DE3937523A1 - Brennstoffoelinjektor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brennstoffölin­ jektor mit einer schwimmenden Kugel bzw. Halbkugel als dessen Ventileinheit, und zwar betrifft die Erfindung ins­ besondere einen solenoidbetätigten Injektor für ein elek­ tronisch gesteuertes oder geregeltes Brennstoffölinjektions­ system, wobei der Brennstoffölinjektor als solenoidbetätig­ ter bzw. -betriebener Injektor zur Steuerung oder Regelung der Brennstoffölinjektion mittels Bewegens eines Kugelven­ tilsatzes bzw. -aggregats dient.

Soweit der Anmelderin bekannt ist, weist ein elektronisch gesteuertes oder geregeltes Brennstoffölinjektionssystem, wie in Fig. 1 gezeigt ist, einen Injektor 100 auf. Ein üblicher Injektor 100 ist so ausgebildet, daß er einen solenoidbetätigten Injektor hat bzw. ein solenoidbetätig­ ter Injektor ist, der dazu dient, die Zeit des Beginns der Injektion, die Dauer der Injektion und die Zeit des Stop­ pens der Injektion für bzw. über das Solenoidventil mittels eines Stromimpulses, der von einer elektronischen Steuer- oder Regeleinheit 200 übertragen wird, zu steuern bzw. zu regeln. Sobald der solenoidbetätigte Injektor startet, wird Brennstofföl unter dem jeweiligen Druck eingespritzt. Wenn das Solenoidventil geschlossen wird, wird das Ein­ spritzen des Brennstofföls gestoppt. Auf diese Weise kann das Solenoidventil die Zeit der Eingabe und des Stoppens von Stromimpulsen steuern, es kann dann die Zeit für den Beginn und das Ende der Injektion steuern, und durch die Steuerung der Dauer des Stromimpulses kann es das Injek­ tionsvolumen q(cm²/Mal) von Brennstofföl pro Zyklus steuern.

Der Brennstofföldruck kann durch eine Brennstoffpumpe 300 erbracht werden, und dann kann der Druck durch einen Druck­ regulierer 400 eingestellt werden.

Gegenwärtig sind Injektoren bzw. Einspritzeinrichtungen, die bei einem Benzinmotor-Einspritzsystem angewandt werden, meistens als solenoidbetätigte Injektoren ausgebildet. Ein solcher Injektor ist beispielsweise in der US-Patent­ schrift 46 62 567 beschrieben. Jedoch basiert die Idee der Ausbildung der Ventilanordnung an deren vorderen Ende ge­ nerell auf der Art und Weise eines Dieselinjektors, der eine Ventilnadel und einen Ventilkörper aufweist. Das Starten und Beenden der Brennstoffölinjektion (es sei hier darauf hingewiesen, daß unter "Brennstofföl" im Rah­ men der vorliegenden Beschreibung und Ansprüche auch Benzin, Dieselkraftstoff o. dgl. verstanden werden soll) wird mit­ tels des Verschiebens der Ventilnadel gesteuert, die inner­ halb des Ventilkörpers präzise angebracht ist bzw. einen präzisen Sitz im Ventilkörper besitzt. Demgemäß müssen so­ wohl die Ventilnadel als auch der Ventilkörper ziemlich präzise unter hohen Kosten bearbeitet werden, und insbe­ sondere muß die Bearbeitung des tiefen und langen inne­ ren Lochs des Ventilkörpers sowie des Konus in dem tiefen Loch mit einer sehr aufwendigen Bearbeitungsmaschinerie er­ folgen.

Aufgrund dieser Verhältnisse ist der oben erwähnte übliche Injektor ein Element, das hohe Herstellungskosten verur­ sacht.

Außerdem ist es so, daß bei üblichen Injektoren Bearbei­ tungsfehler stets ein unterschiedliches bzw. anderes dyna­ misches Ansprechen beim Starten bzw. Öffnen und/oder Schlie­ ßen der Ventilkörper bzw. des Ventilsitzes verursachen; als Ergebnis hiervon ist es nicht möglich, eine gewisse Ge­ nauigkeit des Injektionsvolumens pro Zyklus innerhalb der Injektoren der gleichen Spezifikation aufrechtzuerhalten.

Im Hinblick auf die erwähnten Nachteile, die bei Injektoren nach dem Stande der Technik vorhanden sind, ist es insbe­ sondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Brenn­ stoffölinjektor mit verbesserten Eigenschaften zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird insbesondere durch einen Kraftstoffin­ jektor der im Hauptanspruch angegebenen Art gelöst. Weiter­ bildungen dieses Kraftstoffinjektors sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.

