DE3638369A1 - Steuerventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch gesteuertes Ventil zur Verwendung in Kraftstoffenspritzvorrichtungen von Verbrennungsmaschinen.

Eine bekannte Kraftstoffeinspritzvorrichtung umfaßt einen hin- und hergehenden Kolben innerhalb einer Pumpenkammer, von der sich ein Auslaß erstreckt, der mit einer Motor-Ein­ spritzdüse oder über ein Verteilerglied mit einer Vielzahl solcher Düsen in Verbindung steht. Die Steuerung des Kraftstofflusses durch den Auslaß wird durch ein elektromagnetisch gesteuertes Ventil bewirkt.

Verschiedenartige Ventile sind vorbekannt. Eine Ausführungsform umfaßt ein Ventilglied welches mit dem Magnetanker einer Magnetspule gekoppelt ist. Diese Ventil­ art verlangt im Hinblick auf die hohen Kraftstoffdrücke, welche in dem Kraftstoffsystem entwickelt werden, daß die Spule-Anker-Kombination in der Lage sein muß, eine be­ trächtliche Energie zu entwickeln. Taugliche Konstruktionen dieser Art sind bekannt, wenn auch erhebliche elektrische Energie aufgebracht werden muß, um ein Ansprechen des Ventils bei genügend hohen Geschwindigkeiten zustande zu bringen, wie es im Zusammenhang mit einem Motorkraft­ stoffsystem verlangt wird. Andere Ventilausführungsformen umfassen ein Hauptventil und ein Steuerventil, wobei letzteres elektrisch betätigt wird und entweder mit einem geringerem Kraftstoffdruck oder einem reduzierten Kraft­ stoffluß beaufschlagt ist, so daß die Ventilbetätigung bei verminderter Energie ausgeführt werden kann. Mit dieser Anordnung kann der Aufwand für die Elektrik auf Kosten einer komplexeren und aufwendigeren Mechanik re­ duziert werden, welch letztere zudem zu einer verzöger­ ten Betätigung des Ventils führen.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, demgegenüber ein verbessertes elektromagnetisch gestaltetes Ventil zu schaffen, wie es in Kraftstoffeinspritzvorrichtungen von Verbrennungsmaschinen verwendet werden kann.

Zu diesem Zweck umfaßt das Ventil gemäß vorliegender Er­ findung ein Gehäuse, welches eine erste Lagerfläche mar­ kiert um eine Durchflußöffnung, die sich im Gebrauch zu einem Kanal erweitert, wobei das Gehäuse eine Einlaßkammer um die Lagerfläche bestimmt, für den Anschluß bei Verwen­ dung mit einer Hochdruckkraftstoffquelle des Systems, eine zweite Lagerfläche, welche der ersten Lagerfläche im Ab­ stand gegenüber liegt und eine größere Fläche als die erste Lagerfläche umschließt, ein Plattenventilglied das zwischen den Lagerflächen bewegbar ist, wobei das Platten­ ventilglied wenn es mit der zweiten Lagerfläche in Wirk­ verbindung tritt, damit eine Steuerkammer bildet einen ersten Durchgangsweg welcher die Steuerkammer mit der Einlaß­ kammer verbindet, einen zweiten Durchgangsweg, welcher die Steuer­ kammer mit einem Kanal und einem elektromagnetisch ge­ steuerten Ventilteil zur Steuerung des Kraftstofflusses durch den zweiten Durchgangsweg verbindet, wobei die Anordnung so getroffen wird, daß im offenen Zustand des Ventilteils die Kraft, die auf die Sitzfläche des Platten­ ventilglieds ausgeübt wird, welche außerhalb der ersten Lagerfläche liegt, das Plattenglied in Kontakt mit der zweiten Lagerfläche beschleunigt, und im geschlossenen Zustand des Ventilteils der Druck in der Kontrollkammer das Plattenventilglied von der zweiten Lagerfläche gegen die erste Lagerfläche beschleunigt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Figuren darge­ stellten Ausführungsformen beispielsweise näher er­ läutert:

Fig. 1 zeigt schaubildlich eine Kraftstoffanlage mit dem erfindungsgemäßen Ventil, allerdings nur in Umriß­ linien.

Fig. 2-15 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen des Ventils.

Nach Fig. 1 umfaßt eine gängige Kraftstoffzuführeinrichtung einen Pumpenkolben 10, der sich innerhalb der Bohrung 11 hin und her bewegt; die Bohrung 11 und der Kolben 10 legen die Pumpenkammer 12 fest, von der sich ein Auslaß 13 er­ streckt, der üblicherweise mit einer Kraftstoffeinspritz­ düse 14 verbunden ist. Der Kolben wird bei herkömmlichen Kraftstoffzuführungseinrichtungen nach innen bewegt, um das Volumen in der Pumpkammer 12 zu verkleinern, mittels eines Exzenters, der von einer damit verbundenen Maschine ange­ trieben wird; der Kolben kann nach außen mittels Federkraft oder durch Exzenterbewegung oder durch den Kraftstoffdruck getrieben werden. Wenn auch der Auslaß 13 in der dargestellten Ausführungsform nur mit einer einzigen Einspritzdüse verbunden ist, so kann der Auslaß 13 darüber hinaus über ein geeignetes Ver­ teilerglied mit einer Vielzahl von Einspritzdüsen verbun­ den sein.

