DE3735288A1 - ELECTROMAGNETIC INJECTION VALVE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES - Google Patents
ELECTROMAGNETIC INJECTION VALVE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINESInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Einspritzventil für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 3.The invention relates to an electromagnetic injection valve for 3. Internal combustion engines according to the preamble of claim 1 or 3.
Derartige Einspritzventile sind bekannt. Hierbei tritt das Problem auf, daß zur Durchflußmengenbestimmung die Notwendigkeit besteht, eine Ab stimmung zwischen der den Ventilkörper belastenden Federkraft und der Magnetöffnungskraft herzustellen, so daß gewährleistet ist, daß das Ventil bei abgeschaltetem Erregerstrom sicher auf dem Ventilsitz auf liegt und diesen abdichtet und andererseits die in Öffnungsrichtung wirkende Magnetkraft hohe Schaltfrequenzen ermöglicht, ohne daß dies durch die Federkraft beeinträchtigt wird. Ferner ist es erforderlich, daß zum gleichen Zweck der Durchflußmengenbestimmung der Hub des Ven tilkörpers genau justiert wird. Für die Justierung ist es bekannt, daß der den Ventilsitz tragende Düsenkopf aus Blech ausgebildet ist und in der Einstelloperation solange deformiert wird, bis das geforderte Maß des Hubes erreicht ist. Ferner ist es bekannt, daß innerhalb eines zen trisch im Ventil angeordneten Rohres ein Element axial verschoben wird, womit die Vorspannung der den Ventilschließkörper belastenden Feder ein gestellt werden soll. Das genannte Element wird auf verschiedene Weise gesichert. Sofern das Rohr gleichzeitig der Magnetkern ist, an dessen freies Ende der Magnetanker anschlägt, so besteht die Gefahr, daß sich der Anker nach längerer Betriebszeit verkantet, wenn er sich durch asymmetrisches Aufschlagen etwas in das Rohr eingearbeitet hat. Das Ventil mißt dann nicht mehr präzise zu und ist auch nicht mehr dicht.Such injection valves are known. Here the problem arises that there is a need to determine the flow rate, an Ab mood between the spring force loading the valve body and the To produce magnetic opening force, so that it is guaranteed that the Valve securely on the valve seat when the excitation current is switched off lies and seals this and on the other hand in the opening direction acting magnetic force enables high switching frequencies without this is affected by the spring force. It is also necessary that for the same purpose of determining the flow rate, the stroke of the Ven til body is precisely adjusted. For the adjustment it is known that the nozzle head carrying the valve seat is made of sheet metal and in the adjustment operation is deformed until the required dimension stroke is reached. Furthermore, it is known that within a zen an element is shifted axially in the valve, with which the preload of the spring loading the valve closing body to be asked. The element mentioned is in different ways secured. If the tube is the magnetic core at the same time free end of the magnetic armature strikes, there is a risk that the anchor cant after a long period of operation if it breaks through asymmetric opening has worked something into the pipe. The The valve then no longer measures precisely and is also no longer leakproof.
Aus der DE-OS 34 31 677 ist bereits bekannt, daß eine Anschlagbuchse durch Verquetschen von Material in Einstiche, die sich am Umfang der Ventil nadel befinden, mit dieser formschlüssig zu verbinden. Da jedoch das Material der Anschlagbuchse im Quetschbereich zu Rückfederung neigen kann, bestehen hinsichtlich der Dauerhaltbarkeit dieser Verbindung Pro bleme.From DE-OS 34 31 677 it is already known that a stop bush by squeezing material into punctures that are located on the circumference of the valve needle, to connect to it with a positive fit. However, since that Tilt the material of the stop bush in the crushing area to spring back can exist with regard to the durability of this connection Pro bleme.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Einspritzventil eingangs genannter Art derart auszubilden, daß die für die Funktion des Ventils maßgeb lichen Einstellvorgänge von Federkraft und Hub einfach und präzise durchgeführt und dauerhaft gesichert werden können.The object of the invention is to provide an injection valve Form in such a way that the decisive for the function of the valve adjustment processes of spring force and stroke simply and precisely can be carried out and permanently secured.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind mit den Unteransprüchen genannt.This object is solved by the features of claims 1 and 3, respectively. Advantageous further developments are mentioned in the subclaims.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß durch eine durch Verformung gebildete Längenänderung zur Hubeinstellung mit nachfolgender Federkrafteinstellung über einen Spannring sehr einfache Einstellmethoden höchster Genauigkeit bei geringen Kosten erreicht werden.The advantage achieved with the invention consists in particular in that by a change in length formed by deformation for stroke adjustment with subsequent spring force adjustment via a clamping ring very simple Setting methods of the highest accuracy at low cost achieved will.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is schematic in the drawing shown and is described in more detail below.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein Einspritzventil, Fig. 1 shows a section through an injection valve,
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Spannring. Fig. 2 is a plan view of a clamping ring.
