DE4109868A1

DE4109868A1 - Einstellbuchse fuer ein elektromagnetisch betaetigbares ventil und verfahren zur herstellung

Info

Publication number: DE4109868A1
Application number: DE4109868A
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Dipl Ing Reiter; Martin Dipl Ing Dr Maier; Dieter Etzel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-03-26
Filing date: 1991-03-26
Publication date: 1992-10-01
Also published as: US5165656A; GB2254108B; GB9205555D0; JPH0587264A; GB2254108A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einstellbuchse für ein elektro magnetisch betätigbares Ventil bzw. von einem Verfahren zur Herstel lung einer Einstellbuchse nach der Gattung des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 8. Aus der DE-OS 33 06 304 ist eine Einstellbuchse für ein elektromagnetisch betätigbares Ventil bekannt, die in eine kon zentrisch zu der Ventillängsachse ausgebildete Strömungsbohrung des Kerns eingepreßt ist und an ihrem Umfang zwei umlaufende Wulste auf weist, welche einen größeren Durchmesser als den Durchmesser der Strömungsbohrung haben. Die Einstellbuchse dient zur Einstellung der Federkraft einer auf den Ventilschließkörper wirkenden Rückstell feder. An ihrem dem Ventilschließkörper zugewandten Ende weist die Einstellbuchse eine senkrecht zu der Ventillängsachse verlaufende Abschlußfläche auf, so daß der dem Ventilschließkörper zugewandte Wulst ohne Übergangsbereich scharfkantig an der Abschlußfläche en det. Aber auch der Übergang zwischen dem mittleren, einen geringeren Durchmesser als die Strömungsbohrung aufweisenden Mittelbereich zu den beiden Wulsten hin ist im unmittelbaren Bereich der Strömungs bohrung des Kerns scharfkantig ausgebildet. So besteht bei der be kannten Einstellbuchse die Gefahr, daß sich beim Einpressen der Ein stellbuchse in Richtung der Ventillängsachse und damit senkrecht zu den umlaufenden Wulsten in die Strömungsbohrung des Kerns Späne bilden, die beim Betrieb zur Zerstörung des Ventils führen können.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einstellbuchse mit den kennzeichnenden Merk malen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß beim Ein preßvorgang der Einstellbuchse in Richtung der Ventillängsachse in die Strömungsbohrung des Kerns eine Spanbildung an der Einstell buchse und an der Strömungsbohrungswand wirkungsvoll und auf ein fache Art und Weise verhindert wird. Eine solche Einstellbuchse ist auf einfache und kostengünstig Art und Weise herstellbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Einstellbuchse mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 8 hat den Vorteil, eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung der Einstell buchse zu ermöglichen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 an gegebenen Einstellbuchse und des im Anspruch 8 angegebenen Ver fahrens möglich.

Um das Einführen der Einstellbuchse in die Strömungsbohrung des Kerns und die Zentrierung in der Strömungsbohrung zu erleichtern, ist es von Vorteil, wenn an dem Umfang der Einstellbuchse zu wenig stens einer Stirnseite hin eine umlaufende Fase ausgebildet ist.

Für einen festen Halt und eine exakte Zentrierung der Einstellbuchse in der Strömungsbohrung des Kerns ist es besonders vorteilhaft, wenn an dem Umfang der Einstellbuchse drei Längswulste ausgebildet sind.

Zur einfacheren Montage der Einstellbuchse ist es vorteilhaft, wenn die Einstellbuchse in axialer Richtung einen Längsschlitz aufweist. Eine derart ausgebildete Einstellbuchse ist nicht nur mit verhält nismäßig geringem Kraftaufwand in die Strömungsbohrung des Kerns einschiebbar, es wird zudem ein Verschieben der Einstellbuchse aus der vorbestimmten Position verhindert.

Um ein Fressen zwischen dem Werkstoff des Kerns und dem Werkstoff der Einstellbuchse zu verhindern, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Einstellbuchse aus einer federhart gewalzten Kupferlegierung ausgebildet ist.

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 Brennstoffeinspritzventil mit einer er findungsgemäßen Einstellbuchse gemäß des Ausführungsbeispiels, Fig. 2 und Fig. 3 die Einstellbuchse gemäß des Ausführungsbeispiels und Fig. 4 eine Ansicht der Einstellbuchse in Richtung des Pfeiles X in Fig. 3.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das in der Fig. 1 beispielsweise dargestellte elektromagnetisch be tätigbare Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoff einspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brenn kraftmaschinen hat einen von einer Magnetspule 1 umgebenen, als Brennstoffeinlaßstutzen dienenden Kern 2. Die Magnetspule 1 mit ei nem Spulenkörper 3 ist z. B. mit einer Kunststoffumspritzung 5 ver sehen, wobei zugleich ein elektrischer Anschlußstecker 6 mitange spritzt ist. Der in radialer Richtung gestufte Spulenkörper 3 der Magnetspule 1 weist eine in radialer Richtung gestufte Bewicklung 7 auf.