In der Wandung der Bohrung 11 befindet sich eine Kraftstoff­ zulauföffnung 15, welche mit der Kraftstoffquelle 16, die unter einem geringen Druck steht, verbunden ist; die Anordnung ist so getroffen, daß, wenn der Kolben 10 die Öffnung 15 freigibt, während der nach außen gerichteten Bewegung des Kolbens Kraftstoff in die Pumpenkammer einfließen kann. Auf diese Weise wird die Pumpenkammer vollständig mit Kraftstoff gefüllt.

Ferner steht mit der Pumpenkammer 12 ein Steuerventil 17 in Verbindung, welches für während der nach innen gerich­ teten Bewegung des Kolbens aus der Pumpenkammer 12 entweichen­ den Kraftstoff geöffnet werden kann, bevor der Fluß durch den Auslaß 13 zu dem Verteilerglied oder der Düse erfolgt. Das Ventil 17 wird während der nach innen gerichteten Bewe­ gung des Kolbens geschlossen, was eine Kraftstoffabgabe an die Einspritzdüse zur Folge hat; sie kann während der danach folgenden weiteren Einwärtsbewegung des Kolbens geöffnet werden, um dann die Kraftstoffabgabe abzuschließen.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine erste Ausführungsform des Ventils 17; die Fig. 2 zeigt das Ventil in Offenstellung, wobei Kraftstoff durch das Ventil 17 von der Pumpenkammer in einen Kanal fließen kann, und Fig. 3 zeigt das Ventil in geschlossenem Zustand.

Das Ventil umfaßt ein Gehäuse 18, in dessen Innerem eine erste, ringförmige Lagerfläche 19 um eine Durchflußöffnung 20 gebildet ist, welche sich zu einem Kanal erweitert. Außerhalb der Lagerfläche 19 wird eine Einlaßkammer 21 ge­ bildet, welche über einen Durchlaß 22 mit der Pumpenkammer 12 in Verbindung steht. Eine zweite, ringförmige Lager­ fläche 23 ist vorgesehen, welche der Lagerfläche 19 im Abstand zugewandt ist. Der Durchmesser der Lagerfläche 23 ist größer als der der Lagerfläche 19; zwischen den Lager­ flächen ist ein Plattenventilglied 24 positioniert, welches einen Druchmesser hat, der etwas größer ist als derjenige der Lagerfläche 23. Die Dicke dieses Teils ist geringer als der Abstand zwischen den Lagerflächen. In Offenstellung des Ventils, wie in Fig. 2 dargestellt, bestimmt das Plattenventilglied 24 mit der Lagerfläche 23 eine sogenannte Steuerkammer 25. Die Steuerkammer 25 steht über einen ersten Durchgangsweg von einer eingeschränkten Passage 26 mit dem Durchlaß 22 in Verbindung. Dieser steht über einen zweiten Durchgangsweg mit der Durchflußöffnung 20 in Verbindung.

Zweckmäßigerweise wird das zweite Durchtrittsmittel durch eine Öffnung 27 im Plattenventilglied 24 gebildet. Zur Steuerung des Kraftstofflusses durch die Öffnung 27 wird ein Ventil vorgesehen, welches durch ein Ventilteil 28 gebildet wird, das sich in die Durchflußöffnung 20 er­ streckt und durch ein elektromagnetisches Betätigungs­ organ 29 bewegt wird.

Wie vorher erwähnt, zeigt die Ausführungsform nach Fig. 2 das Ventil in geöffneter Stellung und unter der Annahme, daß Kraftstoff aus der Pumpenkammer verdrängt ist; der Kraftstoff wird zwischen die Lagerfläche 19 und die benachbarte Oberfläche des Ventilglieds fließen und dann durch die Durchflußöffnung 20. Ein kleiner Teil des Kraftstoffs gelangt über den Durchgang 26 in die Steuerkammer und durch die Öffnung 27. Der Kraftstoff­ druck in der Steuerkammer 25 wird im wesentlichen mit dem in der Durchflußöffnung 20 vergleichbar sein. Jedoch wird eine Druckdifferenz zwischen der Einlaßkammer 21 und der Durchflußöffnung 20 auftreten, welche davon herrührt, daß der Verlauf des Flußweges zwischen der Lagerfläche 19 und der benachbarten Oberfläche des Ventilglieds eingeschränkt ist; der Druck in der Einlaß­ kammer, der auf die Oberseite des Ventilglieds einwirkt, welches außerhalb der Lagerfläche 19 liegt, wird aus­ reichen, um das Ventilglied gegen die Lagerfläche 23 ge­ drückt zu halten.

