DE3711850A1 - Elektromagnetisch betaetigbares ventil - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbarem Ven­ til nach der Gattung des Hauptanspruches. Es ist schon ein elektro­ magnetisch betätigbares Ventil bekannt (DE-PS 23 49 584), bei dem ein mit Ringnuten versehenes Kopfende einer Ventilnadel in eine Auf­ nahmebohrung eines Ankers gesteckt und darin mittels eines über den Anker gezogenen Ziehringes durch An- und Einpressen des Ankermate­ rials befestigt wird. Um im eingebauten Zustand der Ventilnadel mit dem Anker eine Umströmung des zu steuernden Mediums zu gewährlei­ sten, ist das Kopfende der Ventilnadel mit zwei in axialer Richtung verlaufenden Flächen versehen, die bei der Herstellung durch Schlei­ fen ein nachträgliches Entgraten erfordern. Infolge der beiden axial verlaufenden Flächen am Kopfende der Ventilnadel ergibt sich beim Aufsetzen des Ankers eine geringe Exzentrizität, so daß ein größerer Außendurchmesser des Ankers gewählt werden muß, um für das abschlie­ ßende Schleifen des Ankeraußendurchmessers genügend Material zur Verfügung zu haben. Das hierfür erforderliche Aufmaß des Ankeraußen­ durchmessers muß jedoch beim Preßvorgang mit dem Ziehring verformt werden und führt zu einer Verschlechterung der Magneteigenschaften des Ankers.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Ventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegennüber den Vorteil, daß eine bessere zen­ trische Lage von Ventilnadel und Anker nach dem Aufpressen gewähr­ leistet ist, so daß ein geringeres Aufmaß des Ankeraußendurchmessers für das Aufpressen des Ankers auf das Kopfende der Ventilnadel er­ forderlich ist und damit durch den Ziehring eine geringere Verfor­ mung des Ankermaterials erfolgt, was zu besseren Magneteigenschaften des Ankers führt. Das geringere erforderliche Aufmaß des Ankeraußen­ durchmessers ermöglicht beim abschließenden Schleifen des Ankerau­ ßendurchmessers auf sein Endmaß eine Verringerung der erforderlichen Schleifzeit.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Ventiles möglich. Die wenigstens eine Ringnut am Kopf­ ende der Ventilnadel gewährleistet eine sichere axiale Fixierung, während ein Rändel am Kopfende der Ventilnadel die Verdrehsicherung zwischen Anker und Ventilnadel erhöht.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein­ facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu­ tert. Es zeigen

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsge­ mäß ausgestalteten elektromagnetisch betätigbaren Ventiles, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Innerhalb eines in der Zeichnung mit 1 bezeichneten Ventilgehäuses eines nicht näher dargestellten, beispielsweise beschriebenen Ein­ spritzventiles für Kraftstoffeinspritzanlagen von gemischverdichten­ den fremdgezündeten Brennkraftmaschinen befindet sich eine auf einem Spulenträger 2 aufgebrachte Magnetspule 3. Teilweise von diesem um­ geben, befindet sich innerhalb des Spulenträgers 2 ein ferromagneti­ scher Kern 4. Einer Stirnseite des Kerns 4 zugewandt und ebenfalls teilweise innerhalb des Spulenträgers 2 gelegen, ist ein Anker 5 an­ geordnet, welcher mit einer als Ventilschließkörper dienenden metal­ lenen Ventilnadel 6 verbunden ist. Eine Druckfeder 7 liegt am Anker 5 an und belastet diesen in Richtung vom Kern 4 weg. An einem vom Anker 5 durchragten Absatz 9 des Ventilgehäuses 1 liegt eine An­ schlagscheibe 10 an, die mit einer Ausnehmung 11 einen Hals 12 der Ventilnadel 6 derart umgreift, daß einerseits der Anschlagscheibe 10 der Anker 5 und andererseits ein die Ausnehmung radial übertragender Anschlagbund 13 der Ventilnadel 6 angeordnet ist. Durch den axialen Abstand zwischen Anschlagscheibe 10 und Anschlagbund 13 wird bei ei­ ner Betätigung der Ventilnadel 6 der Hub der Ventilnadel festgelegt.

