DE3418436A1

DE3418436A1 - Elektromagnetisch betaetigbares ventil und verfahren zur herstellung eines ventils

Info

Publication number: DE3418436A1
Application number: DE19843418436
Authority: DE
Inventors: Udo Ing.(Grad.) 7073 Lorch Hafner; Rudolf 7000 Stuttgart Krauss; Rudolf Dipl.-Ing. Dr. 7141 Benningen Sauer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-05-18
Filing date: 1984-05-18
Publication date: 1985-11-21
Also published as: GB2159211A; JPS60252878A; FR2564561B1; FR2564561A1; US4800912A; DE3418436C2; GB2159211B; GB8512462D0

Description

R. 19399

15-5-198H Kh/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Elektromagnetisch betätigbares Ventil und Verfahren zur Herstellung eines Ventiles

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Ventil nach der Gattung des Anspruches 1. Es ist schon ein Ventil bekannt, bei dem das Ventilschließteil mit geringfügigem Spiel durch eine Zentrieröffnung einer Führungsmembran radial geführt wird. Bei der Montage eines derartigen Ventiles ergibt sich jedoch das Problem, daß nur in Ausnahmefällen ein wirklich konzentrischer Ringspalt zwischen dem Ventilschließteil und der Zentrieröffnung der Führungsmembran entsteht, so daß in der überwiegenden Zahl der Fälle das Ventilschließteil mit seinem Umfang einseitig an der Zentrieröffnung anliegt. Durch nachträgliches Verformen des Ventilgehäuses in axialer Richtung erfolgt anschließend eine Änderung des Öffnungshubes, wobei es zu einer geringfügigen radialen Verschiebung des Ventilsitzes kommen kann. Durch die radiale Verschiebung des Ventilsitzes und die einseitige Anlage des Ventilschließteiles an der Zentrieröffnung kann es nun beim Schließen des Ventiles dazu kommen, daß das Ventilschließteil nicht konzentrisch zum Ventilsitz geführt wird

und damit an seinem Umfang nicht gleichmäßig dichtet, wodurch Undichtheiten auftreten, Ventilschließteil und Ventilsitz an 'bestimmten Stellen stärker eingeschlagen werden und eine Kraftkomponente der Führungsmembran auf das Ventilschließteil in Richtung Öffnen des Ventiles erfolgt, die während der Lebensdauer des Ventiles zu Änderungen der Spritzzeiten führt.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Ventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 3 haben den Vorteil, daß auf einfache Art und Weise mit geringem Aufwand eine möglichst konzentrische Ausrichtung der Zentrieröffnung der Führungsmembran zum Ventilsitz erfolgt, so daß ein einwandfreies Arbeiten des Ventiles über seine Lebensdauer hin gewährleistet ist.

Durch die in den Ansprüchen 2 und h aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Ventiles und des im Anspruch 3 angegebenen Verfahrens möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Das in der Zeichnung als Beispiel eines Ventiles dargestellte Kraftstoffeinspritzventil für eine Kraft stoffein-

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Spritzanlage dient beispielsweise zur Einspritzung von Kraftstoff in das Saugrohr von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen. Dabei ist mit 1 ein erstes Ventilgehäuseteil bezeichnet, das durch spanlose Formgebung z.B. Tiefziehen, Rollen oder ähnliches wie ein zweites Ventilgehäuseteil 2 gefertigt ist. Die Ventilgehäuseteile 1, 2 übergreifen einander teilweise und sind in bekannter Weise, beispielsweise durch eine Bördelung bei 3 j miteinander verbunden und axial verspannt. In das· Ventilgehäuseteil 2 ist ein als Anschlussstutzen ausgebildeter Kraft stoffstutzen k dichtend eingesetzt, der aus ferromagnetischem Material gebildet gleichzeitig als Innenkern des elektromagnetisch betätigten Ventiles dient. Der konzentrisch zur Ventilachse verlaufende Kraftstoffstutzen U weist eine Innenbohrung 6 auf, in die eine Verstellhülse T mit einer Durchgangsbohrung 8 eingepreßt ist. Das aus dem Ventilgehäuseteil 2 ragende Ende des Kraftstoff Stutzens h steht mit einer Kraftstoffquelle, beispielsweise einer Kraftstoffverteilerleitung in Verbinin'ng.· In' einen Innenraum 9 äes Ventils ragt das andere Ende des Kraft stoffStutzens k und trägt einen isolierenden Trägerkörper 11, der mindestens teilweise eine Magnetspule 12 umschließt. An der Stirnfläche 18 des Ventilgehäuseteiles 2 liegt ein Distanzring 19 an, an den sich eine Führungsmembran 20 anschließt. Andererseits der Führungsmembran 20 greift ein Bund 21 des ersten Ventilgehäuseteiles 1 an, so daß hierdurch eine axiale Spannkraft zur Lagefixierung von Distanzring 19 und Führungsmembran 20 gegeben ist. Das Ventilgehäuseteil 1 hat eine koaxiale Aufnahmebohrung 25, in der ein Düsenkörper 26 eingesetzt und z.B. durch Schweißen oder Löten befestigt ist. Der Düsenkörper 26 weist eine sacklochförmig, vorzugsweise zylindrisch ausgebildete Aufbereitungsbohrung 28 auf, an deren Lochboden