Um das Ventil zu schließen, wird das Ventilteil 28 mittels des Betätigungsorgans 29 bewegt, um den zweiten Durchgangsweg durch Schließen der Öffnung 27 zu schließen. Dies wird durch Erregen des Betätigungsorgans erreicht. Wenn die Öffnung 27 geschlossen ist, steigt der Druck in der Steuerkammer auf den Wert an, der in dem Durchgang 22 herrscht; die Anordnung erfolgt so, daß die Fläche des Ventilglieds welche diesem Druck unterwor­ fen ist, ausreicht, um eine Kraft auf das Ventilglied zu entwickeln, welche darauf zielt, das Ventilglied weg von der Lagerfläche 23 zu bewegen. Wenn die Oberfläche des Ven­ tilglieds von der Lagerfläche getrennt ist und diese auf der Seite, die der Lagerfläche 23 gegenüber liegt, dem vollen Druck in dem Durchgang 22 ausgesetzt ist, bewegt sich das Ventilglied in die Schließstellung, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Wähend der Bewegung des Ventilglieds muß das Ventilteil 28 gegen die Kraft bewegt werden, welche durch das Betätigungsorgan entwickelt wird. Die verlangte Verschiebung mag sehr klein sein, aber nichts desto-weniger muß das Betätigungsorgan so ausgelegt oder gestaltet sein, daß eine solche Bewegung ermöglicht wird; dies kann durch Bereitstellung einer Zuhaltung mit Spiel gestaltet werden, wobei die magnetischen Komponenten des Betätigungsorgans sich auf eine minimale Luftspaltstelle verlagern, währendes zur gleichen Zeit dem Ventilteil er­ möglicht wird, in entgegengesetzter Richtungmittels Kräften zu bewegen, die auf das Plattenventilglied ein­ wirken.

Die Bewegung des Ventilglied zwischen den Lagerflächen ist extrem klein; es ist möglich, daß die Anfangsbewegung des Ventilglieds 24 durch ein nur teilweises Schließen der Öffnung 27 eingeleitet, ausreicht, um den Kraft­ stoffluß durch die Öffnung einzuschränken, durch das Ventilteil 28. In diesem Fall kann es möglich sein, es einzurichten, daß der Weg des Ventilteils nicht größer als verlangt ist, um die Öffnung zu schließen, wenn das Ventilglied 24 in Kontakt mit der Lagerfläche 19 ist. In diesem Fall kann das Ventilteil direkt mit der Bewegungs­ komponente des Betätigungsorgans gekoppelt werden.

Wenn einmal das Ventil geschlossen worden ist, ist es für das Wiederöffnen des Ventils erforderlich, daß das Betäti­ gungsorgan 29 zum Abfall gebracht wird/außer Strom gesetzt wird, um dem Ventilteil 28 zu ermöglichen sich zu­ rückzuziehen und auf diese Weise dem Kraftstoff zu ermöglichen, durch die Öffnung 27 zu fließen. Die Druckabfälle, welche infolge des Flusses zwischen der Lagerfläche 23 und der benachbarten Fläche des Ventilglieds 24 und dem Durchgang 26 erfolgen, sind ausreichend, um den Druck, der auf die genannte Fläche ausgeübt wird, auf einen hinreichenden Betrag zu erniedrigen, so daß das Ventilglied in die Lage versetzt wird, sich unter der Druckbeaufschlagung, wie sie auf die Fläche des Ventilglied erfolgt, die außerhalb der Lagerfläche 19 liegt, in die Offenstellung nach Fig. 2 zu bewegen. Dabei ist berücksichtigt, daß , wenn einmal das Ventilteil 28 die Öffnung 27 aufgedeckt hat, der Druck in dem Durchgang 22 beginnen wird zu fallen, so daß der Druck in der Pumpenkammer der Pumpe gleichfalls fallen wird, dadurch gestattet es dem Ventilglied in der Kraftstoffein­ spritzdüse zu schließen. Ein Nachteil der vorbeschriebenen Anordnung besteht darin, daß in der geschlossenen Stellung des Ventils ein Endteil des Ventilteils 28, welches der Fläche der Öffnung 27 entspricht, einem hohen Kraftstoff­ druck ausgesetzt ist, welcher in der Pumpenkammer der Pumpe entwickelt wird; daher muß die Kraft, welche durch das Betätigungsorgan 29 entwickelt wird, ausreichend hoch sein, um die Öffnung 27 geschlossen zu halten. Ein Vorteil dieser Anordnung besteht jedoch darin, daß keine Zustellung erforderlich ist, um das Ventilteil 28 in die in Fig. 2 gezeigte Position zurückzubringen.

