DE3445405C2

DE3445405C2 -

Info

Publication number: DE3445405C2
Application number: DE3445405A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl.-Phys. Dr. 7250 Leonberg De Knapp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-12-13
Filing date: 1984-12-13
Publication date: 1991-06-06
Also published as: JPH0730853B2; US4662567A; JPS61140683A; DE3445405A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Ventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein der artiges Ventil bekannt (DE-OS 32 44 290), das zwar mit einer geringen Masse des Ventilschließgliedes, des Verbindungsteiles und des Ankers auskommt, bei dem aber die Schnelligkeit des Ventiles noch durch die Reibung zwischen einer Führungsbohrung und dem Ver bindungsteil reduziert wird und die Hubbegrenzung durch Anliegen des Ankers am Kern erfolgt, zwischen welchen zur Vermeidung des magnetischen Klebens eine amagnetische Scheibe angeordnet sein muß, wobei zur Verhinderung des Einschlagens die aufeinandertreffenden Flächen eine hohe Schlagfestigkeit aufweisen müssen.

Problem der Erfindung

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein sehr schnelles, kleine Außenmaße aufweisendes, leichtes und auf einfache Art und Weise montierbares Ventil zu schaffen. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiter bildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Ventiles möglich.

Zeichnung

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

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Das in der Zeichnung dargestellte Kraftstoffeinspritz ventil für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer gemisch verdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine hat ein Ventilgehäuse 1 aus ferromagnetischem Material, in dem auf einem Spulenträger 2 eine Magnetspule 3 ange ordnet ist. Die Magnetspule 3 hat eine nicht gezeigte Stromzuführung über einen Steckanschluß. Das topfför mig ausgebildete Ventilgehäuse 1 nimmt die Magnetspule 3 in einen Spulenraum 6 auf und besitzt nach außen ge richtet einen Steckabsatz 7, auf das ein Mundstück 8 aufgesetzt und mit diesem dicht verbunden ist. Das rohr förmig ausgebildete Mundstück 8 weist eine Stufenbohrung 10 auf, an deren Absatz 11 ein Anschlag 12 anliegt, der einen Zylinderabschnitt 13 und einen mit diesem verbun denen Winkelabschnitt 14 aufweist, der am Absatz 11 an liegt. Der Winkelabschnitt 14 erstreckt sich radial in das Innere der Stufenbohrung 10 und weist eine Anschlag öffnung 15 auf. Dem Winkelabschnitt 14 abgewandt ist am Zylinderabschnitt 13 anliegend eine Abstandsscheibe 16 angeordnet, woran sich ein Ventilsitzkörper 18 an schließt, den ein Bördelrand 19 des Mundstückes 8 umgreift und somit diesen mit der Abstandsscheibe 16 und dem Anschlag 12 in axialer Richtung verspannt. Der Ventilsitzkörper 18 weist eine sacklochförmig ausgebil dete Aufbereitungsbohrung 20 auf, an deren Lochboden 21 mindestens eine drosselnde und damit der Kraftstoffzu messung dienende Kraftstofführungsbohrung 22 mündet. Die Kraftstofführungsbohrung 22 mündet z. B. der art am Lochboden 21 mit einem radialen Abstand a zur Zylinderwand 23 der Aufbereitungsbohrung 20, daß kein tangential gerichtetes Einströmen in die Aufbereitungs bohrung 20 erfolgt, sondern der Kraftstoffstrahl zu nächst ohne Wandberührung aus den Kraftstofführungs bohrungen 22 austritt und danach auf die Zylinderwand 23 der Aufbereitungsbohrung 20 aufprallt, um über diese filmförmig verteilt zu einem möglichst schneidenförmig ausgebildeten Ventilsitzkörperende 24 zu strömen. Die Kraftstofführungsbohrungen 22 verlaufen gegenüber der Ventillängsachse geneigt und gehen von einem im Ventil sitzkörper ausgebildeten Kalottenraum 26 aus, stromauf wärts dessen am Ventilsitzkörper 18 ein gewölbter Ven tilsitz 27 ausgebildet ist, mit dem ein als Kugel aus gebildetes Ventilschließglied 28 zusammenwirkt. Zur Erzielung eines möglichst geringen Totvolumens soll bei am Ventilsitz 27 anliegendem Ventilschließglied 28 das Volumen des Kalottenraumes 26 möglichst klein sein. Auch ist der Durchmesser der Aufbereitungsbohrung 20 ebenfalls sehr klein gehalten und liegt etwa bei 1 mm, so daß sich an der Zylinderwand 23 der Aufbereitungsboh rung 20 nur eine kleine von Kraftstoff benetzte Fläche ergibt und kaum Restkraftstoff an dieser zwischen den einzelnen Öffnungsstellungen des Ventiles zurückbleibt.

