EP0054108B1 - Elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere Kraftstoffeinspritzventil für Kraftstoffeinspritzanlagen - Google Patents

Elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere Kraftstoffeinspritzventil für Kraftstoffeinspritzanlagen Download PDF

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EP0054108B1
EP0054108B1 EP81107254A EP81107254A EP0054108B1 EP 0054108 B1 EP0054108 B1 EP 0054108B1 EP 81107254 A EP81107254 A EP 81107254A EP 81107254 A EP81107254 A EP 81107254A EP 0054108 B1 EP0054108 B1 EP 0054108B1
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EP
European Patent Office
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valve
core
valve according
guide
flat armature
Prior art date
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EP81107254A
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EP0054108A2 (de
EP0054108A3 (en
Inventor
Rudolf Krauss
Udo Hafner
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Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication of EP0054108A3 publication Critical patent/EP0054108A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0635—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding
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    • F02M51/0646—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding the armature having a valve attached thereto the valve being a short body, e.g. sphere or cube
    • F02M51/065—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding the armature having a valve attached thereto the valve being a short body, e.g. sphere or cube the valve being spherical or partly spherical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/08—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle specially for low-pressure fuel-injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/50—Arrangements of springs for valves used in fuel injectors or fuel injection pumps
    • F02M2200/505—Adjusting spring tension by sliding spring seats
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S239/00—Fluid sprinkling, spraying, and diffusing
    • Y10S239/90—Electromagnetically actuated fuel injector having ball and seat type valve

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetically actuated valve according to the preamble of the main claim.
  • An electromagnetically actuated valve is already known in which the armature is firmly connected to a guide membrane which is clamped on the outer circumference of the housing.
  • an additional operation is required to connect the anchor and the guide membrane, and the connection of the armature and the guide membrane in the guide membrane leads to stresses which lead to an inclination of the anchor relative to the core, which increases the risk there is that the anchor is not tightened in parallel.
  • the known design of the magnetic part for generating the desired magnetic forces requires a relatively large amount of space, which is contrary to a desired reduction in the size of the valve (cf. GB-A-2 058 466 Robert Bosch GmbH, not previously published).
  • valve according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage over a low-friction and plane-parallel guidance of the flat armature with a small-sized design of the magnetic part and the avoidance of an additional operation and the inclined guidance of the armature due to stresses in the guide membrane.
  • the core is particularly advantageous to design the core as a shell core, the inner and outer core of which interact with one working area of the flat anchor.
  • valve part with a spherical section which interacts with the valve seat.
  • valve housing without cutting, e.g. to manufacture by deep drawing, rolling, etc. and to provide inlet openings and outlet openings offset against each other in the radial direction in its housing wall, via which unassigned fuel can flow out under heat absorption after flowing around the magnetic part.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of an electromagnetically actuated fuel injection valve
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of an electromagnetically actuated fuel injection valve.
  • the fuel injection valve for a fuel injection system shown in FIGS. 1 and 2 is used, for example, to inject fuel, in particular with low pressure into the intake manifold of mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines.
  • 1 denotes a valve housing, which is formed by non-cutting shaping, for. B. deep drawing, rolling and the like is made and has a pot-shaped shape with a bottom 2, from which a tubular guide socket 3 is formed, which has a guide bore 4, which also penetrates the bottom 2 and opens into the interior 5 of the valve housing 1.
  • a shell core 7 made of ferromagnetic material is inserted, which has a smaller diameter than the interior 5 and bears with a collar 8 on an inner shoulder 9 of the valve housing 1.
  • a spacer ring 10 engages, which is adjoined by a guide membrane 11 and a nozzle carrier 12, a flanged edge 13 partially encompassing the end face of the nozzle carrier 12 and exerting an axial clamping force thereon, which fixes the position the shell core 7, the spacer ring 10, the guide membrane 11 and the nozzle carrier 12 guaranteed.
  • the shell core 7 e.g. a commercially available shell core (T 26 from Siemens) is used, which has an annular outer core 15 and an annular inner core 17 connected to it via a yoke 16.
  • a magnetic coil 18 is at least partially enclosed by an insulating carrier body 19 which is inserted with the magnetic coil 18 into the annular space of the shell core 7 formed between the outer core 15 and the inner core 17 and in a form-fitting manner, e.g. is connected to the yoke 16 by rivets 20 or a releasable snap connection.