Ein alternativer Aufbau ist in den Fig. 4 und 5 dar­ gestellt. Teile, die die gleiche Funktion haben, wie die entsprechenden Teile in den Fig. 2 und 3, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es wird ohne weiteres sinnfällig sein, daß das Ventilteil 30 an der entgegengesetzten Seite des Plattenventilglieds 24 posi­ tioniert ist. Fig. 4 zeigt das Ventil in Offenstellung; wenn es geschlossen werden soll, wird das Betätigungsorgan angeschaltet, und das Ventilteil 30 bewegt sich vorwärts, um den Kraftstoffluß durch die Öffnung 27 zu verhindern. Auf diese Weise kommt es zu einem Druckanstieg in der Steuerkammer 25. Dieser Druckanstieg in der Steuerkammer veranlaßt, wie im Beispiel nach Fig. 2 und 3, eine Verschiebung des Plattenventiltgliedsgegen die Lagerfläche 19 mit dem Ventilteil 30, das der Verschiebung des Platten­ ventilglieds folgt. In der geschlossenen Stellung des Ven­ tils, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, ist die Kraft, welche durch das Betätigungsorgan ausgeübt werden muß, um die Öffnung 27 geschlossen zu halten, geringer als im Falle der Ausführungsform nach Fig. 2 und 3, da das Teil des Ventilteils der Fläche des Querschnitts der Öffnung 27 entspricht, die dem niedrigen Druck in der Durchfluß­ öffnung 20 unterworfen ist. Das Betriebsspiel zwischen dem Ventilteil 30 und der Wand der Bohrung, in der es eingebaut ist, muß sorgfältig kontrolliert werden, um das Eindringen von Kraftstoff zu minimieren, was von der Tatsache herrührt, daß der Druck in der Steuer­ kammer 25 der gleiche ist wie der Druck in der Pumpen­ kammer, wenn sich das Ventil in der geschlossenen Stel­ lung befindet. Wenn es erforderlich ist, das Ventil wieder zu öffnen, wird das Betätigungsorgan abgeschal­ tet, und die Anfangsbewegung des Ventilteils 30 erfolgt unter der Wirkung einer Feder 24 A. Dies bedeutet, daß die Druckabfallgeschwindigkeit in dem Durchlaß 22 und deshalb in der Pumpenkammer wird einleuchtenderweise kleiner sein als im Beispiel, das in den Fig. 2 und 3 erläutert ist, da das Ventilteil und das Ventilglied sich in der gleichen Richtung bewegen. Fig. 5A ist ein Schnitt längs der Linie A-A von Fig. 5 und zeigt, daß das Ventilglied an seiner Umfangsmantelfläche ge­ führt ist.

Fig. 6 zeigt eine Abwandlung des in den Fig. 2 und 3 gezeigten Aufbaus; das Ventil ist in der geschlossenen Stellung dargestellt, und der Schnitt nach Fig. 6A ist entlang der Linie A-A′ von Fig. 6. Wieder werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, wo es angebracht ist. Im Beispiel nach Fig. 6 erstreckt sich das Ventil­ teil 31 in die Steuerkammer 25, es hat aber einen aus­ gekehlten Teil 32, welcher einen Ventilkopf 33 abstützt, um die Öffnung 27 zu schließen, mit der Seite des Plattenventilglieds 24, welches in Eingriff mit der La­ gerfläche 19 steht. In geschlossenem Zustand des Ventils, wie in Fig. 6 gezeigt, ist es leicht zu verstehen, daß die Kräfte, die auf das Ventilteil einwirken und auf den Kraftstoffdruck in dem Durchgang 22 zurückgehen, im wesentlichen im Gleichgewicht sind, und die gleiche Erklärung gilt für den Fall, daß das Ventil geöffnet ist. Die Kraft, die durch das Betätigungsorgan aufge­ bracht werden muß, ist daher erheblich reduziert, ob­ schon, wie im Beispiel nach Fig. 5 gezeigt, eine Feder 24 A zur Vorspannung des Ventilteils erforderlich ist, so daß, wenn das Betätigungsorgan abgeschaltet ist, sich der Kopf 33 bewegen kann, um den Kraftstoff­ fluß durch die Öffnung 27 zu gewährleisten. Bei diesem Auf­ bau ist nicht auszuschließen, daß Kraftstoff zwischen dem Ventilteil und der Wand der Bohrung, durch welches seine Lage bestimmt ist, eindringt. Wie gezeigt, wird das Ventilglied durch das ausgekehlte Teil 32 des Ven­ tilteils gehaltert; es kann an seiner peripheren Man­ telfläche, wie in Fig. 5A gezeigt, geführt sein.

Fig. 7 und 8 zeigen ein weiteres Beispiel des Ven­ tils, und wieder werden die gleichen Bezugszeichen ver­ wendet, wo immer es möglich ist. In diesem Fall steuert das Ventilteil 34 neben der Öffnung 27 auch den Flüssig­ keitszulauf von dem Durchgang 22 in die Steuerkammer 25.

Das Ventilteil wird für diesen Zweck mit einem abge­ setzten Teil 35 ausgestattet, welches in einem Ven­ tilkopf 36 endet, der bei eingeschaltetem Betätigungs­ organ die Öffnung 27 schließt, um, wie in der beschrie­ benen Weise, ein Schließen des Ventils zu bewirken. Wenn das Betätigungsorgan abgeschaltet wird, bewegt sich das Ventilteil mittels einer Feder, und der Kopf 36 dringt in die Bohrung ein, welche das Ventilteil 34 aufnimmt; diese Bohrung ist ein Teil des sogenannten ersten Durch­ gangsweges. Im abgeschalteten Zustand kommt daher im wesentlichen kein Kraftstoffluß durch den ersten Durch­ gangsweg in die Steuerkammer zustande. Sobald jedoch das Betätigungsorgan angeschaltet wird, bewegt sich der Ventilkopf 36 aus der Bohrung heraus, um den Kraftstoff­ fluß in die Steuerkammer 25 zugestatten, und ferner schließt er die Öffnung 27. Der Vorteil dieses Aufbaus besteht darin, daß für die gleiche Größe der Öffnung 27 die Öffnungsgeschwindigkeit des Ventils vergrößert wird. In dem anderen Fall, in einer dem Beispiel nach Fig. 4 und 5 vergleichbaren Wirkungsweise, kann die Größe der Öffnung 27 reduziert werden. Ein möglicher Nachteil dieser Konstruktion könnte darin bestehen, daß während des Schließens des überströmenden Ventilglieds die Kräfte, die von dem Kraftstoffdruck herrühren, die auf das Teil ein­ wirken, das nicht im Gleichgewicht gehalten werden kann, eine Kraft hervorrufen, welche darauf abzielt, der Be­ wegung des Ventilteils durch das Betätigungsorgan ent­ gegenzuwirken.

