EP0479958A1 - Elektromagnetisch betätigbares brennstoffeinspritzventil. - Google Patents

Elektromagnetisch betätigbares brennstoffeinspritzventil.

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EP0479958A1
EP0479958A1 EP91905793A EP91905793A EP0479958A1 EP 0479958 A1 EP0479958 A1 EP 0479958A1 EP 91905793 A EP91905793 A EP 91905793A EP 91905793 A EP91905793 A EP 91905793A EP 0479958 A1 EP0479958 A1 EP 0479958A1
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EP
European Patent Office
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fuel injection
valve
injection valve
valve according
connecting ring
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EP91905793A
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EP0479958B1 (de
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Ferdinand Reiter
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • 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
    • F02M51/0614—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of electromagnets or fixed armature
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    • F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
    • F02M51/0667—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature acting as a valve or having a short valve body attached thereto
    • 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
    • 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 fuel injector according to the preamble of the main claim.
  • an electromagnetically actuated fuel injection valve is already known, in which a stop pin is arranged in a blind bore of the inner pole which is concentric with the valve longitudinal axis.
  • the opening path of the valve needle cooperating with a fixed valve seat, which has the armature at one end and the valve closing body at its other end, is limited by the valve needle bearing against the stop pin with its end face facing away from the valve closing body.
  • the valve needle has a large length, so that the fuel injector has a large structural volume.
  • the large mass of the valve needle also leads to poor dynamic behavior of the fuel injector. If the valve needle is inclined, it cannot be ruled out that the long length creates the risk of deviating opening strokes and sticking of the valve needle.
  • the electromagnetically actuated fuel injection valve according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage of a particularly compact design, since the stop pin projects into the through bore of the armature and acts directly on the valve closing body.
  • the light and compact construction of the movable valve part made possible in this way leads to good dynamic behavior and good endurance behavior of the fuel injector.
  • valve closing body which consists of the valve closing body and armature, resulting in different opening strokes of the valve closing body, is prevented by the stop pin lying directly against the valve closing body in the open position.
  • a connecting ring is arranged on the side of the magnetic coil facing the armature, which is tightly connected to the inner pole at its inner opening. This ensures that no fuel can reach the solenoid between the inner pole and the connecting ring.
  • the connecting ring is tightly connected at its periphery to a valve jacket of the fuel injector, so that the magnet coil is completely sealed from the fuel and does not come into contact with it.
  • the connecting ring has an L-shaped cross-section, so that the radially extending side surfaces through a coil carrier part of the magnet coil and through an annular shoulder of the connecting ring and the axially extending side surfaces are formed by the circumference of the connecting ring and by a longitudinal opening of the valve jacket.
  • a sealing ring is arranged in the annular chamber. In this way, a secure and reliable seal is formed between the connecting ring and the valve jacket and thus the solenoid against the fuel.
  • the connecting ring is made of a non-magnetic material having a high specific electrical resistance, so that the influence of the connecting ring on the magnetic field is very small and the occurrence of additional eddy current losses is prevented.
  • the connecting ring is formed from a ceramic material which is both non-magnetic and has a high specific electrical resistance.
  • the armature is connected directly to the valve closing body, which is designed as a ball, so that a particularly light and compact movable valve part which can be produced in a simple manner is obtained.
  • a low mass of the movable valve part enables good dynamic behavior and good endurance behavior of the fuel injector.
  • a flange is formed on the end of the inner pole facing the valve closing body, which flange - - -
  • the graduated inner pole which has only the blind hole for receiving the stop pin, enables a small cross section of the inner pole, limited to the magnetic requirements, so that with the resulting small coil diameter and a large pole area of the inner pole, when the solenoid coil is excited, a high degree ⁇ magnetic force occurs.
  • the stepped inner pole also contributes to the compact design of the fuel injector.
  • the stroke of the valve in the axial direction spacer washer determining locking body is arranged.