Die Ventilnadel 6 ist in einem metallenen Düsenkörper 15 verschieb­ bar gelagert, welcher auf nicht dargestellte Weise mit dem Ventil­ gehäuse 1 verbunden ist und die Anschlagscheibe 10 gegen den Absatz 9 preßt. Der Düsenkörper 15 weist eine koaxiale Führungsbohrung 16 auf, an welche sich in der der Magnetspule 3 abgewandten Richtung eine sich konisch verjüngende Ventilsitzfläche 17 anschließt, welche ihrerseits in einer gegebenenfalls zumessenden Abspritzöffung 18 en­ det. Die Ventilnadel 6 wird in der Führungsbohrung 16 des Düsenkör­ pers 15 geführt und läuft in der der Magnetspule 3 abgewandten Rich­ tung in einem kegeligen Abschnitt 20 aus, an den sich ein schmaler Dichtabschnitt 21 anschließt. Dieser liegt bei geschlossenem Ein­ spritzventil direkt auf der sich verjüngenden Ventilsitzfläche 17 des Düsenkörpers 15 auf. Zum Öffnen des Einspritzventils hebt die Ventilnadel 6 mit dem Dichtabschnitt 21 von der Ventilsitzfläche 17 ab und gibt damit eine Durchströmöffnung für den Kraftstoff frei. Der kegelige Abschnitt 20 kann mit seiner Spitze noch teilweise in die Abspritzöffnung 18 hineinragen. Weiterhin kann der kegelige Ab­ schnitt 20 sowohl in der dargestellten Form eines Kegels auslaufen als auch einen Nadelzapfen aufweisen, welcher, eine koaxiale Verlän­ gerung der Ventilnadel 6 bildend, aus der Abspritzöffnung 18 des Dü­ senkörpers 15 hinausragt.

Die Ventilnadel 6 hat weiterhin einen sich an den Dichtabschnitt 21 anschließenden zylindrischen Abschnitt 23 und daran anschließend mit axialem Abstand zueinander zwei Führungsabschnitte 30 und 31, welche der Ventilnadel 6 innerhalb der Führungsbohrung 16 Führung geben. Die Führungsabschnitte 30, 31 weisen an ihrem Umfang Durchströmöff­ nungen 33 auf, welche beispielsweise als Flächen ausgebildet sein können und den Führungsabschnitten die Form von beispielsweise Vier­ kanten geben.

Die die Führungsabschnitte 30 und 31 aufnehmende Führungsbohrung 16 des Düsenkörpers 15 ist in der der Magnetspule 3 abgewandten Rich­ tung in Form einer Erweiterung 35 abgesetzt, welche fertigungstech­ nisch bedingt ist. Der Durchmesser der auch als "Hinterschnitt" be­ zeichneten Erweiterung 35 ist größer als der Durchmesser der Füh­ rungsbohrung 16. An die Erweiterung 35 schließt sich die bereits be­ schriebene Ventilsitzfläche 17 an.

Zwischen den Führungsabschnitten 30 und 31 weist die Ventilnadel 6 einen im Durchmesser gegenüber diesen Führungsabschnitten reduzier­ ten Verbindungsabschnitt 40 auf, der in radialer Richtung mit der Führungsbohrung 16 einen ringförmigen Strömungskanal 41 begrenzt.