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30 mindestens eine der Kraftstoffzumessung dienende Kraftstofführungsbohrung 29 mündet. Die Kraftstofführungsbohrung 29 mündet vorzugsweise derart am Lochboden 30 der Aufbereitungsbohrung 28, daß kein tangential gerichtetes Einströmen in die Aufbereitungsbohrung 28 erfolgt, sondern der Kraftstoffstrahl zunächst ohne Wandberührung aus den Kraftstofführungsbohrungen 29 austritt und danach auf die Wandung der Aufbereitungsbohrung 28 aufprallt, um über diese filmförmig verteilt etwa in Form einer Parabel zum Düsenkörperende 31 zu strömen. Die Kraftstofführungsbohrungen 29 verlaufen gegenüber der Ventilachse geneigt und gehen von einem im Düsenkörper 26 ausgebildeten Kalottenraum 32 aus, stromaufwärts dessen im Düsenkörper 26 ein gewölbter Ventilsitz 33 ausgebildet ist, mit dem ein kugelförmig ausgebildetes Ventilschließteil 3^ zusammenwirkt. Zur Erzielung eines möglichst geringen Totvolumens soll bei am Ventilsitz 33 anliegendem Ventilschließteil 3*J- das Volumen des Kalottenraumes 32 möglichst klein sein. ^:

Dem Ventilsitz 33 abgewandt ist das Ventilschließteil 3k mit einem Flachanker 35 verbunden, beispielsweise verlötet oder verschweißt. Der Flachanker 35 kann als Stanzoder Preßteil ausgebildet sein und beispielsweise einen ringförmigen Führungskranz 36 aufweisen, der erhaben ausgebildet ist und an einem ringförmigen Führungsbereich der Führungsmembran 20 auf der dem Ventilsitz 33 abgewandten Seite der Führungsmembran 20 anliegt. Durchströmöffnungen 39 in dem Flachanker 35 und Strömungsaussparungen kO in der Führungsmembran 20 erlauben eine ungehinderte Umströmung von Flachanker 35 und Führungsmembran 20 durch den Kraftstoff. Die an ihrem Außenumfang an einem Einspannbereich 1+1 zwischen dem Distanzring 19 und dem Bund 21 eingespannte Führungsmembran 20 weist einen Zentrierbe-

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reich k2 auf, der eine Zentrieröffnung k3 umschließt, durch die das bewegliche Ventilschließteil 3^ mit geringem Spiel ragt und in radialer Richtung zentriert wird. Die Einspannung der Führungsmembran 20 zwischen dem Distanzring 19 und dem Bund 21 erfolgt in einer Ebene, die bei am Ventilsitz 33 anliegendem Ventilschließteil 3^ durch den Mittelpunkt bzw. möglichst nahe am Mittelpunkt des kugelförmig ausgebildeten Ventilschließteiles verläuft. Durch den am Führungskranz 36 des Flachankers 35 angreifenden Führungsbereich 38 der Führungsmembran 20 wird der Flachanker 35 möglichst parallel zur Stirnfläche 18 des Ventilgehäuseteiles 2 geführt, die er mit einem äußeren Wirkungsbereich hk teilweise überragt. In der Innenbohrung 6 des bis nahe an den Flachanker 35 verlaufenden Kraft stoffStutzens k ist eine Druckfeder U 5 geführt, die einerseits am Flachanker 35 und andererseits an der Verstellhülse T angreift und bestrebt ist, das Ventilschließteil 3k in Richtung zum Ventilsitz 33 hin zu beaufschlagen. Der als Innenkern dienende Kraft stoffstutzen k ist insbesondere so weit in das Ventilgehäuseteil 2 eingeschoben, daß zwischen seiner dem Flachanker 35 zugewandten Stirnfläche k6 und dem Flachanker 35 dann noch ein kleiner Luftspalt gegeben ist, wenn bei erregter Magnetspule 12 der Flachanker mit seinem äußeren Wirkungsbereich kk gegen die Stirnfläche 18 des Ventilgehäuseteiles 2 gezogen wird, während bei nichterregter Magnetspule 12 der Flachanker durch die Druckfeder 1+5 in Richtung zum Ventilsitz 33 beaufschlagt wird. Der Magnetkreis verläuft außen über das Ventilgehäuseteil 2 und innen über den Kraft stoffstutzen k und schließt sich über den Flachanker 35·

Erfindungsgemäß ist die Führungsmembran 20 an ihrem Außenumfang Hl an mindestens zwei Stellen k8 mit dem Bund 21