  • the at least one non-magnetic spacer enables simple adjustment of the stroke of the valve closing body and thus the dynamic fuel quantity of the fuel injection valve sprayed off during the opening and closing stroke of the valve closing body, without the risk of the magnetic circuit is influenced by the spacer.
  • the spacer is made of a ceramic material that is non-magnetic.
  • annular housing cover is arranged above the magnetic coil in the radial direction between the valve jacket and the inner pole, which is connected on the outside to the valve jacket and on the inside to the inner pole, so that a secure upper end of the Fuel injector results.
  • the housing cover is formed from deep-drawn ferritic sheet metal and has punched bushings for contact tabs contacting the solenoid coil, so that the housing cover can be formed simply and inexpensively.
  • the circular housing cover has a U-shaped cross section, the bottom of which faces the magnetic coil.
  • a tubular filling part is arranged on the circumference of the stop pin protruding from the blind hole of the inner pole, which serves to guide the return spring and reduces the space through which fuel flows upstream of the spray openings.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a fuel injector designed according to the invention.
  • the electromagnetically actuated fuel injection valve for fuel injection systems of mixture-compressing spark-ignition internal combustion engines has a stepped inner pole 1 made of ferromagnetic material, which is partially surrounded by a magnet coil 2 in a coil section 9.
  • a flange 4 is formed, which has a blind hole 6 concentric with a longitudinal valve axis 5 - 6 -
  • the stepped shape of the inner pole 1 enables a cross-section of the coil section 9 of the inner pole 1 that is small compared to the flange 4 and limited to the magnetic requirements, so that the diameter of the solenoid coil 2 can also be kept small and the fuel injector can thereby be made compact leaves.
  • the magnet coil 2 with its coil support part 7 is surrounded by a valve jacket 8 which extends in the axial direction beyond the flange 4 of the inner pole 1.
  • a valve jacket 8 which extends in the axial direction beyond the flange 4 of the inner pole 1.
  • an annular housing cover 10 is arranged above the magnetic coil 2 in the radial direction between the inner pole 4 and the valve jacket 8, the housing cover 10 on the outside with the valve jacket 8 and on the inside with the inner pole 1, for example Welding or soldering is connected, so that there is a safe upper termination of the fuel injector.
  • the housing cover 10 is, for. B. formed from deep-drawn ferritic sheet metal and has punched bushings 11, through the contact tabs 12 which, starting from an electrical connector 14 electrically contact the solenoid 2. With a bottom 15 of the annular, U-shaped cross-section of the used use cover 10 faces the magnet coil 2 or the coil carrier part 7.
  • a nozzle carrier 18 projects with an upper flange section 19 into an end of the longitudinal opening 20 of the valve jacket 8 which is formed concentrically with the longitudinal axis 5 of the valve casing 8.
  • the flange section 19 is connected to the valve casing 8, for example, by a reduction in the cross section 24 of the valve casing 8 running weld 25 connected.
  • the nozzle carrier 18 of the magnet coil 2 has a nozzle body 22 facing away from it End face 23 z. B. is connected by welding.
  • the nozzle body 22 has, for. B. two spray orifices 26, which are formed downstream of a fixed valve seat 27.
  • the armature 30 is connected directly to a spherical valve closing body 31, for example by welding or soldering, which is connected to the valve seat 27 cooperates.
  • the compact and very light, movable valve part consisting of the tubular armature 30 and the valve closing body 31 designed as a ball not only enables a good dynamic behavior and a good endurance behavior of the fuel injection valve, but also a particularly short and compact compact design of the fuel injector.
  • a guide ring 33 is arranged on the end facing away from the nozzle body 22 on a holding shoulder 32 of the receiving opening 21, which consists of a non-magnetic, For example, ceramic material is formed so that the magnetic field of the fuel injection valve is not affected.
  • the guide ring 33 is connected to the holding shoulder 32 of the nozzle carrier 18 by means of soldering, for example.