Fig. 9 zeigt das Prinzip des Schließens des ersten Durchgangs, wie er in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist, angewandt auf das Beispiel nach Fig. 6. Wie in Fig. 9 dargestellt, steuert das Ventilteil 31, an dem wie im Beispiel nach Fig. 6 das Kopfstück 33 angebracht ist, den Kraftstoffluß zur Steuerkammer 25 durch den Durchlaß 26 hindurch. Wie in Fig. 9 dargestellt, ist die Passage 26 geschlossen. Wenn es aber gewünscht ist, das Ventil in die Offenstellung zu bringen, wird das Betäti­ gungsorgan in Betrieb gesetzt, um das Kopfstück 33 zu veranlassen, die Öffnung 27 zu schließen; zur gleichen Zeit wird es dem Kraftstoff ermöglicht, aus der Passa­ ge 26 längs des eingekehlten Teils 32 des Ventilteils in die Steuerkammer zu fließen.

In Fig. 10 ist eine abgewandelte Ausführungsform des Ventils dargestellt, in welcher das Ventilteil 31 wie im Falle des Beispiels nach Fig. 6 ausgebildet ist; es wird durch ein Paar von Betätigungsorganen 37, 38 angetrieben, welche auf das Teil an dessen beiden Endseiten einwirken. Das Betätigungsorgan 37 ist direkt mit dem Ventilteil gekoppelt, das Betätigungsorgan 38 wirkt auf das Teil über ein Druckteil 39, welches sich durch die Durchflußöffnung 20 erstreckt, wo es in Eingriff mit dem Kopfstück 33 tritt. In diesem Falle sind keine Federn erforderlich. Der Zweck dieses Aufbaus besteht darin, den Vorteil bei stetigeren Laufeigenschaften zu nutzen, welche erhalten werden, wenn ein Betätigungsorgan abge­ schaltet wird und der magnetische Fluß abfällt. Vorzugs­ weise sollten die beiden Betätigungsorgane möglichst identische Charakteristik haben. In Fig. 10 ist das Ventil in der geöffneten Stellung bei eingeschaltetem Betätigungsorgan 37 gezeigt, daher sind der Luftspalt oder die Spalte in seinem Magnetkreis so klein wie mög­ lich. Wenn das Betätigungsorgan 38 angeschaltet wird, wird die Kraft, die es hervorruft, kleiner sein, als die Kraft, die durch das Betätigungsorgan 37 erzeugt wird, da die Luftspalte in seinem Magnetkreis größer sein werden. Wenn das Betätigungsorgan 37 abgeschaltet wird, wird die Kraft, die durch das Betätigungsorgan 38 aus­ geübt wird, vorherrschen, und sie wird ansteigen, sowie das Ventilteil sich zu bewegen beginnt. Da das Kopfstück 33 die Zentralöffnung in dem Ventilglied schließt, wird sich das Ventil in die geschlossene Stellung begeben. Wenn nach Schließen des Ventils das Betätigungsorgan 37 angeschaltet wird, wird das Ventilkopfstück 33 in der Stellung verbleiben, in welcher es die Öffnung schließt, da das Betätigungsorgan 38 die größere Kraft ausüben wird. Wenn nun das Betätigungsorgan 38 außer Betrieb gesetzt wird, wird sich das Ventilteil unter dem Ein­ fluß der Kraft, der es durch das Betätigungsorgan 37 ausgesetzt ist, bewegen. Auf diese Weise wird durch das Abschalten eines Betätigungsorgans eine Verschiebung des Ventilteils veranlaßt und damit eine Betätigung des Ventils. Während diese Anordnung eine gleichbleibendere Ventilbetätigung hervorrufen sollte, kann tatsächlich die für die Schaltoperation des Ventils benötigte Zeit auf­ grund der größeren Masse der zu bewegenden Teile anstei­ gen.

Fig. 11 zeigt ein Ventil des Typs, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, mit einem weiteren Betätigungsorgan 39, welches an dem dem Betätigungsorgan 29 entgegengesetzten Ende einwirkt. Das Betätigungsorgan 39 wirkt auf das Ventilteil 30 durch ein Schubteil 40 ein, welches ein ausgekehltes Teil 41 aufweist, das sich durch die Öffnung 27 erstreckt. Die Bedienung der beiden Betätigungsorgane, um eine Verschiebung des Ventilteils zu erreichen, wird in der Weise vorgenommen, wie es im Zusammenhang mit Fig. 10 erläutert wurde; wieder sind keine Federn er­ forderlich.

Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform des Ventils, nach welchem die Steuerung des Ventils durch zwei Be­ tätigungsorgane bewirkt wird; in diesem Fall sind die Betätigungsorgane mechanisch voneinander getrennt und schließen Federn ein. In Fig. 12 werden gleiche Bezugs­ zeichen für aus früheren Figuren vergleichbare Teile verwendet. Das Ventilteil 28, das durch das Betätigungs­ organ 29 gesteuert wird, wird eingesetzt, um die Öffnung 27 im Ventilglied anzusteuern, aber ein weiteres Ventil­ teil 42, das durch das Betätigungsorgan 43 gesteuert wird, wird angewandt, um den Kraftstoffluß in die Steuerkammer 25 zu steuern. In Fig. 12 ist das Ventil in geöffneter Stellung gezeigt, mit eingeschaltetem Betätigungsorgan 43, und das Ventilteil 42 schließt eine Öffnung 44 zur Steuer­ kammer 25. Das Betätigungsorgan 29 ist abgeschaltet und das Ventilteil 28 bewegt sich von der Öffnung 27 weg. Um das Ventil zu schließen, wird das Betätigungsorgan 29 angeschaltet, um die Öffnung 27 zu schließen, dann wird das Betätigungsorgan 43 abgeschaltet, um die Öffnung 44 zu öffnen, um dem Kraftstoff zu erlauben, in die Steuer­ kammer 25 zu fließen. Das Plattenventilglied bewegt sich unter dem Einfluß des Drucks in der Steuerkammer in eine Kontaktstellung mit der Lagerfläche 19, um das Ventil zu schließen; das Ventilteil 28 wird bei diesem Vorgang gegen die Wirkung des Betätigungsorgans beaufschlagt. Um das Ventil wieder zu öffnen, wird das Betätigungsorgan 43 erst angeschaltet, um die Öffnung 44 zu schließen, dann wird das Betätigungsorgan 29 abgeschaltet, um die Öffnung 27 zu öffnen, wonach sich das Plattenventilglied in Kontakt mit der Lagerfläche 23 bewegt. Die Verschiebe­ bewegung des Plattenventilglieds, sei es in die Richtung des Öffnens, sei es in die Richtung des Schließens, wird eingeleitet durch das Abschalten eines Betätigungsorgans.

Fig. 13 zeigt teilweise im Seitenschnitt eine soge­ nannte Einspritzpumpe, in die eine Ausführungsform nach Fig. 6 eingebaut ist. Die Einspritzpumpe umfaßt ein Gehäuseteil 45, in welchem ein Kolbenzylinder 46 einge­ baut ist, der eine Bohrung zur Aufnahme des Pumpenkolbens 47 enthält. Der Pumpenkolben ist mit einem Mitnehmer­ mechanismus verbunden, der außerhalb durch eine nicht gezeigte Feder beaufschlagt ist. Der Mitnehmermechanis­ mus ist so ausgelegt, daß er im Gebrauch mit maschinen­ getriebenen Nocken in Eingriff steht. Am entgegenge­ setzten Ende des Gehäuseteils ist ein Einspritzdüsen­ einsatz 48 herkömmlicher Bauart eingebaut; das Gehäuse­ teil weist eine längliche Ausnehmung 49 auf, welche die Sperrfeder 50 der Einspritzdüse aufnimmt.

Der Gehäuseteil ist mit einem Paar diametral angeordne­ ter Ausnehmungen 51, 52 versehen. Die Ausnehmung 51 nimmt ein komplettes Ventil 53 auf, und die Ausnehmung 52 nimmt ein komplettes Betätigungsorgan 54 auf. Das Ventil 53 umfaßt ein geflanschtes inneres Gehäuse 55, einen ringförmigen Abstandshalter 56 und ein äußeres Gehäuse 57. Das innere Gehäuse 55 ist mit einer läng­ lichen Bohrung ausgestattet, in welcher das Ventilteil 31 eingebaut ist, wobei letzteres, wie sich aus dem Beispiel nach Fig. 6 ergibt, mit einem Kopfstück 33 ausgestattet ist. Das Ventilteil 31 erstreckt sich aus der Bohrung heraus in die Ausnehmung 52. Die Außenfläche des geflanschten Teils des inneren Gehäuses, welches dem äußeren Gehäuse ausgesetzt ist, bestimmt die Lager­ fläche 23, welche in diesem Fall mit einer Zahl von Nuten ausgestattet ist, so daß man sich nicht um einen geeigneten Abschluß mit dem Plattenventilglied 24 sorgen muß. Die Nuten bilden dabei einen sogenannten ersten Durchgangsweg in die Steuerkammer. Das Außengehäuse 57 markiert die Lagerfläche 19 um den Durchflußweg 20 herum, welchem ein Durchgang in Form einer Rundfuge angeschlos­ sen ist, die in der Pheripherie des Außengehäuses 57 ein­ geformt ist und welche mit einem Kraftstoffeinlaß 58 in Verbindung steht, der sich in dem Gehäuseteil 45 be­ findet. Der Kraftstoffeinlaß ist üblicherweise mit einer Kraftstoffquelle unter Druck verbunden.