Die die Anschlagöffnung 15 begrenzende Anschlagfläche 29 am Winkelabschnitt 14 umgreift teilweise die dem Ventil sitz 27 abgewandte Fläche des Ventilschließgliedes bei am Ventilsitz 27 anliegendem Ventilschließglied 28 mit Abstand und ist entweder gegenüber der Ventillängsachse geneigt oder bogenförmig ausgebildet. Durchströmöffnungen 30 erlauben eine ungehinderte Umströmung des Ventilschließgliedes 28 am Winkelabschnitt 14. Das Ventilschließglied 28 dient somit nicht nur zur Steuerung des Ventilsitzes 27, sondern auch durch Anlage an der Anschlagfläche 29 des Winkelab schnittes 14 zur Hubbegrenzung, wobei das mit einer harten Oberfläche versehene Ventilschließglied 28 mit der eben falls hart ausgebildeten Anschlagfläche 29 zusammenarbei tet, ohne daß an diese Teile in irgend einer Weise An sprüche bezüglich ihrer magnetischen Eigenschaften ge stellt werden müssen.

Die statische Kraftstoffdurchflußmenge des Ventiles läßt sich bei dieser Ausbildung außerhalb des montierten Ven tiles dadurch einstellen, daß durch die Wahl des Durch messers der drosselnden Kraftstofführungsbohrungen 22 ein Druckabfall von etwa 90% erfolgt, während etwa 10% des Druckabfalls zwischen dem Ventilsitz 27 und dem Ventil schließglied 28 auftreten, wozu durch geeignete Wahl der Dicke der Abstandsscheibe 16 der Öffnungshub des Ventil schließgliedes bis zur Anlage an der Anschlagfläche 29 eingestellt wird. Ist die erforderliche Dicke der Abstands scheibe 16 ermittelt, so kann diese Abstandsscheibe 16 zwischen den Anschlag 12 und den Ventilsitzkörper 18 ein gelegt und der gesamte Verband von Anschlag 12, Abstands scheibe 16 und Ventilsitzkörper 18 in die Stufenbohrung 10 eingeführt und mittels des Bördelrandes 19 fixiert werden. Eine radiale Führung des Ventilschließgliedes 28 erfolgt lediglich in ihren Endstellungen bei der Anlage am Ven tilsitz 27 und an der Anschlagfläche 29, während zwischen diesen beiden Endstellungen das Ventilschließglied 28 ohne seitliche Führung frei bewegbar ist.

Dem Ventilsitz 27 abgewandt stützt sich an dem Ventil schließglied 28 ein Federteller 32 ab, an dem eine Druck feder 33 angreift, die mit ihrem anderen Ende beispiels weise an der Stirnfläche 34 des Steckabsatzes 7 anliegt. Der Federteller 32 greift durch die Anschlagöffnung 15 des Winkelabschnittes 14 hindurch an dem Ventilschließ glied 28 an und kann nur geringe Seitenkräfte von der Druckfeder 33 auf das Ventilschließglied 28 übertragen.

Der zylindrisch ausgebildete Anker 36 erstreckt sich in die Stufenbohrung 10 und greift mit einem stabförmigen Verbindungsteil 37, dessen Querschnitt gegenüber dem Quer schnitt des Ankers 36 wesentlich verringert ist, in eine Befestigungsbohrung 38 des Ventilschließgliedes 28 und ist darin mit dem Ventilschließglied 28 verbunden, bei spielsweise durch Laserschweißen. In dem Anker 36 ist eine Sacklochbohrung 39 in axialer Richtung vorgesehen, die dem Verbindungsteil 37 abgewandt offen ist und an ihrem dem Verbindungsteil 37 zugewandten Ende Ausflußkanäle 40 zur Stufenbohrung 10 hin aufweist. Der somit rohrförmig ausgebildete Anker 36, das stabförmige Verbindungsteil 37 und das als Kugel ausgebildete Ventilschließglied 28 weisen zusammen eine sehr geringe zu bewegende Masse auf, wobei der Durchmesser des Ventilschließgliedes 28 z. B. nicht größer als 3 mm und der Durchmesser des Ankers 36 noch darunter gewählt wird. Damit ergibt sich auch eine sehr schlanke Bauweise des Ventiles, insbe sondere kann der Durchmesser des Mundstückes 8 bei 8 mm liegen, während die Länge des Mundstückes 8 und des Ver bindungsteiles 37 in axialer Richtung entsprechend den erforderlichen Einbauverhältnissen am Saugrohr oder dem Zylinder der Brennkraftmaschine gewählt wird.

