DE3507441C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren
Kraftstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruches 1 und ei
nem Verfahren nach der Gattung des Anspruches 5. Es ist schon ein
Elektromagnetsystem für ein Kraftstoffeinspritzventil vorgeschlagen
worden (DE-OS 33 36 011), das jedoch noch nicht so ausgebildet ist,
daß es eine einfache Herstellung und Montage des Kraftstoffein
spritzventiles erlaubt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffeinspritz
ventil so weiterzuentwickeln, daß eine einfache und zuverlässige
serienmäßige Herstellung der Einzelteile und eine einfache und zu
verlässige serienmäßige Montage des Kraftstoffeinspritzventiles ge
währleistet ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1 bzw. die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst.
Im Gegensatz zu dem bekannten Kraftstoffeinspritzventil ergibt
sich dabei der Vorteil, daß der Elektromagnet und die Ventilgruppe
als einzelne Baugruppen serienmäßig hergestellt und geprüft werden
können und erst danach die Fertigmontage zum Kraftstoffeinspritzven
til erfolgt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des
im Anspruch 1 angegebenen Kraftstoffeinspritzventiles mög
lich. Besonders vorteilhaft ist es, das Magnetteil als
ganzes mit einem gegenüber dem Kraftstoff abdichtenden
Kunststoffmantel zu versehen, so daß das Magnetteil als
ein Stück in das Ventilgehäuse eingesetzt werden kann.
Vorteilhaft ist es ebenfalls, den Kraftstoff vom Kraftstoff
anschlußstutzen über eine Ausnehmung am Kunststoffmantel
und der Grundplatte zum Ventilschließteil zu leiten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschrei
bung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 bis 7 einzelne Her
stellungsschritte des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritz
ventiles,
Fig. 8 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Kraft
stoffeinspritzventil.
Die Montage des in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbei
spieles eines Kraftstoffeinspritzventiles wird anhand der
in den Fig. 1 bis 7 dargestellten einzelnen Herstellungs
schritte erläutert. In der Fig. 1 ist mit 1 ein erster
Spulenkörper und mit 2 ein zweiter Spulenkörper bezeichnet.
Die Spulenkörper 1, 2 können als Kunststoffspritzteil aus
gebildet und durch einen elastischen Kunststoffbügel 3
oder einen elektrisch leitenden Kontaktbügel 3 miteinander
verbunden sein. Auf die Spulenkörper 1, 2, sind gleichsin
nig gleiche Spulenwicklungen 4, 5 aufgebracht, die elek
trisch in Reihe geschaltet sind, indem entweder durch den
Kontaktbügel 3 die elektrische Verbindung zwischen den
Spulenwicklungen hergestellt oder der Wicklungsdraht von
einer Magnetspule zur anderen über den Kunststoffbügel 3 ge
führt wird. In jeden Spulenkörper 1, 2 ist ein Kontaktstift
6, 7 eingesetzt, mit denen je ein anderes Ende der Spulen
wicklungen 4, 5 verbunden ist. Die Spulenkörper 1, 2 mit
den Spulenwicklungen 4, 5 bilden eine erste Magnetspule 8
und eine zweite Magnetspule 9. Das Aufbringen der Spulen
wicklungen 4, 5 auf die Spulenkörper 1, 2 erfolgt in be
kannter Weise durch Wickelmaschinen.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird in einer Grund
platte 12 in eine rechteckförmige Ausnehmung 13 ein erstes
Polteil 14 und ein zweites Polteil 15 eingesetzt. Die Pol
teile 14, 15 haben ebenfalls rechteckförmige Querschnitte.
Das erste Polteil 14 ragt mit einem ersten Pol 16 und das
zweite Polteil 15 mit einem zweiten Pol 17 in die Ausneh
mung 13. Der erste Pol 16 und der zweite Pol 17 sind gegen
über den Polteilen 14, 15 abgewinkelt und verlaufen aufein
ander zugerichtet, um zwischen sich einen ersten Luftspalt
18 zu bilden. Zwischen die Pole 16, 17 ist teilweise ein
erster Permanentmagnet 19 eingesetzt (Fig. 8).