Die vorerwähnte Rundfuge steht auch mit einer Kraftstoff­ strecke (fuel gallery) in Verbindung, die in dem Ge­ häuseteil 45 begrenzt ist und einen Pumpenzylinder um­ gibt. Die Strecke steht über ein Paar von Öffnungen 59 mit der Bohrung in Verbindung, die die Kolben 47 auf­ nimmt; die Öffnungen 59 sind so angeordnet, daß sie während der Einwärtsbewegung des Kolbens abgedeckt wer­ den. Die Bohrung in dem Pumpenzylinder wird mit einer Umfangsausnehmung verbunden, die in der Oberfläche des geflanschten Teiles des inneren Gehäuses eingeformt ist, der geflanschte Teil bestimmt auch eine Vielzahl winkel­ förmig unterteilter Öffnungen, welche sich in die Ein­ laßkammer 21 öffnen. Das äußere Gehäuse ist an seinem Umfang mit Bolzengewinde versehen, so daß eine Sicherung in der Ausnehmung 51 ermöglicht ist. Das Gehäuse bewirkt einen absperrenden Eingriff mit dem Einsatz 56, welcher auch einen Abschluß mit dem geflanschten Teil des Innen­ gehäuses bildet. Die Bohrung, welche den Kolben 47 auf­ nimmt, steht mit dem Einlaß der Kraftstoffeinspritzdüse über einen Durchlaß in Verbindung, dessen Umrißlinie mit 60 angedeutet ist.

Die Baugruppe des Betätigungsorgans umfaßt ein becher­ förmiges Teil 61, welches aus nicht-magnetischem Material gebildet ist. Die Umfangsfläche des becherförmigen Teils ist mit einem Bolzengewinde versehen, durch das es in die Ausnehmung 52 eingeschraubt werden kann. Das becher­ förmige Teil sitzt auf einer Magnetspulanordnung, welche eine Wicklung 62 umfaßt und ein Paar von Kernstücken 63, 64, wobei das Kernteil 63 von ringförmiger Gestalt ist und "L"-Profil aufweist. Das äußere Kernteil ist von röhrenartiger Gestalt und wird um die Windung gepreßt, bevor die Magnetspulanordnung in den Gehäuseteil einge­ setzt wird.

Ein ringscheibenförmiger Anker 65 ist gegen ein Stützla­ ger festgelegt, das auf dem Ventilteil 31 bestimmt ist, welch letzteres einen Gewindering trägt, zwischen dem und dem Anker eine Feder 66 mit totem Gang angeordnet ist. Der Anker und das Ventilteil werden mittels einer gewundenen Kompressionsfeder 67 in Vorspannung gebracht, um der Bewegung des Ankers im Magnetfeld entgegenzuwir­ ken, wenn die Wicklung 62 unter Strom gesetzt wird. Wie gezeigt, bewegt sich der Kolben 47 aufwärts; mit den geschlossenen Öffnungen 59 ist Ventil geschlossen, so daß der Kraftstoff der Einspritzdüse angeliefert wird.

Wenn das Ventil in der geschlossenen Stellung ist, wird das Spiel zwischen dem Ventilteil und der Bohrung, in der es gelagert ist, einen Eindringweg bilden, und so lange die Leckage minimal gehalten werden kann, wird sie in einer Nut gesammelt, die in dem Ventilteil ge­ bildet ist und einem Kanal zurückgeführt. Um zu verhindern, daß Kraftstoff in die Betätigungsanordnung eindringt, ist ein federelastisches Abdichtungsteil 68 um das Ventilteil 31 angeordnet.

Fig. 14 und 15 zeigen eine andere Variante des Ven­ tils, welches in der gleichen Weise funktioniert wie das Ventil der Fig. 7 und 8, aber es hat zwei ge­ trennte Ventilelemente zur Steuerung des Flusses durch die Öffnung 27 und des Flusses in die Steuerkammer von dem Durchgang 22. Das Ventilteil 70, welches den Fluß durch die Öffnung 27 steuert, umfaßt eine Stange, welche verschiebbar in einer Büchse 71 eingebaut ist, welche das Ventilteil bildet, das den Fluß in die Kammer 25 steuert. Die Büchse ist mit einem ersten Relaisanker 72 eines Be­ tätigungsorgans 73 verbunden, und die Stange wird mit einem zweiten Anker 74 in Eingriff gebracht; die beiden Anker sind entgegengesetzt auf einem zentralen Kern 75 angeordnet, der eine Wicklung 76 aufnimmt. Die zwei Anker werden gesondert mittels einer gewundenen Feder 77 vor­ gespannt; ein Anschlag 78 ist für den Eingriff mit dem Anker 74 vorgesehen.

In abgeschaltetem Zustand steht der Anker 74 des Betäti­ gungsorgans 73 mit dem Anschlag in Verbindung, und die Büchse 71 hindert den Kraftstoffluß in die Steuerkammer. Überdies ist das Ventilteil 70 zurückgezogen, so daß die Öffnung 27 eine Verbindung zwischen der Steuerkammer und der Durchflußöffnung 20 gestattet. Das Ventil nimmt daher eine Offenstellung ein. Um es zu schließen, wird die Wicklung 76 erregt, und die beiden Anker werden, wie in Fig. 15 dargestellt, vom Anker 75 angezogen. Die Folge sind ein Schließen der Öffnung 27 und der Kraft­ stoffluß in die Steuerkammer, welcher das Ventilglied veranlaßt, an der Lagerfläche 19 zur Anlage zu kommen, womit das Ventil geschlossen wird.