Ein Ventiloberteil 1 ist aus magnetisierbarem Weicheisen als Fließpreß teil oder dergleichen hergestellt und in Verbindung mit einem aus mag netisierbarem Werkstoff bestehenden Rundstab 2 mit der Funktion eines Justierstiftes und einem Ventilgehäuse 3. In dem zwischen Rundstab 2 und Ventilgehäuse 3 verbleibenden Ringraum ist eine elektrische Spule 4 eingesetzt, die über nicht dargestellte Zuleitungen erregbar ist. Der Brennstoff fließt von einer Zuleitung 5 um die Spule herum zum Brenn stoffrücklauf 6 und kühlt auf diese Weise die Spule. Gleichtzeitig steht der Brennstoff entsprechend seinem Förderdruck im Bereich eines am Ven tilgehäuse 3 befestigten Ventilsitzkörpers 7 an einem Ventilsitz 8 an. Auf dem Rundstab 2 befindet sich ein Spannring 9 (in Fig. 2 dargestellt), der mit einer Feder 10 zusammenwirkt, die einen Ventilschließkörper 11 in Richtung des Ventilsitzes 8 belastet. Im vorliegenden Ausführungsbei spiel befindet sich der Hub des als Anker wirkenden Ventilschließkörpers 11 zwischen der Stirnfläche des Rundstabes 2 und der balligen Stirnfläche des Ventilschließkörpers 11, der als Rundstab, jedoch auch als Platte, Kugel oder Halbkugel ausgebildet sein kann.A valve upper part 1 is made of magnetizable soft iron as an extruded part or the like and in conjunction with a round rod 2 made of mag netisable material with the function of an adjusting pin and a valve housing 3rd In the annular space remaining between the round rod 2 and the valve housing 3 , an electrical coil 4 is inserted, which can be excited via supply lines, not shown. The fuel flows from a supply line 5 around the coil to the fuel return 6 and in this way cools the coil. At the same time, the fuel is at a valve seat 8 in accordance with its delivery pressure in the region of a valve seat body 7 attached to the valve housing 3 Ven. On the round rod 2 there is a clamping ring 9 (shown in FIG. 2) which cooperates with a spring 10 which loads a valve closing body 11 in the direction of the valve seat 8 . In the present game Ausführungsbei is the stroke of the valve closing body 11 acting as an anchor between the end face of the round rod 2 and the spherical end face of the valve closing body 11 , which can be designed as a round rod, but also as a plate, ball or hemisphere.
Bevor zur Vervollständigung des Ventils die dazu benötigten Bauteile (in der Zeichnung nicht dargestellt) montiert werden, erfolgen nach stehend beschriebene Einstellvorgänge.Before the components to complete the valve (not shown in the drawing) are mounted after standing processes described.
Das vormontierte Einspritzventil wird in seinem Ventilhub in mehreren Schritten justiert:The preassembled injector is divided into several in its valve lift Steps adjusted:
-
a) Grobeinstellung
Der zentrisch angeordnete Rundstab 2 (Justierstift) wird bei erregter Spule (angezogenes Ventilschließglied 11) durch ein Werkzeug um einen festgelegten Sollwert, z.B. ca. 0,03-0,08 mm, axial in Richtung Ventilsitz 8 verschoben und in dieser Stellung mit dem Hals 12 des Ventiloberteils 1 durch z.B. Laserschweißung verbunden. Die Grob einstellung kann auch, bei entsprechender Auslegung der betroffenen Teile, durch Pressen erreicht werden, wodurch das Laserschweißen ent fällt. Ebenso ist es denkbar als Führungsgröße der axialen Verschie bung einen Durchflußwert vorzugeben.a) Coarse adjustment
The centrally arranged round rod 2 (adjusting pin) is axially displaced in the direction of valve seat 8 by a tool with a coil (energized valve closing member 11 ) by a set value, for example approx. 0.03-0.08 mm, and in this position with the neck 12 of the upper valve part 1 connected by, for example, laser welding. The coarse setting can also be achieved by pressing, if the affected parts are designed accordingly, which means that laser welding is no longer necessary. It is also conceivable to specify a flow value as a reference variable of the axial displacement. -
b) Feineinstellung
Durch zwei sich im Hals 12 des Ventiloberteils 1 gegenüberliegende Bohrungen 13, 14 erfolgt mit Hilfe einer Prägevorrichtung 15 durch radiale Krafteinwirkung auf den Rundstab 2 eine Längenänderung des selben. Der Prägungsvorgang wird in Abhängigkeit des Durchflußes eines unter Betriebsdruck stehenden Prüfmediums (Luft, Kraftstoff oder anderes Medium) und unter Berücksichtigung der Rückfederung des verformten Materials durchgeführt. Dabei ist es wichtig, daß die Prägung mit einer konstanten Geschwindigkeit ausgeführt wird und nach Erreichen des Sollwertes die Prägestempel sofort aus den Prägemarken 16 gezogen werden, um ein weiteres Fließen des Materials und damit eine weitere ungewünschte Längenänderung zu vermeiden. b) Fine adjustment