Im nächsten Verfahrensschritt wird auf das erste Polteil 14
die erste Magnetspule 8 und auf das zweite Polteil 15 die
zweite Magnetspule 9 so aufgesetzt, daß die Magnetspulen
8, 9 entsprechend den Polteilen 14, 15 parallel zueinan
der gerichtet sind und an der Grundplatte 12 aufsitzen. An
dem dem ersten Pol 16 abgewandten und aus der ersten Magnet
spule 8 herausragenden Ende des ersten Polteiles 14 ist
ein erstes ferromagnetisches Magnetleitstück 20 und an dem
dem zweiten Pol 17 abgewandten und aus der zweiten Magnet
spule 9 herausragenden Ende des zweiten Polteiles 15 ein
zweites ferromagnetisches Magnetleitstück 21 angeordnet. Die
Magnetleitstücke 20, 21 sind aufeinander zugerichtet und
bilden zwischen sich einen zweiten Luftspalt 22. Zwischen
den Magnetleitstücken 20, 21 ist ein zweiter Permanentmag
net 23 angeordnet.
Angrenzend an die Grundplatte 12 werden nun die Polteile
14, 15 und die Magnetspulen 8, 9 mit einem Kunststoffmantel
26 dicht umspritzt, so daß nur noch Enden der Kontaktstifte
6, 7 aus dem Kunststoffmantel 26 herausragen. Der Kunst
stoffmantel 26 und die Grundplatte 12 weisen fluchtend zu
einander am Umfang Aussparungen 27 auf, die in Längsrich
tung verlaufen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
sind zwei Aussparungen 27 vorgesehen. Auf die der Grund
platte 12 abgewandte Stirnfläche 28 des Kunststoffmantels
26 wird ein Deckel 29 mit einem Kraftstoffanschlußstutzen
30 und einem elektrischen Anschlußstecker 31 aufgesetzt.
Der elektrische Anschlußstecker 31 ist mit den Kontaktstif
ten 6, 7 kontaktierbar. Das Magnetteil mit der Grundplatte
12 und dem Kunststoffmantel 26 wird nun mit dem Deckel 29
in eine Gehäuseinnenbohrung 32 eines Ventilgehäuses 33 des
Kraftstoffeinspritzventiles eingesetzt. Die Gehäuseinnen
bohrung 32 ist abgestuft ausgebildet und weist eine Absatz
schulter 34 auf, an der die Grundplatte 12 anliegt. Der Ab
satzschulter 34 abgewandt umgreift der Rand des Ventilgehäu
ses 33 teilweise den Deckel 29 und verspannt durch eine
Bördelung 35 den Deckel 29 und das Magnetteil in axialer
Richtung.
Anschließend an den die Magnetspulen 8, 9 aufnehmenden
Bereich weist das Ventilgehäuse 33 ein Mundstück 36 mit
geringerem Durchmesser auf, in dem sich die Gehäuseinnen
bohrung 32 fortsetzt und eine vormontierte Ventilgruppe 37
mit einem Ventilsitzkörper 38 aufnimmt der über einen Zwi
schenring 39 an einer Anlageschulter 40 der Gehäuseinnenboh
rung 32 anliegt. Der Rand des Mundstückes 36 umgreift als
Bördelung 42 teilweise den Ventilsitzkörper 38 und preßt die
sen in Richtung zur Anlageschulter 40 an den Zwischenring 39.
In axialer Richtung weist der Ventilsitzkörper 38 eine durch
gehende Strömungsbohrung 43 auf, die nach außen in einen am
Ventilsitzkörper 38 ausgebildeten festen Ventilsitz 44 mündet.