Claims (15)

1. Elektromagnetisch gesteuertes Ventil für eine Kraft­ stoffeinspritzvorrichtung einer Verbrennungsmaschine bestehend aus
einem Gehäuse, das eine erste Lagerfläche um eine Durch­ flußöffnung bestimmt, welche sich im Gebrauch zu einem Kanal erweitert, wobei das Gehäuse um diese Lagerfläche eine Einlaßkammer bildet, die mit einer Kraftstoffhoch­ druckquelle der Vorrichtung in Verbindung steht,
einer zweiten Lagerfläche, die der ersten Lagerfläche im Abstand gegenüberliegt und eine größere Fläche als die erste Lagerfläche einschließt,
einem Plattenventilglied, das zwischen den Lagerflächen be­ wegbar ist, wobei das Plattenventilglied, wenn es mit der zweiten Lagerfläche in Eingriff steht, mit dieser eine Steuerkammer bildet,
einem ersten Durchgangsweg, welcher die Steuerkammer mit der Einlaßkammer verbindet,
einem zweiten Durchgangsweg, welcher die Steuerkammer mit einem Kanal verbindet und
einem elektromagnetisch betätigten Ventilteil, welches den Kraftstoffluß durch diesen zweiten Durchgangsweg steuert,
wobei der Aufbau so getroffen ist, daß in der Offenstel­ lung des Ventilteils die Kraft, die auf die Stirnseite des Plattenventilglieds das außerhalb der ersten Lager­ fläche liegt, entwickelt wird, das Plattenglied in Kontakt mit der zweiten Lagerfläche treibt und in der geschlosse­ nen Stellung des Ventilteils der Druck in der Steuerkammer das Plattenventilglied von der zweiten Lagerfläche gegen die erste Lagerfläche treibt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Durchgangsweg durch eine Öffnung in dem Ventil­ gliedgebildet wird.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilteil das Ventilglied an der Seite angreift, die sich der ersten Lagerfläche präsentiert, um den Kraft­ stoffluß durch die Öffnung zu verhindern.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilteil sich durch die Durchflußöffnung er­ streckt.

5. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilteil ein Kopfstück aufweist, das mit der Seite des Ventilglieds in Eingriff steht, das Ventilteil einen ausgekehlten Teil hat, der sich durch die Öffnung erstreckt und daß der verbleibende Teil des Ventilteils in und verschiebbar innerhalb einer Bohrung im Gehäuse angeordnet ist und daß sich die Bohrung von der Seite des Ven­ tilglieds erstreckt, die sich der zweiten Lagerfläche präsentiert.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilteil zusätzlich den Kraftstoffluß durch den ersten Durchflußweg steuert, wobei in der geöffneten Stellung des Ventilglieds der Kraftstoffluß durch den ersten Durchgangsweg verhindert wird, der erste Durch­ gangsweg geöffnet wird und geschlossen wird, wenn das Ventilteil betätigt wird, um das Ventil zu schließen.

7. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es ein erstes und ein zweites elektromagnetisches Be­ tätigungsorgan umfaßt für das Ventilteil, wobei die Be­ tätigungsorgane in entgegengesetzten Richtungen des Ven­ tilteils wirken.

8. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es federnde Mittel umfaßt, die auf das Ventilteil in der Richtung wirken, um das Ventilteil weg von der zweiten Lagerfläche vorzuspannen.

9. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es ein weiteres elektromagnetisch betätigtes Ventilteil zur Kraftstoffsteuerung im ersten Durchgangsweg umfaßt.

10. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilteil mit dem Ventilglied auf der Seite in Eingriff steht, das der zweiten Lagerfläche präsentiert ist, um den Kraftstoffluß durch die Öffnung zu verhindern, das Ventilteil in einer Bohrung des Gehäuses verschiebbar gelagert ist und daß die Bohrung sich von der Seite des Ventilglieds erstreckt, die sich der zweiten Lagerfläche präsentiert.

11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es federnde Mittel umfaßt, die auf das Ventilteil in der Richtung einwirken, um das Ventilteil gegen die erste Lagerfläche vorzuspannen.

12. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilteil zusätzlich den Kraftstoffluß durch den ersten Durchgangsweg steuert, wobei, wenn das Ven­ tilteil verschoben wird, um die Öffnung im ersten Durch­ gangsweg aufzudecken, das Ventil geschlossen wird.

13. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es erste und zweite elektromagnetische Betätigungs­ organe einschließt für das Ventilteil, wobei beide Betätigungs­ organe in entgegengesetzten Richtungen des Ventilteils wirken.

14. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt,
ein weiteres Ventilteil zur Steuerung des Kraftstofflusses durch den ersten Durchgangsweg,
ein Paar von Ankern, die mit den Ventilteilen verbunden sind, wobei die Anker an entgegengesetzten Seiten eines elektromagnetischen Aufbaus angeordnet sind, wobei, wenn der Magnet in Betrieb gesetzt wird, die Ventilteile sich bewegen werden, um die Offnung zu schließen und den ersten Durchgangsweg zu öffnen, um ein Schließen des Ventils zu veranlassen,
federnde Mittel, die zwischen den Ankern wirken, wobei, wenn der Magnet abgeschaltet wird, die Ventilteile be­ wegt werden, um die Öffnung aufzudecken und den ersten Durchgangsweg zu schließen, um ein Öffnen des Ventils zu veranlassen.

15. Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Verbrennungs­ maschine dadurch gekennzeichnet, daß sie ein elektro­ magnetisch gesteuertes Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche enthält.