  • the power supply to the magnetic coil 18 is advantageously carried out via contact pins 22, only one of which is shown, which is located in an insulation insert 23, e.g. Glass, are bordered, the insulation insert 23 may be surrounded by a mounting ring 24 which is inserted sealingly in a through hole 25 of the valve housing base 2 and for example soldered. With the contact pins 22, plug connections can be connected either in a manner not shown but known, or electrical cables.
  • a contact tab 26 is provided between the magnetic coil 18 and the contact pins 22 for length compensation in the case of thermal expansion.
  • a flat anchor 29 is arranged between the end face 28 of the shell core 7 facing away from the yoke 16 and the guide membrane 11.
  • a movable valve part 30 is connected to the flat anchor, for. B. soldered or welded.
  • the valve part 30 penetrates a central guide opening 31 in the guide membrane 11 and cooperates with a fixed valve seat 32 which is formed in a valve seat body 33.
  • the valve seat body 33 is inserted into the nozzle holder 12.
  • the valve part 30 and the flat armature 29 are guided through the central guide opening 31 of the guide membrane 11 in the radial direction on the one hand to the valve seat 32 and on the other hand to the end face 28 of the shell core 7.
  • the guide membrane 11 is not rigidly connected to the valve part 30 or to the flat anchor 29.
  • the flat anchor 29 can be designed as a stamped or pressed part and, for example, have an annular guide ring 34 facing the guide membrane 11, which on the one hand has the rigidity of the flat anchor 29 improved, secondly separates a first working area 36 of the flat armature, which is assigned to the end face of the outer core 15, from a second working area 37, which is assigned to the end face of the inner core 17, and thirdly forms a guide edge 35 which bears against the guide membrane 11, whereby the flat anchor 29 is guided parallel to the end face 28 of the shell core 7.
  • the valve part 30 has a spherical section 38 which interacts with the valve seat 32, for example, is flattened as a spherical zone.
  • the guiding membrane 11 is clamped between the spacer ring 10 and the nozzle carrier 12 in a plane which, when the valve part 30 rests against the valve seat 32, passes through the center M or as close as possible to the center M of the spherical section 38.
  • the guide diaphragm 11 bends under tension under tension against the guide edge 35 of the flat armature 29.
  • the valve part 30 is acted upon in the closing direction of the valve by a compression spring 39 which, on the other hand, projects into an inner bore 40 of the shell core 7 and is supported on a slide member 41.
  • the force of the compression spring 39 on the flat armature 29 and the valve part 30 can be influenced by axially displacing the slide member 41.
  • the slide member 41 is pressed into the guide bore 4 of the base 2 and guide connector 3 and has a section with notches 43 in the region of the guide connector, for example flat annular grooves, threads, knurls or the like, in order to better fix the slide member axially 41 to ensure that the guide socket 3 is pressed inward in the area of the notches 43, so that material of the guide socket 3 penetrates into the notches 43 of the slide member 41.
  • the end of the slide member 41 facing away from the flat anchor 29 is designed such that it ends within the guide stub 3 and has a pin 44 with a smaller diameter than the guide bore 4. A suitable tool can act on the pin 44 for displacing the slide member 41.
  • the slide member 41 has a longitudinal bore 45 which is open toward the flat armature 29 and, on the other hand, opens outside the shell core 7 in transverse bores 46 to the circumference of the slide member 41 in the interior 5 of the valve housing 1.
  • the valve part 30 has a cylindrical section 48 connected to the flat armature 29, to which the spherical section 38 of the valve part adjoins. Open toward the flat armature 29, the valve part 30 is provided with a concentric blind hole 49 which leads as far as possible into the spherical section 38.
  • the compression spring 39 which is in contact with the slide member 41, passes through an opening 50 of the flat armature and, on the other hand, is supported in the valve part 30 at the base 51 of the blind hole 49, so that when the magnet part 7, 18, 29 is not excited, the valve part 30 counteracts the spring force of the guide membrane 11 is held sealingly on the valve seat 32.
  • Cross bores 52 extend from the circumference of the valve part 30 to the blind bore 49.
  • a collecting space 54 is formed downstream of the valve seat 32, the volume of which should be as small as possible and which is delimited by the valve seat body 33, the spherical section 38 and a swirl body 55 arranged downstream of the valve seat body 33.
  • a flange 56 of the nozzle carrier 12 engages around a surface of the swirl body 55 facing away from the valve seat body 33, as a result of which the valve seat body 33 and the swirl body 55 are fixed in their position.