Dem Ventilsitz 44 abgewandt geht die Strömungsbohrung 43 in
eine abgeschrägte Anschlagfläche 45 über, deren Durchmesser
sich kegelförmig bis zu einer sich anschließenden zylindri
schen Führungsbohrung 46 erweitert. Die Strömungsbohrung 43
wird mit weitem Spiel von einer Ventilnadel 47 eines Ventil
schließteiles durchragt, an deren einem Ende ein kugelförmig
ausgebildeter und aus ferromagnetischem Material gestalteter
Anker 48 fixiert ist, der in der Führungsbohrung 46 mit
engem radialen Spiel gleitbar gelagert ist. Dem Anker 48
abgewandt ist an der Ventilnadel 47 ein Schließkopf 49
ausgebildet, der mit dem Ventilsitz 44 zusammenwirkt. Der
Anker 48 weist den als Kern dienenden Polteilen 14, 15 zu
gewandt eine Abflachung 50 auf und wird bei nicht erregten
Magnetspulen 8, 9 durch das Permanentmagnetfeld in Richtung
zu den Polen 16, 17 gezogen, zu denen er jedoch einen
Restluftspalt 51 bei am Ventilsitz 44 anliegendem Schließ
kopf 49 aufweist. In dieser Stellung hat der kugelförmige
Anker 48 von der Anschlagfläche 45 abgehoben. Die radiale
Führung des kugelförmigen Ankers 48 erfolgt an dessen Um
fang nahezu durch Linienberührung in der Führungsbohrung 46.
Unmittelbar stromaufwärts des Schließkopfes 49 ist an der
Ventilnadel 47 ein Zumeßbund 52 ausgebildet, der mit der
Wandung der Strömungsbohrung 43 eine Drosselstelle für den
Kraftstoff darstellt und einen Zumeßringspalt 53 bildet, an
dem etwa 90% des Druckes des Kraftstoffes gegenüber dem
stromäbwärts des Ventilsitzes 44 herrschenden Umgebungs
druck abfällt. Die restlichen 10% des Kraftstoffdruckes
gegenüber dem Umgebungsdruck fallen an dem Strömungsquer
schnitt zwischen dem Ventilsitz 44 und dem Schließkopf 49
ab. Die Anordnung des Zumeßringspaltes 53 unmittelbar strom
aufwärts des Ventilsitzes 44 bringt den Vorteil mit sich,
daß die Kraftstoffzumessung an einer Stelle stattfindet,
an der der Zumeßringspalt 53 nicht durch Bestandteile der
Saugrohratmosphäre wie z. B. feinster Staub und Partikel
aus rückgeführtem Abgas zugesetzt wird, wodurch sich die
zugemessene Kraftstoffmenge im Betrieb verändern würde. Die
Kraftstoffzufuhr zur Strömungsbohrung 43 erfolgt in einer
Ringnut 54 zwischen einem Absatz 55 des Ventilsitzkörpers
38 und der Gehäuseinnenbohrung 32, die einerseits über die
Aussparung 27 zu dem Kraftstoffanschlußstutzen 30 führt
und von der andererseits Radialbohrungen 56 zur Strömungs
bohrung 43 führen.
Wie bereits dargelegt, wird der Anker 48 bei nicht erregten
Magnetspulen 8, 9 durch das Permanentmagnetfeld in Rich
tung zu den Polen 16, 17 gezogen und hält damit den Schließ
kopf 49 am Ventilsitz 44. Bei entsprechender Erregung der
Magnetspulen 8, 9 fließt dem Permanentmagnetfluß am Anker 48
ein annähernd gleich großer Elektromagnetfluß entgegen,
wodurch die an der Ventilnadel in Öffnungsrichtung des
Ventiles angreifende Druckkraft des Kraftstoffes ausreicht,
den Schließkopf 49 vom Ventilsitz 44 abzuheben und der
Anker 48 eine Hubbewegung bis zur Anlage an der Anschlag
fläche 45 ausführen kann. Die Hubbewegung des Ankers 48
bzw. des Schließkopfes 49 gegenüber dem Ventilsitz 44 kann
vor dem Fixieren des Ankers 48 an der Ventilnadel 47 in
bekannter Weise eingestellt werden. Bei vom Ventilsitz 44
nach außen abgehobenem Schließkopf 49 zentriert der zum
Ventilsitz 44 strömende Kraftstoff zugleich die Ventil
nadel 47 in der Strömungsbohrung 43.
