DE3641470A1 - Elektromagnetisch betaetigbares kraftstoffeinspritzventil - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Kraftstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruches. Es ist schon ein Kraftstoffeinspritzventil bekannt, bei dem der Anker einen kugelförmigen Führungsabschnitt aufweist, der bei geöffnetem Ventil mit einer Berührungsfläche an einer Anschlagöffnung zum An­ liegen kommt. Dabei ergibt sich der Nachteil, daß als Material für den Anker nicht der optimale Werkstoff verwendet werden kann, da der Werkstoff einmal gute weichmagnetische Eigenschaften haben soll und andererseits zur Verschleißminderung hart sein soll.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße elektromagnetisch betätigbare Kraftstoffein­ spritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die magnetischen Eigenschaften und die Lebensdauer des Kraftstoffeinspritzventiles verbessert werden. Die Ausbildung des Ankers aus weichmagnetischem Werkstoff führt zu einem schnelleren Elektromagnetkreis, während die Ausgestaltung des kugelförmigen Führungsabschnittes aus hartem Werkstoff verschleiß­ vermindernd wirkt und damit zu einer längeren Betriebsdauer des Kraftstoffeinspritzventiles führt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzventiles möglich. Hierdurch läßt sich der erforderliche Hub der Ventilnadel einfach und exakt einstellen und fixieren.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäß ausgestalteten Kraftstoffeinspritzventiles,

Fig. 2 ein zwei­ tes Ausführungsbeispiel der Erfindung eines Ankers mit einem kugel­ förmigen Führungsabschnitt in Teilansicht.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das in der Fig. 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzventil für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine hat ein Ventilgehäuse 1, dessen abgestufte Ge­ häuseinnenbohrung 2 eine erste Schulter 3 aufweist, an der eine Grundplatte 4 anliegt, in deren mittlerer Ausnehmung 5 ein erstes Polteil 7 mit einem ersten abgewinkelten Pol 8 und ein zweites Pol­ teil 9 mit einem zweiten abgewinkelten Pol 10 ragen. Die aufeinander zugerichteten Pole 8 und 10 bilden zwischen sich einen Polluftspalt 11, der teilweise durch einen Permanentmagneten 12 überbrückt wird. Innerhalb der Gehäuseinnenbohrung 2 ist auf dem ersten Polteil 7 ei­ ne erste Magnetspule 13 und auf dem zweiten Polteil 9 eine zweite Magnetspule 14 angeordnet, die oberhalb der Pole 8, 10 liegen.

Anschließend an den die Magnetspulen aufnehmenden Bereich weist das Ventilgehäuse 1 ein Mundstück 16 mit geringerem Außendurchmesser auf, in dem sich die Gehäuseinnenbohrung 2 fortsetzt und einen Ven­ tilsitzkörper 17 aufnimmt, der über einen Zwischenring 18 an einer zweiten Schulter 19 der Gehäuseinnenbohrung 2 anliegt. Der Rand des Mundstückes 16 umgreift als Bördelung 20 teilweise den Ventilsitz­ körper 17 und preßt diesen in Richtung zur zweiten Schulter 19 an den Zwischenring 18. In axialer Richtung weist der Ventilsitzkörper 17 eine durchgehende Strömungsbohrung 22 auf, die nach außen in ei­ nen am Ventilsitzkörper 17 ausgebildeten festen Ventilsitz 23 mün­ det. Dem Ventilsitz 23 abgewandt geht die Strömungsbohrung 22 in eine abgeschrägte Anschlagöffnung 24 über, deren Durchmesser sich kegelförmig bis zu einer sich anschließenden zylindrischen Führungs­ bohrung 25 erweitert. Die Strömungsbohrung 22 wird mit weitem Spiel von einer Ventilnadel 26 durchragt, an deren einem Ende ein Anker 27 aus ferromagnetischem Material fixiert ist, der der Ventilnadel 26 zugewandt mit einem kugelförmig ausgebildeten Führungsabschnitt 28 verbunden ist, der in der Führungsbohrung 25 mit engem radialen Spiel gleitbar gelagert ist. Dem Anker 27 abgewandt ist an der Ven­ tilnadel 26 ein Schließkopf 29 ausgebildet, der mit dem Ventilsitz 23 zusammenwirkt. Der Anker 27 weist den als Kern dienenden Poltei­ len 7, 9 zugewandt eine Abflachung 30 auf und wird bei nicht erreg­ ten Magnetspulen 13, 14 durch das Permanentmagnetfeld des Permanent­ magneten 12 in Richtung zu den Polen 8, 10 angezogen, zu denen er jedoch einen Luftspalt 31 bei am Ventilsitz 23 anliegendem Schließ­ kopf 29 aufweist. In dieser Stellung hat der kugelförmige Führungs­ abschnitt 28 von der Anschlagöffnung 24 abgehoben. Die radiale Füh­ rung des kugelförmigen Führungsabschnittes 28 und damit des Ankers 27 erfolgt am Umfang des Führungsabschnittes nahezu durch Linienbe­ rührung in der Führungsbohrung 25. Unmittelbar stromaufwärts des Schließkopfes 29 ist an der Ventilnadel 26 ein Zumeßbund 33 ausge­ bildet, der mit der Wandung der Strömungsbohrung 22 eine Drossel­ stelle für den Kraftstoff darstellt und einen Zumeßringspalt 34 bil­ det, an dem beispielsweise etwa 70% des Druckes des Kraftstoffes gegenüber dem stromabwärts des Ventilsitzes 23 herrschenden Umge­ bungsdruck abfällt. Die restlichen 30% des Kraftstoffdruckes gegen­ über dem Umgebungsdruck fallen an dem Strömungsquerschnitt zwischen dem Ventilsitz 23 und dem Schließkopf 29 ab. Die Anordnung des Zu­ meßringspaltes 34 unmittelbar stromaufwärts des Ventilsitzes 23 bringt den Vorteil mit sich, daß die Kraftstoffzumessung an einer Stelle stattfindet, an der der Zumeßringspalt 34 nicht durch Be­ standteile der Saugrohratmosphäre wie z.B. feinster Staub und Parti­ kel aus rückgeführtem Abgas zugesetzt wird, wodurch sich die zuge­ messene Kraftstoffmenge im Betrieb verändern würde. Die Kraftstoff­ zufuhr zur Strömungsbohrung 22 erfolgt in einem Ringkanal 35 zwi­ schen einem Absatz 36 des Ventilsitzkörpers 17 und der Gehäuseinnen­ bohrung 2, die einerseits zu einem nicht dargestellten Kraftstoffzu­ fuhranschluß von einer Kraftstofförderpumpe führt und von dem ande­ rerseits Radialbohrungen 37 zur Strömungsbohrung 22 führen.