An den Hals 12 anschließend weist die Ventilnadel 6 ein Kopfende 44 mit kreisförmigem Querschnitt auf, das in eine abgestufte Aufnahme­ bohrung 45 des Ankers 5 ragend in dieser durch Preßverbindung befe­ stigt ist. Von einer der Ventilnadel 6 zugewandten Ankerstirnfläche 46 ausgehend weist die abgestufte Aufnahmebohrung 45 einen Halteab­ schnitt 47 und einen sich daran anschließenden Durchströmabschnitt 48 mit geringerem Durchmesser auf, der in einer zur gegenüberliegen­ den Ankerstirnfläche 49 hin offenen und die Druckfeder 7 führenden Anlagebohrung 50 offen ist. Die Aufnahmebohrung 45 verläuft koaxial zum Ankeraußendurchmesser. Von der der Ventilnadel 6 zugewandten An­ kerstirnfläche 46 ausgehend verlaufen wenigstens drei Axialnuten 52 (siehe auch Fig. 2) so in axialer Richtung innerhalb des Ankers 5 um das Kopfende 44 der Ventilnadel 6 herum, so daß sie zur Aufnahme­ bohrung 45 hin offen sind und eine Strömungsverbindung von der An­ kerstirnfläche 46 zum Durchströmabschnitt 48 gewährleisten. In Fig. 2 sind beispielsweise drei Axialnuten 52 dargestellt, die zueinander annähernd den gleichen Abstand aufweisen. Das Kopfende 44 kann we­ nigstens eine Ringnut 53 aufweisen und mit einem Rändel 54 versehen sein. Die Herstellung des aus weichmagnetischem Material bestehenden Ankers kann beispielsweise durch Pressen erfolgen, wobei die Auf­ nahmebohrung 45 und die Axialnuten 52 ebenfalls ausgeformt werden. Dabei hat der Anker 5 noch einen größeren Außendurchmesser als sein Solldurchmesser. Zur Verbindung der Ventilnadel 6 mit dem Anker 5 wird das Kopfende 44 in den Halteabschnitt 47 der Aufnahmebohrung 45 eingeschoben, wobei durch die drei zwischen den Axialnuten 52 ver­ bleibenden Wandungsbereiche des Halteabschnittes 47 eine sehr gute Zentrierung erreicht wird. Befinden sich Ventilnadel 6 und Anker 5 in der vorgesehenen Lage zueinander, so wird, wie beim obengenannten Stand der Technik nach der DE-PS 23 49 584 beschrieben, mittels ei­ nes uber den Anker 5 gezogenen Ziehringes Material nach innen ge­ preßt und umschließt dabei das Kopfende 44 mit der wenigstens einen Ringnut 53. Das Rändel 54 bewirkt eine erhöhte Verdrehsicherung. Ab­ schließend wird der Außendurchmesser des Ankers 5 auf seinen Soll­ durchmesser geschliffen. Hierfür verringert sich der Zeitbedarf bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung von Ventilnadel 6 und Anker 5 wesentlich aufgrund des geringeren erforderlichen Aufmaßes des An­ keraußendurchmessers. Die Durchströmung des Ankers 5 wird dadurch gesichert, daß die Axialnuten 52 von der Ankerstirnfläche 46 aus­ gehend um das Kopfende 44 herum zur Aufnahmebohrung 45 führen.

Claims (3)

1. Elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere Einspritzven­ til für Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit ei­ ner in einem Ventilgehäuse angeordneten Magnetspule und einer Ven­ tilnadel, deren Kopfende in eine koaxial einen Anker durchdringende Aufnahmebohrung ragt und mit dem Anker durch Pressung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Anker (5), von der der Ventilnadel (6) zugewandten Ankerstirnfläche (46) ausgehend, wenigstens drei zur Aufnahmebohrung (45) hin offene, sich in axialer Richtung des Ankers (5) erstreckende und zueinander annähernd den gleichen Abstand auf­ weisende Axialnuten (52) vorgesehen sind, die eine Strömungsverbin­ dung um das Kopfende (44) der Ventilnadel (6) zur Aufnahmebohrung (45) bilden.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfende (44) der Ventilnadel (6) wenigstens eine Ringnut (53) aufweist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfende (44) der Ventilnadel (6) mit einem Rändel (54) versehen ist.