Der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor kann den Beginn und das Ende der Brennstofföl- bzw. Kraftstoffinjektion mittels des Verschiebens eines Kugelventils anstatt mittels der oben erwähnten Ventilnadel und des oben erwähnten Ven­ tilkörpers steuern oder regeln. Die kleine flache Armatur des erfindungsgemäßen Brennstoffinjektors ist sehr flink und handlich, leicht zu ver- und bearbeiten, und sie kann unter in hohem Maße verminderten Kosten hergestellt wer­ den. Die flache Armatur, die in dem Brennstoffinjektor nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann einen größe­ ren Magnetflußbereich zum Erzielen stärkerer magnetischer Kräfte für die Aufnahme durch das Kugelventil liefern, sie entwickelt ein dynamisches Ansprechen des Injektors, was ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist.

Der Aufbau des Brennstofföl- bzw. Kraftstoffinjektors ge­ mäß der vorliegenden Erfindung ist einfacher im Vergleich mit konventionellen Brennstofföl- bzw. Kraftstoffinjektoren, weiterhin verursacht der erfindungsgemäße Brennstofföl- bzw. Brennstoffinjektor im allgemeinen keine Störungen, Schwierigkeiten, Defekte o. dgl. im Gebrauch. In dem Fall, in dem trotzdem irgendeine Störung, Schwierigkeit oder ir­ gendein Defekt auftreten sollte, ist diese Störung, Schwie­ rigkeit oder dieser Defekt leichter durch Wartung, Repara­ tur o. dgl. auszuschalten, wobei die Wartung überhaupt leichter und einfacher ist. Das ist ein drittes Ziel der vorliegenden Erfindung.

Bei dem Brennstofföl- bzw. Brennstoffinjektor nach der vor­ liegenden Erfindung ist der Federdruck auf die Armatur ein­ stellbar, so daß eine Verzögerung mit bzw. bezüglich der gleichen Zeit, zu welcher der Ventilkörper startet bzw. öffnet oder schließt, erzeugt werden kann, und das Injek­ tionsvolumen kann regulär aufrechterhalten werden bzw. läßt sich in relativ engen Grenzen halten. Das ist ein viertes Ziel der vorliegenden Erfindung.

Die Erfindung sei nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung anhand einiger, besonders bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Brennstofföl- bzw. Brennstoffinjektors näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht, die ein elektronisch gesteuertes bzw. geregeltes Brennstofföl- bzw. Kraftstoff­ injektionssystem veranschaulicht;

Fig. 2 eine Längsschnittansicht, welche den Aufbau eines Brennstofföl- bzw. Kraftstoffinjektors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3 eine Erläuterungsansicht, welche die Bewegung des Brennstofföl- bzw. Kraftstoffinjektors nach der vorliegenden Erfindung bzw. die Bewegung von des­ sen Ventilelement veranschaulicht; und

Fig. 4 eine Ansicht, welche eine andere Ausführungsform einer Kugelventilanordnung und eines Ventilsitzes nach der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

In der nun folgenden detaillierten Beschreibung von bevor­ zugten Ausführungsformen der Erfindung sei zunächst auf Fig. 2 Bezug genommen, wonach der Brennstofföl- bzw. Kraftstoffinjektor gemäß der vorliegenden Erfindung folgen­ des umfaßt:
Eine Magnetspulenanordnung, eine Magnetstatoranordnung, die hinsichtlich der Federbelastung einstellbar ist, eine Kompressionsfeder 1, ein magnetisches Gehäuse 2, eine Ku­ gelventilanordnung, einen Ventilsitz 3, eine feste Schraube 4 und mehrere O-Ringe, etc. Der Aufbau und die Funktions­ weise des Zubehörs und der Teile seien nachstehend wie folgt erläutert:
Die Magnetspulenanordnung umfaßt folgendes: eine Spule 5, einen Spulenkörper 6 und zwei Anschlüsse 7. Wenn Strom über die Anschlüsse durch die Spule 5 fließt, bewirkt er eine elektromotorische Kraft ε, wobei die Beziehung ε=NI gilt, worin N die Anzahl der Spulenwindungen und I die Größe des eingegebenen Stroms sind. Diese elektromotorische Kraft bildet einen Magnetflußkreis bzw. ist verbunden mit einem Magnetflußkreis unter bzw. durch verschiedene magnetische Materialien. Der Spulenkörper 6 ist dazu vorgesehen, um zur Ausbildung einer Spulenanordnung bzw. einer Spule Draht darauf zu wickeln, insbesondere emaillierten Draht. Der Spulenkörper 6 und die isolierte Umkleidung 71 der Anschlüs­ se 7 können beispielsweise aus Kunststoffmaterialien her­ gestellt sein.