Mit einem unteren Kernende 10 des Kerns 2 ist konzentrisch zu einer Ventillängsachse 11 dicht ein rohrförmiges, metallenes Zwischenteil 12 beispielsweise durch Schweißen verbunden und übergreift dabei mit einem oberen Zylinderabschnitt 14 das Kernende 10 teilweise axial. Der gestufte Spulenkörper 3 übergreift teilweise den Kern 2 und mit einer Stufe 15 größeren Durchmessers den oberen Zylinderabschnitt 14 des Zwischenteils 12. Das Zwischenteil 12 ist an seinem dem Kern 2 abgewandten Ende mit einem unteren Zylinderabschnitt 18 versehen, der einen rohrförmigen Düsenträger 19 übergreift und mit diesem bei spielsweise durch Schweißen dicht verbunden ist. In das stromabwärts liegende Ende des Düsenträgers 19 ist in einer konzentrisch zu der Ventillängsachse 11 verlaufenden Durchgangsbohrung 22 ein zylinder förmiger Ventilsitzkörper 20 durch Schweißen dicht montiert. Der Ventilsitzkörper 20 weist der Magnetspule 1 zugewandt einen festen Ventilsitz 21 auf, stromabwärts dessen im Ventilsitzkörper 20 z. B. zwei Abspritzöffnungen 23 ausgebildet sind. Stromabwärts der Ab spritzöffnungen 23 weist der Ventilsitzkörper 20 eine sich in Strö mungsrichtung kegelstumpfförmig erweiternde Aufbereitungsbohrung 24 auf.

In eine konzentrisch zu der Ventillängsachse 11 verlaufende abge stufte Strömungsbohrung 25 des Kerns 2 ist zur Einstellung der Federkraft einer Rückstellfeder 26 eine rohrförmige Einstellbuchse 27 eingepreßt. Die Rückstellfeder 26 liegt mit ihrem einen Ende an einer dem Ventilsitzkörper 20 zugewandten Stirnseite 28 der Ein stellbuchse 27 an. Die Einpreßtiefe der Einstellbuchse 27 in die Strömungsbohrung 25 des Kerns 2 bestimmt die Federkraft der Rück stellfeder 26 und beeinflußt damit auch die dynamische, während des Öffnungs- und des Schließhubes des Ventiles abgegebene Brennstoff menge.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen eine erfindungsgemäße Einstellbuchse 27 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels, wie sie auch in der Fig. 1 dargestellt ist. In der Fig. 4 ist die Einstellbuchse 27 in einer Ansicht in Richtung des Pfeiles X in Fig. 3 dargestellt. An dem Um fang der Einstellbuchse 27 sind zumindest zwei Längswulste 30 ausge bildet, die in radialer Richtung nach außen über einen Mantel 31 der Einstellbuchse 27 hinausragen. An dem Umfang der Einstellbuchse 27 gemäß des dargestellten Ausführungsbeispiels sind z. B. drei Längs wulste 30 vorgesehen, die ihre größte Erstreckung in Richtung der Ventillängsachse 11 haben. Die Erstreckung der Längswulste 30 in Um fangsrichtung ist wesentlich kleiner als ihre Erstreckung in Rich tung der Ventillängsachse 11. Die drei Längswulste 30 haben bei spielsweise den gleichen Abstand zueinander. Zwischen dem Mantel 31 und jedem der über den Mantel 31 hinausragenden Längswulste 30 ist zumindest in Richtung der Ventillängsachse 11 ein abgerundeter Über gangsbereich 32 ausgebildet. Bei dem dargestellten Ausführungsbei spiel umgibt der jeweilige Übergangsbereich 32 die Längswulste 30 der Einstellbuchse 27 vollständig. Die Längswulste 30 selbst können, wie in den Figuren dargestellt, konvex nach außen gewölbt ausgebil det sein, so daß beim Einpreßvorgang der Einstellbuchse 27 in die Strömungsbohrung 25 des Kerns 2 eine Spanbildung an der Einstell buchse 27 und an der Wandung der Strömungsbohrung 25 verhindert wird.

