EP0200866B1 - Einspritzventil - Google Patents

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EP0200866B1
EP0200866B1 EP86102636A EP86102636A EP0200866B1 EP 0200866 B1 EP0200866 B1 EP 0200866B1 EP 86102636 A EP86102636 A EP 86102636A EP 86102636 A EP86102636 A EP 86102636A EP 0200866 B1 EP0200866 B1 EP 0200866B1
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EP
European Patent Office
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valve seat
valve
flat armature
spring
magnet
Prior art date
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Expired
Application number
EP86102636A
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English (en)
French (fr)
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EP0200866A1 (de
Inventor
Eckhart Kern
Reiner Weingärtner
Jürgen Luft
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mannesmann VDO AG
Original Assignee
Mannesmann VDO AG
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Publication date
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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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/20—Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
    • 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
    • F02M51/0642—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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetically actuated fuel injection valve for internal combustion engines with a magnetic winding, a magnetic core and a flat armature forming a magnetic circuit with the magnetic core, an annular valve seat, a spatially sealing valve element connected to the flat armature, which is supported by a spring, the Diameter is smaller than the diameter of the valve seat, is pressed sealingly against the valve seat in the deenergized state of the magnet winding and thereby penetrates the plane determined by the valve seat.
  • the sealing surface of the valve body is designed in the shape of a spherical sector, the center of the spherical sector being closer to the flat armature than the engagement surface of the spring in a basic bore of the valve body.
  • a valve is also known from EP-A-0 094 702, in which the plane on which the spring acts lies below the plane of the valve seat. However, this is a spring-loaded safety valve and not an electromagnetically actuated fuel injection valve.
  • the object of the present invention is to avoid the disadvantages of the known fuel injection valves, in particular to further reduce the tendency to tip over.
  • the spring acts on a plane of the valve element, the distance from the flat armature of which is greater than the distance of the plane determined by the valve seat from the flat armature.
  • a housing 1 shows the parts of a known injection valve that are necessary to explain the invention.
  • a body 3 carrying the valve seat 2 with a processing bore 4 into which the fuel passes through the bores 5.
  • the valve element 6 of the valve is spherical section-shaped and lies with a circular line on the valve seat. For this purpose, it is pressed against the valve seat by a spring 7.
  • the spring 7 is mounted in a part 8 facing away from the valve element.
  • the coil 9 which is located in a coil carrier 10 is supplied with electrical current.
  • the resulting magnetic field is guided by a magnetic core 11 designed as a shell core and an intermediate ring 15 and causes the flat armature 12 to be tightened in a manner known per se. This opens the valve so that the fuel can flow out through the bore 5.
  • a membrane 13 is provided for centering the flat armature 12 and the valve element 6. The membrane is clamped at its outer edge between the housing 1 and an annular spacer 14.
  • the support plane for the spring 7 is now shifted further downward than the known injection valve.
  • the spring exerts a stabilizing effect with regard to possible pivoting of the valve element 6 due to vibrations.
  • the injection valve according to the invention can be constructed similarly to the known injection valves.
  • the shifting of the support plane downwards can be limited by design factors - for example limits with regard to the wall thickness of the valve element, with regard to the spring force and the associated diameter of the spring.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisch betätigbares Kraftstoff-Einspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einer Magnetwicklung, einem Magnetkern und einem mit dem Magnetkern einen magnetischen Kreis bildenden Flachanker, einem ringförmigen Ventilsitz, einem mit dem Flachanker verbundenen, räumlich abdichtenden Ventilelement, das von einer Feder, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Ventilsitzes, im unbestromten Zustand der Magnetwicklung abdichtend gegen den Ventilsitz gedrückt wird und dabei die durch den Ventilsitz bestimmte Ebene durchdringt.
  • Bei derartigen bekannten Einspritzventilen wird zwar der Flachanker und das Ventilelement sowohl in axialer als auch in radialer Richtung durch eine Membran zentriert, es kann jedoch bei den bekannten Ventilen vorkommen, dass das Ventilelement kippt und daher nicht einwandfrei auf dem Ventilsitz zu liegen kommt.
  • Aus der bekanntgemachten japanischen Patentanmeldung 58-62 358 ist ein elektromagnetisches Kraftstoff-Einspritzventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs bekannt, bei dem ebenfalls ein Kippen des Flachankers und eine Dejustierung des mit dem Flachanker verbundenen Ventilkörpers vermieden werden soll.
  • Die Dichtfläche des Ventilkörpers ist dazu kugelsektorförmig ausgebildet, wobei der Mittelpunkt des Kugelsektors näher zum Flachanker liegt als die Angriffsfläche der Feder in einer Grundbohrung des Ventilkörpers. Dadurch entsteht zwar ein Rückstellmoment, das den Kippwinkel verkleinern will, bis dahin wirkt die Feder jedoch exzentrisch zum Ventilsitz, wodurch die Abdichtung verschlechtert wird.
  • Aus der EP-A-0 094 702 ist ferner ein Ventil bekannt, bei dem die Ebene, auf die die Feder einwirkt, unterhalb der Ventilsitzebene liegt. Dabei handelt es sich jedoch um ein federbelastetes Sicherheitsventil und nicht um ein elektromagnetisch betätigbares Kraftstoff-Einspritzventil.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Kraftstoff-Einspritzventile zu vermeiden, insbesondere die Kippneigung weiter zu vermindern.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs dadurch gelöst dass die Feder auf eine Ebene des Ventilelements wirkt, deren Entfernung vom Flachanker grösser ist als die Entfernung der durch den Ventilsitz bestimmten Ebene vom Flachanker.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist schematisch dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1 Teile eines bekannten Einspritzventils und
    • Fig. 2 Teile eines erfindungsgemässen Einspritzventils.
  • Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In Fig. 1 sind die zur Erläuterung der Erfindung notwendigen Teile eines bekannten Einspritzventils dargestellt. In einem Gehäuse 1 findet sich ein den Ventilsitz 2 tragender Körper 3 mit einer Aufbereitungsbohrung 4, in welche der Kraftstoff über die Bohrungen 5 gelangt.
  • Das Ventilelement 6 des Ventils ist kugelabschnittförmig und liegt mit einer Kreislinie am Ventilsitz auf. Dazu wird es von einer Feder 7 gegen den Ventilsitz gedrückt. Die Feder 7 ist in einem vom Ventilelement abgewandten Teil 8 gelagert. Zum Öffnen des Ventils wird die Spule 9, welche sich in einem Spulenträger 10 befindet, mit elektrischem Strom beaufschlagt. Das sich dadurch aufbauende magnetische Feld wird von einem als Schalenkern ausgebildeten Magnetkern 11 und einem Zwischenring 15 geleitet und bewirkt in an sich bekannter Weise ein Anziehen des Flachankers 12. Dadurch wird das Ventil geöffnet, so dass der Kraftstoff über die Bohrung 5 ausströmen kann.
  • Zur Zentrierung des Flachankers 12 und des Ventilelementes 6 ist eine Membran 13 vorgesehen. Die Membran ist an ihrem äusseren Rand zwischen das Gehäuse 1 und ein ringförmiges Abstandselement 14 eingespannt.
  • Da der Masseschwerpunkt des aus dem Anker 12 und dem Ventilelement 6 bestehenden Teils nicht mit dem Mittelpunkt des kugelabschnittförmigen Schliessgliedes übereinstimmt, kommt es bei starken Erschütterungen zu einer Verdrehung des Ventilelementes und des Ankers 12. Dieses kann bei Abweichungen von der Rundheit des Ventilelementes 6 - beispielsweise infolge von Abnutzungen - zu einer mangelnden Dichtheit des Ventils führen.
  • Bei dem erfindungsgemässen Ventil wird nun, wie in Fig. 2 dargestellt, gegenüber dem bekannten Einspritzventil die Abstützebene für die Feder 7 weiter nach unten verlagert. Dadurch übt die Feder eine stabilisierende Wirkung bezüglich möglicher durch Erschütterungen bedingter Verschwenkungen des Ventilelementes 6 aus. Im übrigen kann das erfindungsgemässe Einspritzventil ähnlich wie die bekannten Einspritzventile aufgebaut sein. Der Verlagerung der Abstützebene nach unten können durch konstruktive Gegebenheiten - beispielsweise Grenzen bezüglich der Wandstärke des Ventilelementes, bezüglich der Federkraft und des damit verbundenden Durchmessers der Feder - Grenzen gesetzt sein.