Die Magnetstatoranordnung weist einen magnetischen Stator 8 und ein Federdruck- bzw. Federeinstellrohr 9 auf. Der magnetische Stator 8 ist aus weichmagnetischem Material hergestellt. Der vorstehend erwähnte Magnetflußkreis wird infolgedessen durch den Schulterteil 81, das mittige Rohr 82, die flache Armatur 10 und das magnetische Gehäuse 2 ausgebildet. Außerdem wird das Federdruckeinstellrohr 9 im Inneren des mittigen Rohrs 82 aufgenommen, und weiterhin kann sich dieses Einstellrohr 9 in dem mittigen Rohr 82 aufgrund manueller Einstellung nach aufwärts oder abwärts bewegen, so daß es die Kompressionsfeder 1 mehr oder weniger zusammendrückt. Da das andere bzw. dem Federdruckeinstell­ rohr 9 abgewandte Ende der Kompressionsfeder 1 auf die End­ fläche 101 der flachen Armatur drückt, kann die Belastungs­ kraft, die auf die flache Armatur bzw. den flachen Anker von der Kompressionsfeder ausgeübt wird, durch Verstellen der Position des Einstellrohrs 9 dieser Kompressionsfeder verändert werden.

Die Kugelventilanordnung umfaßt folgendes: die erwähnte flache Armatur 10 bzw. den erwähnten flachen Anker 10 und ein Ventil 11 mit einem kugelförmigen vorderen Ende und mit einem Zylinder 110, der am rückwärtigen Ende der Arma­ tur 10 bzw. des Ventils 11 ausgebildet und fest bzw. straff in dem mittigen Loch der flachen Armatur 10 aufgenommen ist, so daß auf diese Weise die Kugelventilanordnung ausgebil­ det wird. Es sei hier darauf hingewiesen, daß der Zylinder 110 auch zum Positionieren des inneren Lochs der Kompres­ sionsfeder 1 vorgesehen sein kann. Wie oben erwähnt, kann die flache Armatur 10 bzw. der flache Anker 10, da sie bzw. er auch ein Element des Magnetflußkreises ist, aus weich­ magnetischem Material ausgebildet sein, und es sind mehre­ re gleichverteilte Löcher, vorzugsweise gleichen Abstands voneinander und gleichen Durchmessers, darin als Brennstofföl- bzw. Kraft­ stoffkanäle bzw. -durchgänge 102 ausgebildet. Weiterhin kann die flache Armatur 10 auch zusammen mit dem Kugelven­ tilkörper einstückig ausgebildet sein. Die flache Armatur 10 ermöglicht es, eine Konkavität bzw. Vertiefung an ihrer Oberseite auszubilden, um das Fixieren der Kompressions­ feder 1 zu erleichtern bzw. zu vereinfachen, wie in Fig. 2b gezeigt ist. Wenn kein Strom fließt, drückt die Bela­ stungskraft der Feder auf die flache Armatur 10, und als Er­ gebnis hiervon wird das vordere Ende des Kugelventils 11 dicht und fest auf den Konus 32 des Ventilsitzes 3 gedrückt bzw. stützt sich das vordere Ende des Kugelventils 11 dicht auf dem Konus 32 des Ventilsitzes 3 ab.

Der Ventilsitz 3 ist in dem mittigen Loch 21 installiert, das am vorderen Ende des magnetischen Gehäuses 2 vorgese­ hen ist. Eine dünne Platte 12 mit hohem magnetischem Wider­ stand, wie beispielsweise eine Platte aus rostfreiem Stahl oder eine Chromplattierungsschicht, ist als Abdeckung zwischen der Endfläche 31 des Ventilsitzes und der End­ fläche 22 des Positionierungsschulterteils 23 des magne­ tischen Gehäuses 2 vorgesehen, wobei dieser Ventilsitz 3 und das Dünnplattenmaterial 12 an der Endfläche 22 des Positionierungsschulterteils des magnetischen Gehäuses 2 mittels des Arretierens bzw. Festziehens einer fixierten Schraube 4 befestigt sein können. Nachdem die Schraube 4 festgezogen worden ist, kann der Gewindeteil 41 zwischen der Schraube und dem vorderen Ende des Gehäuses 2 einer Laserschweißung unterworfen werden, um die Festziehposi­ tion zu sichern.