  • the swirl body 55 has a projection 57 protruding into the collecting space 54, the end face of which is flattened facing the valve part 30 and from whose lateral, for example conical circumferential wall 58 branch off to the swirl channels 59 which open towards the collecting chamber 54 and which, in a known manner, incline at an angle to the valve axis can be and open into a swirl chamber 60.
  • the swirl channels 59 can open tangentially into the swirl chamber 60 and are used for metering the fuel.
  • the fuel film formed on the wall of the swirl chamber 60 tears off at the sharp end of the swirl chamber 60, which opens into the intake manifold, and thus enters conically into the air flow of the intake manifold, which ensures that the fuel is well conditioned, particularly at low fuel pressures.
  • the fuel injection valve mounted in a holding body 62 can be fixed in its position, for example, by a claw or a cover 63 and has a first annular groove 64 in the valve housing 1 and offset in the axial direction and sealed off from the first annular groove 64, and a second annular groove 65 seals it.
  • a fuel inflow line 66 is formed, which opens into the first annular groove 64.
  • a fuel return flow line 67 is formed in the holding body 62, which is connected to the second annular groove 65.
  • Radial inflow openings 68 in the wall of the cylindrical, tubular part of the valve housing 1 connect the first annular groove 64 to a flow channel 69 which is formed between the outer core 15 and the inner wall of the valve housing 1.
  • the part of the interior lying above the shell core 7 space 5 communicates with the second annular groove 65 via radial outlet openings 70 formed in the cylindrical, tubular part of the valve housing and is separated from the flow channel 69 by a sealing body 71.
  • the guide membrane 11 has flow openings 73, as 29 flow openings 74 can also be formed in the flat armature.
  • the fuel flowing into the flow channel 69 via the inflow openings 68 can flow via openings 75 in the collar 8 and the throughflow openings 73 in the guide membrane 11 to the valve seat 32, from where it reaches the collecting space 54 when the valve part 30 is lifted off the valve seat 32 and there via the Swirl channels 59 is metered.
  • the unmeasured part of the fuel can flow via the transverse bores 52 into the blind bore 49 of the valve part 30 and from there via the inner bore 40 or the longitudinal bore 45 of the slide member 41 and the transverse bores 46 into the part of the interior 5 above the shell core 7 with the receptacle of the heat generated on the magnetic part and flow from there via the drain openings 70 and the second annular groove 65 into the fuel return line 67.
  • the parts that remain the same and function the same as in FIG. 1 are identified by the same reference numerals.
  • the flat armature 29 with the valve part 30 has the same design and is guided through a guide membrane 11 in the same way as in the exemplary embodiment according to FIG. 1. This area of the fuel injection valve was therefore not shown again in section.
  • the slide member 41 has on its side facing the flat armature a portion 78 projecting partially into the shell core 7, which has a smaller diameter than the inner bore 40 of the shell core and between and the inner bore 40 of the Shell core 7, an annular channel 79 is formed, via which the unassigned fuel can flow from the magnetic part into the part of the interior 5 above the shell core 7 while absorbing heat.
  • the compression spring 39 is supported on the section 78 of the slide member 41 with its end facing away from the flat anchor.
  • the sealing of the contact pin 22 in the through hole 25 of the housing base 2 can be done by a sealing ring 80.
  • the contact pins 22 and the guide stub 3 can be enclosed by a cap 81 made of insulating and elastic material such as rubber or plastic, which has latching elements 82 which snap into place on the guide stub 3 and from which the contact pins 22 protrude.

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Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Ventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein elektromagnetisch betätigbares Ventil bekannt, bei dem der Anker mit einer Führungsmembran fest verbunden ist, die an ihrem Aussenumfang gehäusefest eingespannt ist. Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, dass zur Verbindung von Anker und Führungsmembran ein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich ist, und es treten durch die Verbindung von Aker und Führungsmembran in der Führungsmembran Spannungen auf, die zu einer Neigung des Ankers gegenüber dem Kern führen, wodurch die Gefahr besteht, dass der Anker nicht parallel angezogen wird. Ausserdem erfordert die bekannte Ausbildung des Magnetteiles zur Erzeugung der gewünschten Magnetkräfte einen relativ grossen Bauraum, der einer gewünschten Verkleinerung des Ventiles entgegensteht (vgl. GB-A-2 058 466 Robert Bosch GmbH, nicht vorveröffentlicht).
    • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemässe Ventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat gemgegenüber den Vorteil einer reibungsarmen und planparallelen Führung des Flachankers bei kleinbauender Ausbildung des Magnetteiles und der Vermeidung eines zusätzlichen Arbeitsganges und der Schrägführung des Ankers durch Spannungen in der Führungsmembran.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Ventils möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist es, den Kern als Schalenkern auszubilden, dessen innerer und äusserer Kern mit je einem Arbeitsbereich des Flachankers zusammenwirkt.
  • Vorteilhaft ist es ebenfalls, das Ventilteil mit einem mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden kugelförmigen Abschnitt zu versehen.
  • Weiterhin vorteilhaft ist es, das Ventilgehäuse spanlos, z.B. durch Tiefziehen, Rollen usw. zu fertigen und in seiner Gehäusewandung in radialer Richtung gegeneinander versetzt Zuflussöffnungen und Abflussöffnungen vorzusehen, über die nach einem Umströmen des Magnetteiles nicht zugemessener Kraftstoff unter Wärmeaufnahme abströmen kann.
  • Vorteilhaft ist ebenfalls eine Drallaufbereitung des einzuspritzenden Kraftstoffes.
    • Zeichnung
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines elektromagnetisch betätigbaren Kraftstoffeinspritzventiles, Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines elektromagnetisch betätigbaren Kraftstoffeinspritzventiles.
    • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kraftstoffeinspritzventil für eine Kraftstoffeinspritzanlage dient beispielsweise zur Einspritzung von Kraftstoff, insbesondere mit niederem Druck in das Saugrohr von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen. Dabei ist mit 1 ein Ventilgehäuse bezeichnet, das durch spanlose Formgebung, z. B. Tiefziehen, Rollen und ähnliches gefertigt ist und eine topfförmige Gestalt mit einem Boden 2 hat, von dem ausgehend ein rohrförmiger Fthrungsstutzen 3 ausgebildet ist, der eine Führungsbohrung 4 aufweist, die ebenfalls den Boden 2 durchdringt und im Innenraum 5 des Ventilgehäuses 1 mündet. In den Innenraum 5 des Ventilgehäuses 1 ist ein Schalenkern 7 aus ferromagnetischem Material eingesetzt, der einen geringeren Durchmesser als der Innenraum 5 hat und mit einem Bund 8 an einem Innenansatz 9 des Ventilgehäuses 1 anliegt. Auf der dem Innenansatz 9 abgewandten Seite des Bundes 8 greift ein Distanzring 10 an, an den sich eine Führungsmembran 11 und ein Düsenträger 12 anschliesst, wobei eine Bördelkante 13 teilweise die Stirnfläche des Düsenträgers 12 umgreift und auf diesen eine axiale Spannkraft ausübt, die eine Lagefixierung des Schalenkerns 7, des Distanzringes 10, der Führungsmembran 11 und des Düsenträgers 12 gewährleistet. Als Schalenkern 7 kann z.B. ein handelsüblicher Schalenkern (T 26 der Firma Siemens) Verwendung finden, der einen ringförmigen Aussenkern 15 und einen mit diesem über ein Joch 16 verbundenen ringförmigen Innenkern 17 hat. Eine Magnetspule 18 ist mindestens teilweise von einem isolierenden Trägerkörper 19 umschlossen, der mit der Magnetspule 18 in den zwischen Aussenkern 15 und Innenkern 17 gebildeten Ringraum des Schalenkerns 7 eingeschoben und formschlüssig, z.B. durch Nieten 20 oder eine lösbare Schnappverbindung mit dem Joch 16 verbunden ist. Die Stromzuführung zur Magnetspule 18 erfolgt vorteilhafterweise über Kontaktstifte 22, von denen nur einer dargestellt ist, die in einem Isolationseinsatz 23, z.B. Glas, eingefasst sind, wobei der Isolationseinsatz 23 von einem Befestigungsring 24 umgeben sein kann, der in einer Durchführungsbohrung 25 des Ventilgehäusebodens 2 dichtend eingesetzt und beispielsweise verlötet ist. Mit den Kontaktstiften 22 können entweder in nicht dargestellter, aber bekannter Weise Steckanschlüsse verbunden sein oder elektrische Kabel. Zum Längenausgleich bei Wärmedehnungen ist zwischen Magnetspule 18 und den Kontaktstiften 22 jeweils eine Kontaktfahne 26 vorgesehen.