Der Mantel 31 der Einstellbuchse 27 weist bei in die Strömungsboh rung 25 des Kerns 2 eingeschobener Einstellbuchse 27 einen kleineren Durchmesser auf als die Strömungsbohrung 25, so daß die Einstell buchse 27 mit ihren Längswulsten 30 an der Wandung der Strömungsboh rung 25 anliegt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist je weils zu einer Stirnseite 28 der Einstellbuchse 27 hin im Ende 38 des Mantels 31 als eine Fase 37 mit sich zur Stirnseite 28 hin ver ringerndem Durchmesser ausgeformt. Es ist aber auch möglich, daß die Einstellbuchse 27 nur an einem Ende 38 eine Fase 37 aufweist und mit diesem Ende 38 zuerst in die Strömungsbohrung 25 des Kerns 2 einge schoben wird. Die Fase 37 kann eben aber auch konvex nach außen ge wölbt ausgebildet sein.

Die Fase 37 an dem zuerst in die Strömungsbohrung 25 des Kerns 2 eingeschobenen Ende 38 der Einstellbuchse 27 und der Mantel 31, der im in die Strömungsbohrung 25 montierten Zustand der Einstellbuchse 27 einen gegenüber der Strömungsbohrung 25 verringerten Durchmesser aufweist, erleichtern das Einführen der Einstellbuchse 27 in die Strömungsbohrung 25 des Kerns 2 und die Zentrierung der Einstell buchse 27 in der Strömungsbohrung 25. Aus diesem Grund erstrecken sich die Längswulste 30 auch nur über einen Teil der gesamten axia len Länge des Mantels 31 der Einstellbuchse 27. Ein zylindrisches Ende 38 der Einstellbuchse 27, mit dem diese zuerst in die Strö mungsbohrung 25 eingeschoben wird und an dem sich kein Längswulst 30 erstreckt, erleichtert die Zentrierung der Einstellbuchse 27.

Durch die in Richtung zu den beiden Stirnseiten 28 hin symmetrische Ausbildung der Einstellbuchse 27 gemäß des Ausführungsbeispiels wird die Montage der Einstellbuchse in die Strömungsbohrung 25 verein facht, da es unerheblich ist, mit welcher Stirnseite 28 die Ein stellbuchse 27 zuerst in die Strömungsbohrung 25 eingeführt wird.

In axialer Richtung weist die Einstellbuchse 27 beispielsweise einen Längsschlitz 45 auf, so daß die Einstellbuchse 27 radial nachgiebig und mit verhältnismäßig geringem Kraftaufwand in die Strömungs bohrung 25 des Kerns 2 einpreßbar ist und so die Montage erleichtert wird. Da die geschlitzte Einstellbuchse 27 vor der Montage in die Strömungsbohrung 25 einen deutlich größeren Durchmesser als die Strömungsbohrung 25 hat, steht die Einstellbuchse 27 im in die Strö mungsbohrung 25 montierten Zustand unter einer hohen radial gerich teten Spannung. Die z. B. drei Längswulste 30 die über dem Mantel 31 der Einstellbuchse 27 hinausragen, liegen mit einer hohen, radial nach außen gerichteten Pressung an der Wandung der Strömungsbohrung 25 des Kerns 2 an, so daß ein sehr sicherer und zuverlässiger Halt der geschlitzten Einstellbuchse 27 in der Strömungsbohrung 25 des Kerns 2 gewährleistet ist.

Die Herstellung der geschlitzten Einstellbuchse 27 erfolgt z. B., in dem in einem ersten Verfahrensschritt ein rechteckförmiger Blech abschnitt erzeugt wird, in einem zweiten Verfahrensschritt in einem Werkzeug die wenigstens zwei Längswulste 30 in Richtung einer spä teren Buchsenlängsachse 47 des Blechabschnitts in dem Blechabschnitt durch eine Blechumformung ausgebildet werden und in einem dritten Verfahrensschritt der Blechabschnitt um die Buchsenlängsachse 47 zu einer Einstellbuchse 27 mit einem verbleibenden Längsschlitz 45 ge rollt wird. Als Material für die Herstellung der erfindungsgemäßen Einstellbuchse 27 eignet sich beispielsweise rostfreier Federstahl oder eine federhart gewalzte Kupferlegierung wie Bronze, Messing, Tombak (eine CuSnZn-Legierung) oder Kupferberyllium. Durch die Ver wendung dieser Kupferlegierungen wird ein Fressen zwischen dem Werk stoff des Kerns 2 und dem Werkstoff der Einstellbuchse 27 verhindert.

Die Einstellbuchse 27 kann im Bereich der Längswulste 30 in etwa die gleiche Blechdicke wie der Mantel 31 aufweisen. Es ist aber auch möglich, daß die Blechdicke im Bereich der Längswulste 30 größer oder kleiner ist als die Blechdicke des Mantels 31 der Einstell buchse 27.

