DE3336010C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Ven­ til nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein elektro­ magnetisch betätigbares Ventil bekannt (US-PS 43 10 023), das groß baut und bei dem der magnetische Kreis aufwendig aufgebaut ist und eine Miniaturisierung nur beschränkt zuläßt, da der plattenför­ mige Anker noch eine sehr große Erstreckung hat. Durch die DE-AS 19 07 839 ist ein Magnetventil bekannt, das außerhalb des Ventil­ gehäuses ein Joch mit einer Magnetspule hat, wobei einerseits des Joches ein Polteil angeordnet ist, das mit einem Polschuh in hori­ zontaler Richtung dem als Zylinder ausgebildeten beweglichen Ventil­ teil gegenüberliegt. Der Polschuh hat dem Anker zugewandt im wesent­ lichen eine vertikal gerichtete gerade Oberfläche, die in ihrem obe­ ren Bereich nach innen gekrümmt endet. Anderseits des Jochs sind zwei weitere Polteile vorgesehen, die auf der Höhe des Zylinder­ ankers mit parallel zueinander verlaufenden Polflächen versehen sind, die sich jeweils einer der Stirnflächen des Zylinderankers ge­ genüberliegend und senkrecht zum Polschuh verlaufend erstrecken. Durch eine derartige Ausgestaltung ergibt sich ein sehr aufwendiges und groß bauendes Ventil.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein elektromagnetisch be­ tätigbares Ventil zu schaffen, das sehr klein gebaut werden kann, bei sehr großer Ansteuergenauigkeit und hoher Lebensdauer.

Dieses Problem wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Haupt­ anspruches gelöst.

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

Vorteilhaft ist es, den kugelförmigen Anker durch eine an ihrem Umfang gehäusefest gelagerte Führungsmembran zu führen und in Richtung zum Ventilsitz hin zu belasten.

Vorteilhaft ist es ebenfalls, die Magnetspule mit einer Kunststoffumspritzung zu versehen, die andererseits als Anschlußstutzen ausgebildet ist und zur Fluidleitung dient.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Kraftstoffeinspritz­ ventil,

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

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Das in den Fig. 1 und 2 als Beispiel eines Ventiles dargestellte Kraftstoffeinspritzventil für eine Kraft­ stoffeinspritzanlage dient beispieisweise zur Ein­ spritzung von Kraftstoff in das Saugrohr von gemisch­ verdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen. Dabei ist mit 1 ein Ventilgehäuse bezeichnet. In das Ventilgehäuse 1 ist einen Kern bildend ein erstes Polteil 2 und ein zweites Polteil 3 eingesetzt, die jeweils an einem anderen Ende eines Joches 4 angeordnet sind, das eine Magnetspule 5 trägt. An seinem dem Joch 4 abgewandten Ende weist das erste Polteil 2 einen ersten Pol 7 auf, während das zweite Polteil 3 an seinem dem Joch 4 abgewandten Ende einen zweiten Pol 8 aufweist. Der erste Pol 7 und der zweite Pol 8 verlaufen quer zur Ventillängsachse aufeinander zugerichtet und be­ grenzen zwischen sich einen Spalt 9, in dem ein aus amagnetischem Material gefertigter Anschlagkörper 10 angeordnet sein kann. Auf ihrer dem Joch 4 abgewandten Seite sind die Pole 7, 8 mit einer über beide Pole 7, 8 verlaufenden konkaven Oberfläche 11 versehen. Der An­ schlagkörper 10 kann gering, beispielsweise ca. 0,1 mm aus der konkaven Oberfläche 11 herausragen. Als Anker und gleichzeitig als bewegliches Ventilteil des Ventiles dient eine Kugel 13, die mit einem dem Ventilteilhub ent­ sprechenden Spiel zwischen der konkaven Oberfläche 11 der Pole 7, 8 und einem festen Ventilsitz 14 angeordnet ist. Der Ventilsitz 14 ist in einem mit dem Ventilge­ häuse 1 verbundenen Düsenkörper 15 ausgebildet. Strom­ abwärts des Ventilsitzes 14 ist im Düsenkörper 15 min­ destens eine der Kraftstoffzumessung dienende Kraft­ stofführungsbohrung 16 vorgesehen, die vorzugsweise derart am Lochboden 17 einer im Düsenkörper 15 aus­ gebildeten Aufbereitungsbohrung 18 mündet, daß kein tangential gerichtetes Einströmen in die Aufberei­ tungsbohrung 18 erfolgt, sondern der Kraftstoffstrahl zunächst ohne Wandberührung aus jeder Kraftstoffüh­ rungsbohrung 16 austritt und danach auf die Wandung der Aufbereitungsbohrung 18 aufprallt, um über diese filmförmig verteilt etwa in Form einer Parabel zum offenen Ende 19 zu strömen und abzureißen. Zwischen den Polen 7, 8 und dem Ventilsitz 14 ist am Düsen­ körper 15 mit ihrem Umfang eine Führungsmembran 21 gehäusefest gelagert und greift mit einer zentralen Führungsöffnung 22 derart am Umfang der Kugel 13 an, daß durch die Führungsmembran 21 eine Kraft in Rich­ tung zum Ventilsitz 14 auf die Kugel 13 ausgeübt wird. Durch die Führungsmembran 21 wird die Kugel 13 gleich­ zeitig in radialer Richtung geführt. Der Hub der als bewegliches Ventilteil dienenden Kugel 13 kann durch Verformung des Düsenkörpers 15 in Richtung zu den Polen 7, 8 hin verringert werden.