Das unter Druck stehende Brennstofföl bzw. der unter Druck stehende Kraftstoff fließt dann durch das innere Loch 91 des Federeinstellrohrs 9 in die Kompressionsfeder 1 und dann weiter durch das kleine Loch 83 oder die kleinen Lö­ cher 83 an dem vorderen Ende des magnetischen Stators 8 und dann durch die Mehrzahl von kleinen Löchern 102 der flachen Armatur 10 und füllt schließlich den gesamten In­ jektor vollständig. Der Funktion der O-Ringe 61, 62 und 33 besteht darin, eine Leckage von Brennstofföl bzw. Kraft­ stoff aus dem Inneren des Injektors unter Druck zu verhin­ dern.

Wenn kein elektrischer Strom in der Spule 5 fließt, stützt sich das vordere Ende des Kugelventils 11 dicht auf dem Konus 32 des Ventilsitzes 31 ab, und zwar aufgrund des Wirkens der Federkraft der Kompressionsfeder 1. Wenn die Oberflächen sowohl des vorderen Endes des Kugelventils 11 als auch des Konus 32 des Ventilsitzes 31 feingeschliffen sind, kann eine Abdichtungsfunktion erzielt werden, durch die eine Leckage des unter Druck stehenden Brennstofföls bzw. Kraftstoffs verhindert wird. Wenn die Anschlüsse 7 der beiden Enden der Spule 5 mit der Stromquelle verbun­ den werden, fließt Strom durch die Spule 5 und steigt all­ mählich an, so daß ein Magnetflußkreis in bzw. durch Ele­ mente ausgebildet wird, die aus weichmagnetischem Material hergestellt sind, das heißt, es geht ein Magnetfluß durch den Schulterteil 81 des magnetischen Stators, das Mittel­ rohr 82, über bzw. durch den Spalt zwischen der Endfläche 84 des magnetischen Stators und der Endfläche der flachen Armatur 10 bzw. des flachen Ankers 10, dieser Magnetfluß geht durch die flache Armatur 10 hindurch und über bzw. durch die dünne Platte 12, die einen hohen magnetischen Widerstand hat. Schließlich geht der Strom bzw. Magnetfluß durch die Endfläche 22 des Positionierungsschulterteils des magnetischen Gehäuses und den Gehäusekörper 24, so daß er auf diese Weise den erwähnten Magnetflußkreis bildet.

Jetzt wird die flache Armatur 10 bzw. der flache Anker 10 durch die Endfläche 84 des magnetischen Stators 8 und die Endfläche 22 des Positionierungsschulterteils 23 des mag­ netischen Gehäuses 2 angezogen. Je größer der Strom wird, um so stärker wird die anziehende Magnetkraft, bis die Kraft der Kompressionsfeder, mit der die flache Armatur 10 belastet ist, und der statische Brennstofföl- bzw. Kraftstoffdruck überwunden werden. In diesem Augenblick beginnt sich die Kugelventilanordnung zu bewegen, und das Kugelventil 11 hebt sich dadurch von dem Ventilsitz 3 ab, und das unter Druck stehende Brennstofföl bzw. der unter Druck stehende Kraftstoff fließt aus dem Spalt, welcher zwischen dem Kugelventil 11 und dem Konus 32 des Ventil­ sitzes ausgebildet wird, nach außen und wird schließlich aus dem kleinen Loch 34 oder den kleinen Löchern 34 in der Mitte des Ventilsitzes injiziert. Nachdem die Kugel­ ventilanordnung angezogen und vom Ventilsitz abgehoben ist, wird ihre flache Armatur 10 auf der dünnen Platte 12, welche den hohen magnetischen Widerstand hat, positioniert. Dann ist der Injektor in einem vollständig geöffneten Zu­ stand, wie in Fig. 3B gezeigt ist, wobei die Entfernung, um welche sich die Kugelventilanordnung bewegt (diese Ent­ fernung wird hier als Abhebung L bezeichnet), wie in Fig. 3A gezeigt, auf diese Weise den Spalt L zwischen der End­ fläche 101 der flachen Armatur und der dünnen Platte 12 in geschlossenem Zustand bestimmt. Im vollständig geöff­ neten Zustand ergibt sich eine Injektionsströmungsrate (cm³/min) von , wobei folgendes gilt:

wobei A die Querschnittsfläche der Injektionslöcher und ΔP der Injektionsdruck sind.