  • Zwischen der dem Joch 16 abgewandten Stirnfläche 28 des Schalenkerns 7 und der Führungsmembran 11 ist ein Flachanker 29 angeordnet. Im mittleren Bereich des Flachankers 29 ist mit dem Flachanker ein bewegliches Ventilteil 30 verbunden, z. B. verlötet oder verschweisst. Das Ventilteil 30 durchdringt eine zentrale Führungsöffnung 31 in der Führungsmembran 11 und arbeitet mit einem festen Ventilsitz 32 zusammen, der in einem Ventilsitzkörper 33 ausgebildet ist. Der Ventilsitzkörper 33 ist in den Düsenträger 12 eingesetzt. Das Ventilteil 30 und der Flachanker 29 werden durch die zentrale Führungsöffnung 31 der Führungsmembran 11 in radialer Richtung einerseits zum Ventilsitz 32 und andererseits zur Stirnfläche 28 des Schalenkerns 7 geführt. Eine starre Verbindung der Führungsmembran 11 besteht weder mit dem Ventilteil 30 noch mit dem Flachanker 29. Der Flachanker 29 kann als Stanz- oder Pressteil ausgebildet sein und beispielsweise einen ringförmigen, der Führungsmembran 11 zugewandten Führungskranz 34 aufweisen, der zum einen die Steifigkeit des Flachankers 29 verbessert, zum zweiten einen ersten Arbeitsbereich 36 des Flachankers, der der Stirnfläche des Aussenkerns 15 zugeordnet ist, von einem zweiten Arbeitsbereich 37, der der Stirnfläche des Innenkerns 17 zugeordnet ist, trennt und drittens eine Führungskante 35 bildet, die an der Führungsmembran 11 anliegt, wodurch der Flachanker 29 planparallel zur Stirnfläche 28 des Schalenkerns 7 geführt wird. Das Ventilteil 30 hat einen mit dem Ventilsitz 32 zusammenwirkenden kugelförmigen Abschnitt 38, beispielsweise als Kugelzone abgeflacht ausgebildet. Die Einspannung der Führungsmembran 11 zwischen dem Distanzring 10 und dem Düsenträger 12 erfolgt in einer Ebene, die bei am Ventilsitz 32 anliegenden Ventilteil 30 durch den Mittelpunkt M bzw. möglichst nahe am Mittelpunkt M des kugelförmigen Abschnittes 38 verläuft. Bei am Ventilsitz 32 anliegendem Ventilteil 30 liegt die Führungsmembran 11 durchgebogen unter Spannung an der Führungskante 35 des Flachankers 29 an. Das Ventilteil 30 wird in Schliessrichtung des Ventiles durch eine Druckfeder 39 beaufschlagt, die andererseits in eine Innenbohrung 40 des Schalenkernes 7 ragt und sich an einem Schieberglied 41 abstützt. Die Kraft der Druckfeder 39 auf den Flachanker 29 und das Ventilteil 30 ist durch axiales Verschieben des Schiebergliedes 41 beeinflussbar.
  • Das Schieberglied 41 ist an seinem dem Flachanker abgewandten Ende in die Führungsbohrung 4 von Boden 2 und Führungsstutzen 3 eingepresst und hat im Bereich des Führungsstutzens einen Abschnitt mit Kerben 43, beispielsweise flache Ringnuten, Gewinde, Rändel oder ähnliches, um eine bessere axiale Fixierung des Schiebergliedes 41 zu gewährleisten, indem der Führungsstutzen 3 im Bereich der Kerben 43 nach Innen verpresst wird, so dass Material des Führungsstutzens 3 in die Kerben 43 des Schiebergliedes 41 eindringt. Das dem Flachanker 29 abgewandte Ende des Schiebergliedes 41 ist so ausgebildet, dass es innerhalb des Führungsstutzens 3 endet und einen Zapfen 44 mit geringerem Durchmesser hat, als die Führungsbohrung 4. An dem Zapfen 44 kann zur Verschiebung des Schiebergliedes 41 ein geeignetes Werkzeug angreifen. Das Schieberglied 41 hat eine zum Flachanker 29 hin offene Längsbohrung 45, die andererseits ausserhalb des Schalenkerns 7 in Querbohrungen 46 zum Umfang des Schiebergliedes 41 im Innenraum 5 des Ventilgehäuses 1 mündet.