Claims (5)
1. Elektromagnetisch betätigbares Kraftstoffeinspritzventil
mit einem Ventilgehäuse, einem ersten mit einem ersten abge
winkelten Pol versehenen Polteil, einem zweiten mit einem
zweiten abgewinkelten, auf den ersten Pol ausgerichteten Pol
versehenen Polteil, einer auf das erste Polteil aufgesetz
ten ersten Magnetspule und einer auf das zweite Polteil auf
gesetzte zweiten Magnetspule, einem zwischen den Polteilen
angeordneten ersten Permanentmagneten und einem an einem
Ventilschließteil angreifenden Anker, dadurch gekennzeich
net, daß die Polteile (14, 15) mit ihren Polen (16, 17)
in eine Ausnehmung (13) einer Grundplatte (12) ragen und
ausgehend von der Grundplatte (12) die Polteile (14, 15)
und Magnetspulen (8, 9) mit einem Kunststoffmantel (26) um
geben sind.
2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Grundplatte (12) und der Kunststoff
mantel (26) am Umfang mit mindestens einer axial verlau
fenden Aussparung (27) versehen sind.
3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der erste Permanentmagnet (19) zwischen
den in der Grundplatte (12) verlaufenden Polen (16, 17)
angeordnet ist und zwischen den den Polen (16, 17) abge
wandten Enden der Polteile (14, 15) ein zweiter Permanent
magnet (23) angeordnet ist.
4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß an jeden der den Polen (16, 17) abge
wandten Enden der Polteile (14, 15) ein Magnetleitstück
(20, 21) angeordnet ist, daß die Magnetleitstücke (20, 21)
aufeinander zugerichtet sind und einen Luftspalt (22) ein
schließen und der zweite Permanentmagnet (23) zwischen den
Magnetleitstücken (20, 21) liegt.
5. Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffeinspritzven
tiles, insbesondere zur Herstellung eines Kraftstoffein
spritzventiles nach den Ansprüchen 1 bis 4,
bei dem in einem ersten Verfahrensschritt zwei Mag
netspulen (8, 9) hergestellt werden, indem auf zwei Spulen
körpern (1, 2) je eine Spulenwicklung (4, 5) gleichsinnig
aufgebracht wird, die Spulenwicklungen (4, 5) elektrisch in
Reihe geschaltet und mit Kontaktstiften (6, 7) verbunden
werden, in einem zweiten Verfahrensschritt in eine Ausneh
mung (13) einer Grundplatte (12) ein erstes Polteil (14)
mit einem ersten abgewinkelten Pol (16) und ein zweites Pol
teil (15) mit einem zweiten abgewinkelten und auf den ersten
Pol (16) zugerichteten Pol (17) eingesetzt wird, in einem
dritten Verfahrensschritt zwischen den ersten (16) und den
zweiten Pol (17) ein erster Permanentmagnet (19) eingefügt
wird, in einem vierten Verfahrensschritt je eine der Magnet
spulen (8, 9) auf je ein Polteil (14, 15) gesteckt wird, in
einem fünften Verfahrensschritt zwischen den der Grundplatte
(12) abgewandten Enden der Polteile (14, 15) ein zweiter
Permanentmagnet (23) eingesetzt wird, in einen sechsten Ver
fahrensschritt angrenzend an die Grundplatte (12) die Mag
netspulen (8, 9) und Polteile (14, 15) mit einem Kunststoff
mantel (26) umspritzt werden, in einem siebten Verfahrens
schritt ein Deckel (29) mit einem Kraftstoffanschlußstutzen
(30) und einem mit den Kontaktstiften (6, 7) kontaktierbaren
elektrischen Anschlußstecker (31) der Grundplatte (12)
abgewandt auf den Kunststoffmantel (26) aufgesetzt wird,
in einem achten Verfahrensschritt der Kunststoffmantel (26)
mit dem Deckel (29) in eine Gehäuseinnenbohrung (32) eines
Ventilgehäuses (33) einerseits eingesetzt und abgedichtet
darin befestigt wird und in einem neunten Verfahrensschritt
andererseits in die Gehäuseinnenbohrung (32) eine vormon
tierte Ventilgruppe (37) mit einem Ventilsitzkörper (38),
einem Schließkopf (49) und einem Anker (48) eingesetzt und
abgedichtet darin befestigt wird.
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