Daher wird durch die Größe der Injektionslöcher 122 oder des Injektionslochs 122 bestimmt. Nachdem der Injektor ge­ öffnet hat, wird, wenn der eingegebene Stromimpuls anhal­ tend aufrechterhalten wird, die Kugelventilanordnung in dem vollständig geöffneten Zustand gehalten, und das In­ jektionsvolumen V ergibt sich aus der Beziehung V = · Δt, wobei Δt die Dauer des Fortbestehens des geöffneten Zu­ stands repräsentiert, so daß das Injektionsvolumen V durch die Dauer des eingegebenen Stromimpulses bestimmt wird. Sobald dagegen der Stromimpuls zuende ist und die magne­ tische Anziehungskraft allmählich verschwindet, drückt die Kompressionsfeder 1 die Kugelventilanordnung zurück an den Ventilsitz 3, und die Brennstofföl- bzw. Kraft­ stoffinjektion stoppt.

Um zu verhindern, daß die Restmagnetkraft zu groß wird, das heißt so groß, daß sie ein schnelles Zurückdrücken der Kugelventilanordnung auf den Ventilsitz verhindert, ist die Endfläche 22 des Positionierungsschulterteils des magnetischen Gehäuses mit einer Schicht der dünnen Platte 12, die hohen magnetischen Widerstand bzw. einen hohen Widerstand gegen Magnetfluß hat, bedeckt. Wenn die flache Armatur vollständig angezogen ist, kann diese dünne Plat­ te 12 einen isolierenden Spalt zwischen der Endfläche der ebenen bzw. flachen Armatur und der Endfläche 22 des Positionierungs­ schulterteils bilden. Wenn der eingegebene Stromimpuls einmal zuende gegangen ist, reduziert dieser isolierende Spalt die Restmagnetkraft dieses Magnetflusses, so daß die Kugelventilanordnung aufgrund des Wirkens der Federkraft schnell auf den Ventilsitz zurückgedrückt werden kann, um die Brennstofföl- bzw. Kraftstoffinjektion zu beenden.

Wie oben erwähnt, wird die Kugelventilanordnung, wenn der Stromimpuls eingegeben wird, um eine gewisse Dauer ver­ zögert, bevor sie sich in die vollständig geöffnete Po­ sition zu verschieben beginnt, und diese Verzögerungs­ dauer sei hier als Öffnungsverzögerung T1 bezeichnet. An­ dererseits wird die Kugelventilanordnung, wenn der Strom zuendegegangen ist, durch die Restmagnetkraft um eine ge­ wisse Dauer verzögert, bevor sie beginnt, sich in die vollständig geschlossene Position zu bewegen, und diese Verzögerungsdauer sei hier als Schließverzögerung T2 be­ zeichnet. Unter der Wirkung der gleichen Belastungskraft der Feder könnte es dazu kommen, daß die Öffnungsverzöge­ rung T1 und die Schließverzögerung T2 für das Kugelventil von jedem Injektor bzw. von verschiedenen Injektoren in ihren Kenndaten variiert werden, und zwar hervorgerufen durch Fehler, die während des Verarbeitens und Herstel­ lens verursacht werden, so daß dadurch die Brennstofföl- bzw. Kraftstoffinjektion q(cm³/Mal bzw. cm³/Zeit) vari­ iert werden würde. Jedoch ist es bei der Ausbildung der magnetischen Statoranordnung in dem Injektor nach der Er­ findung möglich, die Federkraft auf die Kugelventilanord­ nung zu verändern, so daß dadurch die Variationen bzw. Abweichungen der Kugelventilanordnung in der Öffnungs­ verzögerung T1 und in der Schließverzögerung T2 korri­ giert werden, die sich aus Fehlern ergeben, welche wäh­ rend des Bearbeitens und Herstellens verursacht werden, so daß infolgedessen die hergestellten Injektoren so ab­ geglichen werden können, daß die Kugelventilanordnung des Injektors unter der Wirkung eines Stromimpulses der glei­ chen Dauer in gleicher Weise innerhalb eines Zyklus geöff­ net, vollständig geöffnet gehalten und geschlossen wird. Das Injektionsvolumen q kann hierbei noch mit einer ge­ wissen Genauigkeit aufrechterhalten werden, wie beispiels­ weise mit einer Genauigkeit von ±3%.