  • Das Ventilteil 30 hat einen mit dem Flachanker 29 verbundenen zylindrischen Abschnitt 48, an den sich der kugelförmige Abschnitt 38 des Ventilteiles anschliesst. Zum Flachanker 29 hin offen ist das Ventilteil 30 mit einer konzentrischen Sacklochbohrung 49 versehen, die möglichst weit in den kugelförmigen Abschnitt 38 führt. Die an dem Schieberglied 41 einerseits anliegende Druckfeder 39 durchgreift eine Öffnung 50 des Flachankers und stützt sich andererseits in dem Ventilteil 30 am Grund 51 der Sacklochbohrung 49 ab, wodurch bei nicht erregtem Magnetteil 7, 18, 29 das Ventilteil 30 entgegen der Federkraft der Führungsmembran 11 dichtend am Ventilsitz 32 gehalten wird. Vom Umfang des Ventilteiles 30 verlaufen zur Sacklochbohrung 49 hin Querbohrungen 52.
  • Stromabwärts des Ventilsitzes 32 ist ein Sammelraum 54 ausgebildet, dessen Volumen möglichst klein sein soll und der durch den Ventilsitzkörper 33, den kugelförmigen Abschnitt 38 und einen stromabwärts des Ventilsitzkörpers 33 angeordneten Drallkörper 55 begrenzt wird. Eine Bördelung 56 des Düsenträgers 12 umgreift eine den Ventilsitzkörper 33 abgewandte Fläche des Drallkörpers 55, wodurch der Ventilsitzkörper 33 und der Drallkörper 55 in ihrer Lage fixiert werden. Der Drallkörper 55 hat einen in den Sammelraum 54 hineinragenden Vorsprung 57, dessen Stirnfläche dem Ventilteil 30 zugewandt abgeflacht ist und von dessen seitlicher, beispielsweise konisch verlaufender Umfangswandung 58 zum Sammelraum 54 hin offene Drallkanäle 59 abzweigen, die in bekannter Weise unter einem Winkel zur Ventilachse geneigt sein können und in eine Drallkammer 60 münden. Die Drallkanäle 59 können dabei beispielsweise tangential in die Drallkammer 60 münden und dienen zur Zumessung des Kraftstoffes. Der sich an der Wandung der Drallkammer 60 bildende Kraftstoffilm reisst am scharfen Ende der Drallkammer 60, die in das Saugrohr mündet, ab und tritt so kegelförmig in den Luftstrom des Saugrohres ein, wodurch eine gute Aufbereitung des Kraftstoffes, insbesondere bei niederen Kraftstoffdrücken gewährleistet ist.
  • Das in einem Haltekörper 62 gelagerte Kraftstoffeinspritzventil kann beispielsweise durch eine Pratze oder einen Deckel 63 in seiner Lage fixiert sein und hat im Ventilgehäuse 1 eine erste Ringnut 64 und in axialer Richtung versetzt und gegenüber der ersten Ringnut 64 abgedichtet eine zweite Ringnut 65. In dem Haltekörper 62 ist eine Kraftstoffzuflussleitung 66 ausgebildet, die in der ersten Ringnut 64 mündet. Weiterhin ist in dem Haltekörper 62 eine Kraftstoffrückströmleitung 67 ausgebildet, die mit der zweiten Ringnut 65 in Verbindung steht. Radiale Zuflussöffnungen 68 in der Wandung des zylindrischen, rohrförmigen Teiles des Ventilgehäuses 1 verbinden die erste Ringnut 64 mit einem Strömungskanal 69, der zwischen dem Aussenkern 15 und der Innenwandung des Ventilgehäuses 1 ausgebildet ist. Der oberhalb des Schalenkerns 7 liegende Teil des Innenraums 5 steht über in dem zylindrischen, rohrförmigen Teil des Ventilgehäuses ausgebildete radial verlaufende Abflussöffnungen 70 mit der zweiten Ringnut 65 in Verbindung und ist durch einen Dichtkörper 71 von dem Strömungskanal 69 getrennt. Die Führungsmembran 11 besitzt Durchströmöffnungen 73, wie auch im Flachanker 29 Durchströmöffnungen 74 ausgebildet sein können. Der über die Zuflussöffnungen 68 in den Strömungskanal 69 strömende Kraftstoff kann über Öffnungen 75 im Bund 8 und die Durchströmöffnungen 73 in der Führungsmembran 11 zum Ventilsitz 32 strömen, von wo er bei vom Ventilsitz 32 abgehobenem Ventilteil 30 in den Sammelraum 54 gelangt und dort über die Drallkanäle 59 zugemessen wird. Der nicht zugemessene Teil des Kraftstoffes kann über die Querbohrungen 52 in die Sacklochbohrung 49 des Ventilteiles 30 strömen und von dort über die Innenbohrung 40 bzw. die Längsbohrung 45 des Schiebergliedes 41 und die Querbohrungen 46 in den Teil des Innenraumes 5 oberhalb des Schalenkernes 7 unter Aufnahme der am Magnetteil entstehenden Wärme gelangen und von dort über die Abflussöffnungen 70 und die zweite Ringnut 65 in die Kraftstoffrückströmleitung 67 abströmen.
  • Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffeinspritzventiles sind die gegenüber den in Fig. 1 gleichgebliebenen und gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. So ist insbesondere bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 der Flachanker 29 mit dem Ventilteil 30 gleich ausgebildet und durch eine Führungsmembran 11 in gleicher Weise geführt, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Dieser Bereich des Kraftstoffeinspritzventiles wurde deshalb nicht erneut im Schnitt dargestellt. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffeinspritzventiles besitzt das Schieberglied 41 auf seiner dem Flachanker zugewandten Seite einen teilweise in den Schalenkern 7 ragenden Abschnitt 78, der einen geringeren Durchmesser hat, als die Innenbohrung 40 des Schalenkernes und zwischen dem und der Innenbohrung 40 des Schalenkernes 7 ein Ringkanal 79 gebildet wird, über den der nicht zugemessene Kraftstoff unter Wärmeaufnahme aus dem Magnetteil in den oberhalb des Schalenkerns 7 liegenden Teil des Innenraums 5 strömen kann. An dem Abschnitt 78 des Schiebergliedes 41 stützt sich die Druckfeder 39 mit ihrem dem Flachanker abgewandten Ende ab. Die Abdichtung des Kontaktstiftes 22 in der Durchführungsbohrung 25 des Gehäusebodens 2 kann durch einen Dichtring 80 erfolgen. Die Kontaktstifte 22 und der Führungsstutzen 3 können von einer Kappe 81 aus isolierendem und elastischem Material wie Gummi oder Kunststoff umschlossen werden, die am Führungsstutzen 3 beim Aufsetzen einrastende Rastelemente 82 aufweist und aus der die Kontaktstifte 22 herausragen.

Claims (21)

1. Elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere Kraftstoffeinspritzventil für Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem Ventilgehäuse (1), einer auf einem Kern aus ferromagnetischem Material aufgebrachten Magnetspule (18) und einem als Flachanker (29) ausgebildeten Anker, der mit einem mit einem festen Ventilsitz (32) zusammenwirkenden Ventilteil (30) fest verbunden und durch eine an ihrem Aussenumfang gehäusefest eingespannte Führungsmembran (11) geführt ist, zu welcher ausgerichtet der Flachanker (29) auf seiner dem Ventilsitz zugewandten Seite eine konzentrische Führungskante (35) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmembran (11) an der Führungskante (35) des Flachankers (29) unter eigener Federspannung anliegt und den Flachanker (29) parallel zu Ventilsitz (32) und Kernstirnfläche (28) und mit einer zentralen Führungsöffnung (31) einen zylindrischen Absatz (48) lose umgreifend in radialer Richtung führt.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmembran (11) mit ihrer zentralen Führungsöffnung (31) das fest mit dem Flachanker (29) verbundene Ventilteil (30) an seinem zylindrischen Absatz (48) umgreift.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilteil (30) einen mit dem Ventilsitz (32) zusammenwirkenden kugelförmigen Abschnitt (38) hat.
4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der kugelförmige Abschnitt (38) des Ventilteiles (30) als Kugelzone ausgebildet ist.
5. Ventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannung der Führungsmembran (11) am Umfang in einer Ebene erfolgt, die bei am Ventilsitz (32) anliegendem Ventilteil (30) etwa durch den Mittelpunkt (M) des kugelförmigen Abschnittes (38) verläuft.
6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilteil (30) eine konzentrische Sacklochbohrung (49) hat, die zum Flachanker (29) hin offen ist und in den kugelförmigen Abschnitt (38) führt.