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des Ventilgehäuseteiles 1 verschweißt. Dieses erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß "bei der Montage die Führungsmembran 20 in das mit dem Düsenkörper 26 verbundene erste Ventilgehäuseteil 1 an dem Bund 21 anliegend eingesetzt wird. Anschließend wird ein vorzugsweise kugelförmig ausgebildeter und in der Zeichnung strichpunktiert dargestellter Zentrierkörper ^9 durch die Zentrieröffnung k3 der Führung smembr an 20 hindurchführend an dem Ventilsitz 33 zur Anlage gebracht. Der Zentrierkörper ^9 hat einen gering größeren Querschnitt als das Ventilschließteil 3^s z.B. einen um 0,03 mm größeren Durchmesser. Die so durch den Zentrierkörper k9 zum Ventilsitz 33 konzentrisch geführte Führungsmembran 20 wird nun an ihrem Außenumfang hl an den Stellen kö mit dem Bund 21 des ersten Ventilgehäuseteiles 1 verschweißt, mindestens an zwei Stellen kö, beispielsweise jedoch an sechs über den Außenumfang gleichmäßig verteilten Stellen ^8. Entfernt man nun den Zentrierkörper k9 und fügt an seine Stelle das mit dem Flachanker 35 verbundene Ventilschließteil 3^ in das Ventil ein, so ergibt sich zwischen dem Umfang des Ventilschließteiles 3^ und der Zentrieröffnung ^3 der Führungsmembran 20 ein gleichmäßiger Ringspalt, so daß eine einseitige Führung des Ventilschließteiles 3^ vermieden wird. Bei der weiteren Montage des Ventiles wird die Magnetspule 12 mit dem Kraft stoffstutzen k und der Distanzring 19 eingesetzt und die Ventilgehäuseteile 1, 2 werden durch Bördelung 3 miteinander verbunden und axial verspannt, wodurch die Führungsmembran 20 an ihrem Einspannbereich ^4-1 ebenfalls in axialer Richtung eingespannt wird.

Claims

R. 19399 15-5-198U Kh/Wl ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1 Ansprüche

1. Elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere Kraftstoffeinspritzventil für Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem Ventilgehäuse, einer auf einem Kern aus ferromagnetischem Material aufgebrachten Magnetspule und einem Anker, der mit einem mit einem festen Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilschließteil fest verbunden und durch eine an ihrem Außenumfang im Ventilgehäuse befestigte Führungsmembran geführt ist, die an einem Führungskranz des als Flachanker ausgebildeten Ankers auf der dem Ventilsitz zugewandten Seite des Flachankers unter Federspannung anliegt und den Flachanker parallel zu Ventilsitz und Kernstirnfläche und mit einer Zentrieröffnung das Ventilschließteil umgreifend dieses in radialer Richtung führt, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmembran (20) an ihrem Außenumfang (Hl) an mindestens zwei Stellen (U8) mit dem Ventilgehäuse (1) verschweißt ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilschließteil (3*0 kugelförmig ausgebildet ist.

3. Verfahren zur Herstellung eines insbesondere nach Anspruch 1 ausgebildeten elektromagnetisch betätigbaren Ventiles mit einem aus zwei Teilen bestehenden Ventilgehäuse, einer auf einem Kern aus ferromagnetischem Material aufgebrachten Magnetspule und einem Anker, der mit einem mit einem festen Ventilsitz zusammenwirkenden Ventil-

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schließteil fest verbunden und durch eine an ihrem Außenumfarig im Ventilgehäuse befestigte Führungsmembran geführt ist, die an einem Führungskranz des als Flachanker ausgebildeten Ankers auf der dem Ventilsitz zugewandten Seite des Flachankers unter Feder spannung anliegt und den Flachanker parallel zu Ventilsitz und Kernstirnfläche und mit einer Zentrieröffnung das Ventilschließteil umgreifend dieses in radialer Richtung führt, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verfahrensschritt die Führungsmembran (20) mit ihrem Außenumfang (k1) auf einen Bund (21) im Innern des einen den Ventilsitz (33) aufnehmenden Ventilgehäuseteiles (1) gelegt wird, in einem zweiten Verfahre_:nsschritt in die Zentrieröffnung (^3) der Führungsmembran (20) diese radial berührend ein Zentrierkörper (i*9) gesteckt wird, der am Ventilsitz (33) anliegend einen gering grösseren Querschnitt als das Ventilschließteil (^3) hat, in einem dritten Verfahrensschritt die Führungsmembran (20) an ihrem Außenumfang (^1 ) an mindestens zwei Stellen (kB) mit dem Bund (21) des Ventilgehäuseteiles (1) verschweißt wird, in einem vierten Verfahrensschritt der Zentrierkörper (1+ 9) aus dem Ventilgehäuseteil (1) entfernt wird und in einem fünften Verfahrensschritt nach Einsetzen des Ankers (35) mit dem Ventilschließteil (3*0 und der Magnetspule (12) das zweite Ventilgehäuseteil (2) mit dem ersten Ventilgehäuseteil (1) einander übergreifend so zusammengefügt und axial verspannt wird, daß auf den Außenumfang (h1) der Führungsmembran (20) eine Einspannkraft ausgeübt wird.

k. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierkörper (U9) kugelförmig ausgebildet ist.