Es sei nun auf die Fig. 3A und 3B Bezug genommen, aus denen ersichtlich ist, daß das injizierte Brennstofföl bzw. der injizierte Kraftstoff, da die Mitte des Ventil­ sitzes ein einziges bzw. einzelnes Loch 34 ist, die Injek­ tion in einem einzigen Injektionsbündel mit einem kleinen Sprühwinkel erfolgt. Um nun ein größeres Sprühmuster zu erhalten, kann die Ausbildung des Sitzventils bzw. der Ventilanordnung eine Fassung bzw. einen Aufbau aus einer Kugelventilanordnung und einem Ventilsitz annehmen, die in Fig. 4 gezeigt ist, und der mittige Teil des Ventil­ sitzes ist hier ein Senkloch 35 mit einer Kugelkurvenrate bzw. -gestaltung. Außerdem sind in den Ventilsitz mehrere schräge Löcher 36 gebohrt, die vorzugsweise gleichmäßig verteilt sind und vorzugsweise gleichen Durchmesser haben, und diese Löcher 36 verlaufen von dem Kugelsenkloch 35 zu einem mittigen Austrittsloch 45. Auf diese Weise sind die Austrittsenden dieser schrägen Löcher 36 in dem mittigen Loch 45 der fixierten Schraube 4 ausgebildet. Daher wer­ den, sobald das Brennstofföl bzw. der Kraftstoff durch die verschiedenen schrägen Löcher 36 strömt, mehrere klei­ ne Injektionsbündel mit horizontaler Strömungsverteilung erzeugt. Diese verschiedenen kleinen Injektionsbündel wer­ den in dem Mittelloch 45 der festgezogenen Schraube 4 ge­ mischt und bilden schließlich gemischte Injektionsbündel mit Wirbelstromcharakteristik, die aus dem Mittelloch 45 heraus injiziert werden. Der injizierte Sprühstrahl hat einen großen Sprühwinkel und ist vom Wirbelstrom- bzw. Wir­ beltyp, und der Sprühwinkel wird durch die Bohrschiefe der verschiedenen schrägen Löcher bestimmt.

Aufgrund der obigen Beschreibung können wesentliche Merk­ male und Vorteile des Injektors nach der vorliegenden Er­ findung insbesondere wie folgt angegeben werden:
Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, ermöglicht es der Zusammen­ bau bzw. das Zusammenpassen zwischen der Kugelventilanord­ nung und dem Ventilsitz gemäß der vorliegenden Erfindung, daß die Kugelventilanordnung während des Vorgangs des Öff­ nens und Schließens in einem schwimmenden Zustand ist. Wenn sie in den vollständig geöffneten Zustand angezogen wird, wird die flache Armatur bzw. der flache Anker auf der dünnen Platte der hohen magnetischen Widerstandsfähig­ keit fixiert. Wenn dagegen die Magnetkraft verschwindet und das Kugelventil 11 schließt, wird es automatisch auf dem schrägen Konus 32 des Ventilsitzes schließlich fixiert, so daß es eine Abdichtung für das Brennstofföl bzw. den Kraftstoff bildet. Basierend auf dem Prinzip der schwim­ menden Kugelventilanordnung ist es nicht erforderlich, daß die Kugelventilanordnung ziemlich präzise mit dem Ven­ tilsitz zusammenpaßt, und der Prozeß des Herstellens der Kugelventilanordnung (einschließlich der flachen Armatur und des Kugelventils), des Ventilsitzes und des fixierten Lochs 21 des Gehäuses kann mit nur allgemeiner bzw. üb­ licher Ver- und Bearbeitungsausrüstung erfolgen bzw. voll­ endet werden. Durch die Erfindung werden Produktionskosten tatsächlich in großem Ausmaß im Verhältnis zu den Produk­ tionskosten eines konventionellen Injektors mit Nadelventil und Ventilsitz minimalisiert. Außerdem ist es, da die Po­ sition des Federeinstellrohrs in dem magnetischen Stator ge­ mäß der vorliegenden Erfindung verändert werden kann, so, daß eine Änderung der Kraft erzielt werden kann, die von der Kompressionsfeder auf die flache Armatur 10 ausgeübt wird. Daher kann man Variationen in der Verzögerung des Öffnens und Schließens der Ventilanordnung korrigieren, die aus Fehlern entstehen, welche während der Verarbei­ tung verursacht werden, so daß infolgedessen die Kugelven­ tilanordnung des Injektors eine gewisse bzw. vorbestimm­ te Genauigkeit der Injektion pro Zyklus, die sich durch den Prozess des Öffnens, des Vollgeöffnetbleibens und des vollständigen Schließens unter der Wirkung der Dauer des gleichen Stromimpulses ergibt, beibehält bzw. auf eine solche gewisse bzw. vorbestimmte Genauigkeit der Produk­ tionstoleranzen abgeglichen werden kann.