Through two bores 13 , 14 located in the neck 12 of the upper valve part 1 , a length change of the same takes place with the help of an embossing device 15 by the radial force acting on the round rod 2 . The embossing process is carried out depending on the flow of a test medium under pressure (air, fuel or other medium) and taking into account the springback of the deformed material. It is important that the embossing is carried out at a constant speed and that after the setpoint has been reached, the embossing dies are immediately pulled out of the embossing marks 16 in order to avoid further flow of the material and thus a further undesired change in length. - Vorteilhafterweise sind die Prägestempel abhängig vom zu verfor menden Material und dessen Profil und Durchmesser zylindrisch in einem bestimmten Durchmesser und mit einer geringen Aushebeschräge ausgebildet, um einmal eine gewünschte konstante, fein dosierte Längenänderung, in diesem Fall im Verhältnis von ca. 10:1, zu erreichen, zum anderen, um ein Klemmen beim Zurückziehen der Präge stempel aus dem verformten Material zu vermeiden. Mit diesem Hub einstellverfahren ist eine Einstellgenauigkeit von ≧0.001 mm er reichbar.The embossing stamps are advantageously dependent on the shape to be deformed material and its profile and diameter cylindrical in a certain diameter and with a small draft trained to once a desired constant, finely dosed Length change, in this case in a ratio of approx. 10: 1 reach, on the other hand, to a jam when withdrawing the embossing to avoid stamping from the deformed material. With this hub setting procedure is a setting accuracy of ≧ 0.001 mm er reachable.
Anschließend an die unter angelegter Spannung bei stets geöffnetem Einspritzventil durchgeführte Hubeinstellung erfolgt die Einstellung der Federkraft der Feder 10 bei dynamischem Betrieb des Ventils, d.h. dieses wird mit einer festgelegten Frequenz und Öffnungsdauer getaktet, wobei Brennstoff unter Betriebsdruck anliegt. Dabei wird der auf dem Rundstab 2 angeordnete Spannring 9 mittels eines Werkzeugs 17 axial verschoben. Das Werkzeug 17 ist mit zwei Stempeln ausgerüstet, die durch zwei sich in dem Ventiloberteil 1 befindliche, gegenüberlie gende Rücklaufbohrungen 6 in Ausnehmungen 18, 19 des Spannrings 9 ein greifen, wobei der eine Stempel zuerst den Spannring 9 auseinanderdrückt und somit die Klemmverbindung löst. Beide Stempel heben oder senken den gelösten Spannring 9, wodurch die Feder 10 mehr oder weniger gespannt wird. Die Position,in der der festgelegte Brennstoffdurchsatz gemessen wird, wird durch Spannen des Spannringes 9 auf den Rundstab 2, unter stützt durch beide Arme der Vorrichtung 17, fixiert. Dabei fährt der eine Arm der Vorrichtung 17 soweit aus der Ausnehmung 18 des Spannrin ges 9 heraus, bis die Klemmverbindung zwischen Spannring 9 und Rund stab 2 wieder hergestellt ist.Following the stroke adjustment carried out with the voltage applied while the injection valve is always open, the spring force of the spring 10 is adjusted during dynamic operation of the valve, that is to say it is clocked at a fixed frequency and opening duration, fuel being present under operating pressure. The clamping ring 9 arranged on the round rod 2 is axially displaced by means of a tool 17 . The tool 17 is equipped with two punches which engage through two return holes 6 located in the valve upper part 1 , in the recesses 18 , 19 of the clamping ring 9 , the one punch first pushing the clamping ring 9 apart and thus releasing the clamping connection. Both stamps raise or lower the loosened clamping ring 9 , whereby the spring 10 is more or less tensioned. The position in which the defined fuel throughput is measured is fixed by tensioning the clamping ring 9 on the round rod 2 , supported by both arms of the device 17 . One arm of the device 17 moves as far out of the recess 18 of the clamping ring 9 until the clamping connection between the clamping ring 9 and the round rod 2 is restored.
Für sämtliche Einstellvorgänge wird nur eine Vorrichtung benötigt, wo bei darauf zu achten ist, daß das Einspritzventil dabei schwimmend auf gehängt ist, um die beim Prägevorgang auftretenden Querkräfte nicht auf das Ventilgehäuse zu übertragen. For all adjustment processes, only one device is needed, where It is important to ensure that the injection valve is floating is hung to avoid the transverse forces occurring during the stamping process to transfer the valve housing.
Weiter von Vorteil ist, daß bei Alterung die Veränderung des Hubes durch Zurückfedern des quer zur Längsrichtung verformten Materials maximal nur im Verhältnis ca. 1:10 auftreten kann. Eine damit ver bundene Durchsatzänderung bleibt innerhalb enger Toleranzen.Another advantage is that the change in stroke with aging by springing back the material deformed transversely to the longitudinal direction a maximum of only 1:10 can occur. A ver bound throughput change remains within narrow tolerances.
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