7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilteil (30) vom Umfang zur Sacklochbohrung (49) führende Querbohrungen (52) hat.
8. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (7) als Schalenkern mit einem zylindrischen Aussenkern (15) und einem über ein Joch (16) mit diesem verbundenen konzentrischen Innenkern (17), auf dem die Magnetspule (18) sitzt, ausgebildet ist.
9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Flachanker (29) einen ersten Arbeitsbereich (36), der der Stirnfläche des Aussenkern (15) zugeordnet ist und einen zweiten Arbeitsbereich (37), der der Stirnfläche des Innenkerns (17) zugeordnet ist, hat.
10. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetspule (18) mindestens teilweise von einem Trägerkörper (19) umschlossen wird, der formschlüssig mit dem Joch (16) des Schalenkerns (7) verbunden ist.
11. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (1) die rohrförmige Gehäusewandung durchdringende Zuflussöffnungen (68) und in axialer Richtung versetzt Abflussöffnungen (70) hat.
12. Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der über die Zuflussöffnungen (68) in das Ventilgehäuse (1) zufliessende Kraftstoff durch die Führungsmembran (11) zum Ventilsitz (32) geleitet wird und der nichtzugemessene Kraftstoff durch die Querbohrungen (52) des Ventilteiles (30) in die Sacklochbohrung (49) und von dort über eine Öffnung (50) des Flachankers (29) und eine Innenbohrung (40) des Innenkerns (17) das Joch (16) aussen umströmend zu den Abflussöffnungen (70) fliesst.
13. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Boden (2) des topfförmig gestalteten Ventilgehäuses (1) ein Schieberglied (41) eingepresst ist, das teilweise in den Kern (7) ragt und an dem sich eine Druckfeder (30) abstützt, die andererseits das Ventilteil (30) in Schliessrichtung des Ventils beaufschlagt.
14. Ventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (39) am Grund (51) der Sacklochbohrung (49) des Ventilteiles (30) anliegt.
15. Ventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Schieberglied (41) zur Führung des abfliessenden Kraftstoffes eine zum Flachanker (29) hin offene Längsbohrung (45) hat, die andererseits ausserhalb des Kerns (7) in Querbohrungen (46) zum Umfang des Schiebergliedes (41) in den Innenraum (5) des Ventilgehäuses (1) mündet.
16. Ventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Schieberglied (41) auf seiner dem Flachanker (29) zugewandten Seite einen teilweise in den Kern (7) ragenden Abschnitt (78) mit einem kleineren Durchmesser hat als die Innenbohrung (40) des Kerns (7), so dass über den Ringkanal (70) zwischen dem Abschnitt (78) und der Innenbohrung (40) des Kerns (7) Kraftstoff abfliessen kann.
17. Ventil nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Schieberglied (41) mit seinem dem Flachanker (29) abgewandten Ende in eine Führungsbohrung (4) von Boden (2) und mit dem Boden (2) verbundenen Führungsstutzen (3) eingepresst ist und an diesem Ende im Bereich des Führungsstutzens (3) einen mit Kerben (43) versehenen Abschnitt hat.
18. Ventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Flachanker (29) abgewandte Ende des Schiebergliedes (41) innerhalb des Führungsstutzens (3) endet und einen Zapfen (44) mit geringerem Durchmesser hat.
19. Ventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Verbindungsleitungen (22) für die Magnetspule (18) durch Durchführungsbohrungen (25) im Boden (2) des Ventilgehäuses (1) geführt sind und eine aus Gummi oder Kunststoff gebildete Kappe (81) die elektrischen Verbindungsleitungen (22) und den Führungsstutzen (3) umgreifend am Führungsstutzen (3) formschlüssig fixierbar ist.
20. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts des Ventilsitzes (32) ein ein kleines Volumen einschliessender Sammelraum (54) vorgesehen ist, von dem unter einem Winkel zur Ventilachse geneigte Drallkanäle (59) abzweigen, die in eine Drallkammer (60) münden.
21. Ventil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts eines den Ventilsitz (32) aufnehmenden Ventilsitikörpers (33) ein Drallkörper (55) angeordnet ist, der einen in den Sammelraum (54) ragenden Vorsprung (57) hat, dessen Stirnfläche dem Ventilteil (30) zugewandt abgeflacht ist und von dessen seitlicher Umfangswandung (58) die Drallkanäle (59) abzweigen.
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