Wie bereits dargelegt, wird der Anker 27 bei nicht erregten Magnet­ spulen 13, 14 durch das Permanentmagnetfeld 12 in Richtung zu den Polen 8, 10 gezogen und hält damit den Schließkopf 29 am Ventilsitz 23. Bei entsprechender Erregung der Magnetspulen 13, 14 fließt dem Permanentmagnetfluß am Anker 27 ein annähernd gleich großer Elektro­ magnetfluß entgegen, wodurch die an der Ventilnadel in Öffnungsrich­ tung des Ventiles angreifende Druckkraft des Kraftstoffes ausreicht, den Schließkopf 29 vom Ventilsitz 23 abzuheben und der Anker 27 eine Hubbewegung bis zur Anlage des Führungsabschnittes 28 an der Wandung der Anschlagöffnung 24 ausführen kann. Die Hubbewegung des Ankers 27 bzw. des Schließkopfes 29 gegenüber dem Ventilsitz 23 kann vor dem Fixieren des Ankers 27 bzw. Führungsabschnittes 28 an der Ventil­ nadel 26 in bekannter Weise eingestellt werden. Bei vom Ventilsitz 23 nach außen abgehobenem Schließkopf 29 zentriert der zum Ventil­ sitz 23 strömende Kraftstoff zugleich die Ventilnadel 26 in der Strömungsbohrung 22.

Anker 27 und kugelförmiger Führungsabschnitt 28 sind als selbstän­ dige Teile ausgebildet. Der zylindrische Anker 27 ist aus gut weich­ magnetischem Werkstoff gefertigt und besitzt einen Ansatz 44 gerin­ geren Durchmessers, mit dem er in eine Aufnahmebohrung 45 des aus einem harten Werkstoff gefertigten Führungsabschnittes 28 ragt. Eine Zentralbohrung 39 zur Aufnahme der Ventilnadel 26 durchdringt sowohl den Anker 27, als auch den Führungsabschnitt 28. Der Anker 27 sitzt an der der Ventilnadel abgewandten Stirnfläche 46 des Führungsab­ schnittes 28 auf und ist an dieser Stirnfläche 48 mit dem Führungs­ abschnitt 28 durch beispielsweise Laserschweißen bei 47 fest verbun­ den.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem für die gleichwirkenden Teile die gleichen Bezugszeichen gewählt wurden, wie bisher, sind Anker 27 und Führungsabschnitt 28 ebenfalls als selbständige Teile ausgebildet, wobei der Anker 27 aus weichmag­ netischem Werkstoff gefertigt ist und der Führungsabschnitt 28 aus einem harten Werkstoff. In die den Führungsabschnitt 28 durchdrin­ gende Aufnahmebohrung 45 ist der Ansatz 44 des Ankers 27 eingesetzt, und bei 47 sind Anker 27 und Führungsabschnitt 28 verschweißt. Die den Anker 27 durchdringende Zentralbohrung 39 ist mit einem Innen­ gewinde 49 versehen, in das die Ventilnadel 26 mit einem Außengewin­ de 50 eingeschraubt und nach Einstellung der Endlage darin fixiert ist, z. B. durch Verschweißen.

Claims (3)

1. Elektromagnetisch betätigbares Kraftstoffeinspritzventil mit ei­ nem Ventilgehäuse, einem im Ventilgehäuse angeordneten Ventilsitz­ körper, mindestens einer Magnetspule, einem Kern und einem Anker, der mit einer Ventilnadel verbunden ist und einen kugelförmigen Füh­ rungsabschnitt aufweist, dessen Umfang in einer Führungsbohrung des Ventilsitzkörpers gleitbar gelagert ist und dessen Hubbewegung in Richtung vom Kern weg durch eine sich an die Führungsbohrung an­ schließende Anschlagöffnung begrenzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Anker (27) und kugelförmiger Führungsabschnitt (28) als selb­ ständige Teile ausgebildet sind und der aus weichmagnetischem Werk­ stoff gefertigte Anker (27) mit einem Ansatz (44) in eine Aufnahme­ bohrung (45) des aus hartem Werkstoff gefertigten Führungsabschnit­ tes (28) ragt und mit dem Führungsabschnitt (28) fest verbunden ist.

2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Anker (27) eine Zentralbohrung (39) hat, in die das eine Ende der Ventilnadel (26) ragt und in der es befestigt ist.

3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zentralbohrung (39) des Ankers (27) ein Innengewinde (49) hat und die Ventilnadel (26) mit einem Außengewinde (50) in die Zentralbohrung (39) einschraubbar ist.