Mit der Erfindung wird infolgedessen ein solenoidbetrie­ bener Injektor für ein elektronisch gesteuertes oder ge­ regeltes Brennstofföl- bzw. Kraftstoffinjektionssystem, welches dazu dient, die Brennstofföl- bzw. Kraftstoffin­ jektion mittels des Verschiebens einer Kugelventileinheit zu steuern bzw. zu regeln, zur Verfügung gestellt. Die Kugelventileinheit umfaßt eine flache Armatur bzw. einen flachen Anker und ein Kugelventil, und die flache Armatur bzw. der flache Anker wird schwimmend ohne irgendeine Führung verschoben. Sobald die Kugelventileinheit ange­ zogen wird und sich in einen vollständig geöffneten Zu­ stand bewegt, wird die flache Armatur bzw. der flache An­ ker an bzw. auf einer dünnen Platte mit hoher magnetischer Widerstandsfähigkeit bzw. hohem magnetischen Widerstand fixiert. Die Oberseite bzw. die dem Ventilsitz abgewandte Seite der flachen Armatur bzw. des flachen Ankers wird durch eine Kompressionsfeder mit Druck beaufschlagt, und das obere bzw. der Armatur abgewandte Ende der Kompressions­ feder stützt sich gegen ein Federdruckregulierungsrohr ab. Die durch die Kompressionsfeder auf die flache Armatur bzw. den flachen Anker ausgeübte Kraft kann durch Bewegen bzw. Verstellen des Federkraftregulierungsrohrs verändert wer­ den. Sowohl die Kompressionsfeder als auch das Kugelventil befinden sich in dem magnetischen Stator der Solenoid­ spule. Die flache Armatur bzw. der flache Anker und das Kugelventil befinden sich dann in dem oberen Raum an der Oberseite eines Ventilsitzes, so daß es ermöglicht wird, das Kugelventil gegen die schräge Konuskonkavität auf der Oberseite des Ventilsitzes zu halten. Auf dem Boden bzw. der Unterseite des magnetischen Stators und der Innenseite der flachen Armatur bzw. des flachen Ankers ist ein Spalt für eine dünne Platte mit hoher magnetischer Widerstands­ fähigkeit, damit diese Platte zwischen der äußeren Seite der oberen Oberfläche der flachen Armatur bzw. des fla­ chen Ankers einerseits und dem Gehäuse andererseits ange­ ordnet werden kann.

Claims (5)

1. Kraftstoffinjektor, insbesondere für ein Benzin­ motoreinspritzsystem, umfassend:
ein magnetisches Gehäuse (2), das aus weichmagnetischem Ma­ terial hergestellt ist;
eine Magnetspulenanordnung (5, 6, 7), die in dem mitti­ gen Loch des Gehäuses (2) am rückwärtigen Ende desselben installiert ist;
eine Magnetstatoranordnung (8), die in dem mittigen Loch der Spulenanordnung (5, 6, 7) installiert ist;
einen Ventilsitz (3), der in dem mittigen Loch des Gehäu­ ses (2) am vorderen Ende desselben installiert ist; und
eine Schraube (4) zum dichten Fixieren des Ventilsitzes (3) an der Stirnfläche (22) des Schulterteils (23) des Ge­ häuses (2);
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Kugelventilanordnung (10, 11) vorgesehen ist, welche zwischen einer Außenseite am vorderen Ende des Gehäuses (2) und einem, insbesondere schrägen, Konus (32) des Ven­ tilsitzes (3) frei bewegbar ist;
die Kugelventilanordnung (10, 11) einen Kugelventilkörper (11) am vorderen Ende und eine flache bzw. ebene Armatur bzw. einen flachen bzw. ebenen Anker (10) am rückwärtigen Ende bildet; und
eine dünne Platte (12) mit hohem magnetischen Widerstand zwischen der Endfläche (22) des Schulterteils (32) des Gehäuses (2) und der Endfläche des Ventilsitzes (3) ange­ ordnet ist.

2. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in dem mittigen Loch (91) des magnetischen Stators (8) ein Federeinstellrohr (9) vorgesehen ist, das so einstellbar ist, daß es in seiner Position verschoben werden kann, wobei das untere Ende des Federeinstellrohrs (9) mit einer Feder (1) verbunden ist bzw. auf eine Feder (1) einwirkt, während sich das untere Ende der Feder (1) gegen die flache bzw. ebene Arma­ tur bzw. den flachen bzw. ebenen Anker (10) abstützt.

3. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelventilanord­ nung (10, 11) eine flache bzw. ebene Armatur bzw. einen flachen bzw. ebenen Anker (10) aufweist, die bzw. der aus weichmagnetischem Material hergestellt ist, und eine Kugelventilanordnung (11), die aus hartem bzw. gehärtetem Material hergestellt ist, wo­ bei das Kugelventil (11) eine halbkugelförmige Oberflä­ che an seinem vorderen Ende und einen Zylinder (110) an seinem rückwärtigen Ende hat, wobei der Zylinder (110) straff bzw. fest in einem mittigen Loch der flachen Armatur bzw. des flachen Ankers (10) angebracht und so vorgesehen ist, daß er in das innere Loch der Druckfeder (1) paßt; wobei ferner das Kugelventil (11) in einer Schwimmbewegung ohne irgendeine Führung bewegbar ist, wobei die flache Armatur bzw. der flache Anker (10) auf der dünnen Platte (12) fi­ xiert ist bzw. sich auf der dünnen Platte (12) abstützt, wenn das Ventil geöffnet ist, und wobei ferner das Kugel­ ventil (11) auf dem, insbesondere schrägen, Konus (32) fixiert ist bzw. sich auf diesem Konus (32) abstützt, wenn das Ventil geschlossen ist.

4. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flache Armatur bzw. der flache Anker (10) und das Kugelventil (11) in einem einstückigen Körper ausgebildet sind, wobei vorzugsweise eine Konkavität auf der Oberseite der flachen Armatur bzw. des flachen Ankers (10) vorgesehen ist, welche es er­ möglicht, daß sich die Feder (1) darin eindrückt bzw. daß das Ende der Feder (1) darin eingreift.

5. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraft­ stoff beim Öffnen des Injektors zunächst durch das Mittel­ loch (91) des magnetischen Stators (8) strömt und dann durch das Mittelloch der Kompressions- bzw. Druckfeder (1) strömt, und drittens durch ein vertikales Loch am vorde­ ren Ende des magnetischen Stators (8) und dann durch ver­ schiedene kleine Löcher (102) am äußeren Rand der flachen Armatur bzw. des flachen Ankers (10) und durch den, insbe­ sondere schrägen, Konus (32) des Ventilsitzes (3) und schließlich durch ein oder mehrere kleine Löcher (34, 36) im mittigen Teil des Ventilsitzes (3) strömt; wobei das Sprühmuster auf der Basis des Bohrens des Lochs oder der Löcher (34, 36) gebildet wird, nämlich:

• a) ein einziges Injektionsbündel mit kleinem Sprüh­ winkel gebildet wird, indem der mittige Teil des Ventilsitzes (3) ein kleines Loch (34) hat, das durch den, insbesondere schrägen, Konus (32) des Ventilsitzes (3) gebohrt ist, durch welches der Kraftstoff dann strömt, oder
• b) der Kraftstoff eine Sprühung mit großem Sprühwinkel und mit Wirbel-bzw. Wirbelstromcharakter dieser Strömung bildet, indem der Ventilsitz (3) ein Senk­ loch (35) mit Kugelkurvenverhältnis bzw. -gestalt in dem mittigen Teil hat und an bzw. in dem Kugel­ senkloch (35) mehrere schräge Löcher (36) gebohrt sind, die vorzugsweise gleichmäßig verteilt sind und die bevorzugt gleichen Durchmesser haben, wo­ bei die Auslässe dieser mehreren schrägen, vorzugs­ weisen gleichmäßig verteilten und bevorzugt glei­ chen Durchmesser aufweisenden, Löcher (36) in ein Mittelloch (45) der fixierten Schraube (4) führen, so daß der Ausfluß aus diesen mehreren, vorzugs­ weise gleichförmig verteilten und bevorzugt glei­ chen Durchmesser ausweisenden schrägen Löcher (36) die Sprühung mit großem Sprühwinkel und Wirbelstrom­ charakter derselben bildet.