Die Rückstellfeder 26 stützt sich mit ihrem der Einstellbuchse 27 abgewandten Ende in stromabwärtiger Richtung an einer Stirnseite 50 eines Verbindungsrohres 51 ab. Mit dem der Rückstellfeder 26 zuge wandten Ende des Verbindungsrohres 51 ist beispielsweise durch Schweißen ein rohrförmiger Anker 52 verbunden. An dem anderen Ende des Verbindungsrohres 51 ist mit diesem ein mit dem Ventilsitz 21 des Ventilsitzkörpers 20 zusammenwirkender, z. B. als Kugel ausgebil deter Ventilschließkörper 55 beispielsweise durch Schweißen verbun den.

Zwischen einer Stirnseite 57 des dem Anker 52 zugewandten Kernendes 10 und einer zum oberen Zylinderabschnitt 14 führenden Schulter 58 des Zwischenteiles 12 ist ein axialer Spalt 59 gebildet, in dem durch Einklemmen eine, einen Restluftspalt zwischen einer zulaufsei tigen Stirnseite 60 des Ankers 52 und der Stirnseite 57 des Kern endes 10 bildende, den Hub des Ventilschließkörpers 55 beim Öff nungsvorgang des Ventils begrenzende nichtmagnetische Anschlag scheibe 62 angeordnet ist.

Die Magnetspule 1 ist von wenigstens einem, beispielsweise als Bügel ausgebildeten, als ferromagnetisches Element dienenden Leitelement 64 wenigstens teilweise umgeben das mit seinem einen Ende an dem Kern 2 und mit seinem anderen Ende an dem Verbindungsteil 19 anliegt und mit diesen z. B. durch Schweißen oder Löten verbunden ist.

Ein Teil des Ventils ist von einer Kunststoffummantelung 65 um schlossen, die sich vom Kern 2 ausgehend in axialer Richtung über die Magnetspule 1 mit Anschlußstecker 6 und das wenigstens eine Leitelement 64 erstreckt.

Bei der neuen Einstellbuchse 27 mit den sich in Richtung der Ventil längsachse 11 erstreckenden Längswulsten 30 und den Übergangsberei chen 32 zwischen Mantel 31 und Längswulsten 30 wird beim Einpreßvor gang der Einstellbuchse in die Strömungsbohrung 25 des Kerns 2 eine Spanbildung an der Einstellbuchse 27 und der Wandung der Strömungs bohrung 25 wirkungsvoll verhindert.

Claims

1. Einstellbuchse für ein elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere für ein Einspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem sich entlang einer Ventillängs achse erstreckenden metallenen Kern, mit einer Magnetspule und mit einem Anker, durch den ein mit einem festen Ventilsitz zusammenwir kender Ventilschließkörper betätigbar ist, mit einer konzentrisch zu der Ventillängsachse angeordneten Rückstellfeder, die auf den Ven tilschließkörper wirkt und die sich mit einem Ende an einer in eine konzentrisch zu der Ventillängsachse ausgebildete Strömungsbohrung des Kerns eingepreßten zylindrischen Einstellbuchse abstützt und mit zumindest zwei an dem Umfang der Einstellbuchse ausgebildeten Wul sten, die in radialer Richtung nach außen über einen Mantel der Ein stellbuchse hinaus ragen, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest zwei Wulste als sich in Richtung der Ventillängsachse (11) er streckende Längswulste (30) ausgebildet sind, die ihre größte Er streckung in Richtung der Ventillängsachse (11) haben und daß zwi schen dem Mantel (31) der Einstellbuchse (27) und jedem der Längs wulste (30) zumindest in Richtung der Ventillängsachse (11) ein ab gerundeter Übergangsbereich (32) ausgeformt ist.

2. Einstellbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Umfang der Einstellbuchse (27) drei Längswulste (30) ausgebildet sind.

3. Einstellbuchse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellbuchse (27) in axialer Richtung einen Längsschlitz (45) aufweist.

4. Einstellbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einstellbuchse (27) durch Rollen eines umgeformten Blechabschnittes herstellbar ist.

5. Einstellbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Umfang der Einstellbuchse (27) zu wenigstens einer Stirnseite (28) hin eine umlaufende Fase (37) ausgebildet ist.

6. Einstellbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellbuchse (27) aus rostfreiem Federstahl ausgebildet ist.

7. Einstellbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellbuchse (27) aus einer federhart gewalzten Kupferlegierung ausgebildet ist.

8. Verfahren zur Herstellung einer Einstellbuchse, insbesondere ei ner nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildeten Einstellbuchse, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verfahrensschritt ein rechteckförmiger Blechabschnitt erzeugt wird, in einem zweiten Ver fahrensschritt in einem Werkzeug wenigstens zwei Längswulste (30) in Richtung einer Längsachse durch eine Blechumformung ausgebildet wer den und in einem dritten Verfahrensschritt der Blechabschnitt um seine Längsachse mit einem verbleibenden Längsschlitz (45) gerollt wird.