Offenstellung hält und in seiner anderen Endlage unter Belassung eines Spaltes bestimmter Breite vom Verschlußstück abgehoben st. mit einer einerseits am Betätigergehäuse abgestützten und andererseits am Stößel angreifenden, stärker als die erste Feder ausgebildeten, zweiten Feder, unter deren Wirkung der Stößel das Verschlußstück vom Ventilsitz abhebt und es in Offenstellung hält, und mit einem Elektromagneten, der bei Erregung den Stöße,! in dessen vom Verschlußstück abgehobener Endlage hält, dadurch gekennzeichnet, daß