Die radiale Führung des Ankers 36 erfolgt durch eine schmale Ringscheibe 42, deren Führungsöffnung 43 der Anker 36 mit geringem Spiel durchgreift und die am Boden 44 des Ventil gehäuses 1 anliegt und über den Spulenträger 2 axial ver spannt ist, der durch einen Deckel 45 beauschlagt wird, welcher an dem Boden 44 abgewandten Ende des Ventilgehäuses 1 angeordnet ist und durch eine Bördelung 46 des Ventilgehäuses 1 in seiner Lage fixiert wird. In dem Deckel 45 ist ein Kern 47 in axialer Richtung beweglich gelagert, beispiels weise eingeschraubt, der gleichzeitig als Kraftstoff stutzen zur Kraftstoffzuführung dient und eine zum Innern des Ventils hin offene Kraftstoffbohrung 48 aufweist. Die dynamische Kraftstoffmenge läßt sich durch Verdrehen oder Verschieben des Kerns 47 und damit durch eine Änderung des Restluftspaltes zwischen der Kernstirnfläche 49 und der Ankerstirnfläche 50 einstellen, ohne daß die Kernstirnfläche 49 und die Ankerstirnfläche 50 als Anschlagflächen dienen.

Der magnetische Kreis schließt sich vom Kern 47 über den Deckel 45, das Ventilgehäuse 1 und die Ringscheibe 42 zum Anker 36, wobei zwischen der Ringscheibe 42 und dem Anker 36 ein definierter Radialspalt für den magnetischen Kreis gebildet wird.

Die geringen Berührungsflächen zwischen der Wandung der Führungsöffnung 43 der Ringscheibe 42 und dem Mantel des Ankers 36 bewirken nur eine sehr geringe Reibung, so daß auch unter Berücksichtigung der geringen Masse des Ankers 36, des Verbindungsteiles 37 und des Ventilschließgliedes 28 ein sehr schnell arbeitendes Ventil gebildet wird. Der Anker 36 und der Kern 47 können aus hochwertigem weichmagnetischem Material gefertigt werden, denn sie brauchen nicht zur Übernahme einer Anschlagfunktion mit harten Oberflächen versehen sein. Das Ventilschließglied 28 besitzt bereits eine harte Oberfläche, so daß ledig lich zur Anschlagbildung die Anschlagfläche 29 noch eine ausreichende Härte aufweisen muß. Mittels der Ringscheibe 42 läßt sich eine sehr preiswerte und einfache Führung des Ankers 36 erzielen.

Claims

1. Elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere Kraftstoffeinspritzventil für Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem Ventilgehäuse, einem Kern, einer Magnetspule und einem zylindrischen Anker, der mit einem als Kugel ausgebildeten Ventilschließglied, das mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, über ein Verbin dungsteil mit gegenüber dem Anker verringertem Quer schnitt verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (36) durch eine Ringscheibe (42) radial geführt ist und das Ventilschließglied (28) nur in seiner Schließstellung durch den Ventilsitz (27) und in seiner Offenstellung durch einen den Hub begrenzenden Anschlag (14, 29) radial geführt wird, an dem das Ventilschließglied (28) mit einem Teil seiner dem Ventilsitz (27) abgewandten Fläche, auf die auch die Kraft einer das Ventil schließglied (28) in Richtung zum Ventilsitz (27) be aufschlagenden Druckfeder (33) wirkt, im erregten Zu stand des Magneten zum Anliegen kommt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (36) rohrförmig ausgebildet und mit dem stab förmigen Verbindungsteil (37) verbunden ist, an dem an dererseits das Ventilschließglied (28) befestigt ist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (33) über einen Federteller (32) auf das Ventilschließglied (28) wirkt.

4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Ventilschließgliedes (28) zwischen dem Ven tilsitz (27) und dem Anschlag (14, 29) durch die Anord nung einer Abstandsscheibe (16) zwischen dem Anschlag (14, 29) und einem den Ventilsitz (27) aufweisenden Ven tilsitzkörper (18) einstellbar ist.

5. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Restluftspalt zwischen den Stirnflächen (49, 50) des Kerns (47) und des Ankers (36) durch axiale Lageänderung des Kerns (47) gegenüber dem Anker (36) veränderbar ist.