Im Bereich der Polteile 2, 3 ist das Ventilgehäuse 1 von einem Kurzschlußring 23 umgeben, der, wie besser in Fig. 2 dargestellt ist, drehbar um das Ventil­ gehäuse 1 gelagert aus zwei in einer Ebene parallel zur Ventillängsachse zusammengesetzten Ringteilen 24, 25 gebildet wird, von denen das eine Ringteil 24 aus fer­ romagnetischem Material und das andere Ringteil 25 aus amagnetischem Material gefertigt ist. Durch Verdrehen des Kurzschlußringes 23 läßt sich der dynamische Ab­ gleich des Ventiles vornehmen.

Die Magnetspule 5 mit ihren Kontaktfahnen 27 ist dich­ tend von einer Kunststoffumspritzung 28 umgeben, zwi­ schen der und dem Ventilgehäuse 1 in axialer Rich­ tung verlaufend mindestens ein Fluidströmungskanal 29 gebildet wird (siehe Fig. 2), der einerseits zu dem zwischen den Polen 7, 8 und dem Ventilsitz 14 gebil­ deten Sammelraum 30 führt und andererseits mit einem Fluidzulaufkanal 31 verbunden ist, der in dem außer­ halb des Ventilgehäuses 1 durch die Kraftstoffum­ spritzung 28 gestalteten Anschlußstutzen 32 vorgesehen ist. An dem dem Ventilgehäuse 1 abgewandten Ende des Anschlußstutzens 32 kann zur Verstärkung eine Metall­ hülse 33 mindestens teilweise in die Kunststoffum­ spritzung 28 eingebettet sein. In diesem Bereich des Fluidzulaufkanals 31 kann auch ein Filter 34 einge­ setzt sein. Über den Fluidzulaufkanal 31 steht das Ventil mit einer Kraftstoffquelle, beispielsweise einer nicht dargestellten Kraftstoffverteilerleitung einer Kraftstoffeinspritzanlage in Verbindung. Die Kunst­ stoffumspritzung 28 bildet ebenfalls unter Umschließung der Kontaktfahnen 27 einen Steckanschluß 35, über den die elektrische Ansteuerung des Ventiles mittels eines nicht dargestellten elektronischen Steuergerätes er­ folgt.

Wird nun die Magnetspule 5 erregt, d. h. von Strom durch­ flossen, so ergibt sich ein Magnetfluß beispielsweise über das rohrsegmentförmig ausgebildete erste Polteil 2 zum ersten Pol 7 und unter Anziehung der Kugel 13 zum zweiten Pol 8 und über das ebenfalls rohrsegment­ förmig ausgebildete Polteil 3 zurück zum Joch 4. Die Pole 7, 8 weisen dabei eine ungleiche Polarität auf.

Claims (6)

1. Elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere Kraftstoff­ einspritzventil für Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschi­ nen, mit einem in einem Ventilgehäuse gelagerten ferromagnetischen Kern und einem ein mit einem festen Ventilsitz zusammenwirkendes Ventilteil betätigenden Anker, der das bewegliche Ventilteil bei er­ regter Magnetspule vom Ventilsitz weg entgegen der Kraft einer Rück­ stellfeder zum Kern hin bewegt, der aus einem die Magnetspule tra­ genden Joch und einem einerseits des Jochs angeordneten ersten Pol­ teil und einem andererseits des Jochs angeordneten zweiten Polteil gebildet wird, wobei das erste Polteil an seinem dem Joch abgewand­ ten Ende einen ersten Pol und das zweite Polteil an seinem dem Joch abgewandten Ende einen zweiten Pol aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Pol (7) und der zweite Pol (8) aufeinander zugerichtet verlaufen und zwischen sich einen Spalt (9) begrenzen sowie mit ei­ ner über beide Pole (7, 8) sich erstreckenden, dem kugelförmigen An­ ker (13) zugewandten konkaven Oberfläche (11) versehen sind.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Rück­ stellfeder eine Führungsmembran (21) dient, die zwischen den Polen (7, 8) und dem Ventilsitz (14) an ihrem Umfang gehäusefest gelagert ist und mit einer Führungsöffnung (22) am Umfang der Kugel (13) an­ greift und auf diese eine Kraft in Richtung zum Ventilsitz (14) hin ausübt.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Spalt (9) zwischen den Polen (7, 8) ein aus amagnetischem Material gefer­ tigter Anschlagkörper (10) eingesetzt ist, der geringfügig aus der konkaven Oberfläche (11) der Pole (7, 8) herausragt.

4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil­ gehäuse (1) im Bereich der Polteile (2, 3) von einem um das Ventil­ gehäuse (1) drehbar gelagerten Kurzschlußring (23) umgeben ist, der in einer Ebene parallel zur Ventillängsachse geteilt und aus zwei Ringteilen (24, 25) zusammengesetzt ist, von denen das eine Ringteil (24) aus ferromagnetischem und das andere Ringteil (25) aus amagne­ tischem Material gefertigt sind.

5. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnet­ spule (5) von einer diese abdichtenden Kunststoffumspritzung (28) umgeben ist, zwischen der und dem Ventilgehäuse mindestens ein in axialer Richtung verlaufender Fluidströmungskanal (29) ausgebildet ist, der mit einem Fluidzulaufkanal (31) in einem durch die Kunst­ stoffumspritzung (28) außerhalb des Ventilgehäuses (1) gebildeten Anschlußstutzen (32) in Verbindung steht.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Ventilgehäuse (1) abgewandten Ende des Anschlußstutzens (32) eine Metallhülse (33) mindestens teilweise in der Kunststoffumspritzung (28) eingebettet ist.