Claims (1)

  1. Elektromagnetisch betätigbares Kraftstoff-Einspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einer Magnetwicklung, einem Magnetkern und einem mit dem Magnetkern einen magnetischen Kreis bildenden Flachanker (12), einem ringförmigen Ventilsitz (2), einem mit dem Flachanker (12) verbundenen, räumlich abdichtenden, Ventilelement (6), das von einer Feder (7), deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Ventilsitzes (2), im unbestromten Zustand der Magnetwicklung (9) abdichtend gegen den Ventilsitz (2) gedrückt wird und dabei die durch den Ventilsitz (2) bestimmte Ebene durchdringt, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (7) auf eine Ebene des Ventilelements (6) wirkt, deren Entfernung vom Flachanker (12) grösser ist als die Entfernung der durch den Ventilsitz (2) bestimmten Ebene vom Flachanker (12).
EP86102636A 1985-05-07 1986-02-28 Einspritzventil Expired EP0200866B1 (de)

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DE19853516323 DE3516323A1 (de) 1985-05-07 1985-05-07 Einspritzventil
DE3516323 1985-05-07

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EP0200866A1 EP0200866A1 (de) 1986-11-12
EP0200866B1 true EP0200866B1 (de) 1988-08-03

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EP0200866A1 (de) 1986-11-12
DE3516323A1 (de) 1986-11-13
DE3660457D1 (en) 1988-09-08
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