  • the circumference of the armature 30 is provided with a wear protection layer at least in the area touched by the guide ring 33 during the lifting movement of the movable valve part.
  • the guide ring 33 is narrow in the axial direction and has a guide opening 39 which is concentric with the valve longitudinal axis 5 and through which the armature 30 projects with little play.
  • the tubular armature 30 has in its stepped through bore 34 at its end facing away from the inner pole 1 a spring shoulder 35 on which one end of a return spring 36 is supported, the other end of which rests on an end face 37 of the flange 4 of the inner pole 1 is present.
  • a stop pin 38 is arranged, which projects into the through hole 34 of the armature 30.
  • valve closing body 31 In the open position of the fuel injection valve, the valve closing body 31 bears against an end face 41 of the stop pin 38, so that the opening stroke of the valve closing body 31 is limited in a simple manner.
  • the valve closing body 31 In order to ensure good endurance behavior, not only the valve closing body 31, but also at least the end face 41 of the stop pin 38 have a hardened surface with high surface quality.
  • the spherical valve closing body 31 is slidably supported in a sliding bore 40 formed upstream of the valve seat 27 in the nozzle body 22.
  • the wall of the sliding bore 40 is interrupted by fuel channels 42, which allow fuel flow from the receiving bore 21 to the valve seat 27.
  • a connecting ring 43 is arranged in the radial direction between the inner pole 1 and the valve jacket 8 and is made of a non-magnetic material having a high specific electrical resistance, for example an austenitic steel or a ceramic the material is formed.
  • the connecting ring 43 is concentric with the circumference, for example by soldering the longitudinal opening 20 of the valve jacket 8 which extends along the longitudinal axis 5 of the valve and is tightly connected at its inner opening 45 to the periphery of the flange 4 of the inner pole 1. This prevents the magnetic coil 2 from coming into contact with the fuel.
  • At least one non-magnetic spacer 48 is arranged in the axial direction between the connection 43 and the flange section 19 at the end of the nozzle carrier 18 facing the magnet coil 2.
  • the axial dimension 49 of the spacer 48 determines the stroke of the valve closing body 31 and thus the dynamic fuel quantity of the fuel injector sprayed off during the opening and closing process.
  • a carrier ring 52 is arranged in the direction of the spray openings 26 directly adjacent to the flange section 19 and is mounted for mounting via a radially outwardly pointing retaining shoulder formed on the periphery of the nozzle body 18 at its end facing the end face 23 28 is formed in two parts in the axial direction.
  • the carrier ring 52 has a fuel filter 53, via which fuel can flow from a fuel source to transverse openings 54 which penetrate the wall of the nozzle carrier 18 in such a way that fuel flow into the interior space enclosed by the receiving bore 21 to the valve seat 27 is made possible.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the invention, in which the same and equivalent parts are identified by essentially the same reference numerals as in FIG. 1.
  • the connecting ring 43 arranged on the side of the magnetic coil 2 facing the nozzle carrier 18 points an L-shaped cross section and is tightly connected at its inner opening 45 to the circumference of the flange 4 of the inner pole 1, for example by soldering.
  • the connecting ring 43 With its annular shoulder 64, the connecting ring 43 rests on the end face 65 of the spacer 48 facing the magnet coil 2.
  • the connecting ring 43 is formed, for example, from an austenitic steel or a ceramic material, so that the influence of the connecting ring 43 on the magnetic field is very small due to the non-magnetic, high specific electrical resistance material of the connecting ring 43.
  • An annular chamber 66 is formed in the axial direction between the coil carrier part 7 of the magnet coil 2 and the spacer 48 by means of the connecting ring 43 which has the outwardly directed L-shaped cross-sectional shape.
  • the radially extending side surfaces of the annular chamber 66 are formed by an end face 68 of the coil carrier part 7 and by an end face 69 of the annular shoulder 64 of the connecting ring 43 facing the magnetic coil 2 and the axially extending side faces by the circumference of the connecting ring 43 and through the longitudinal opening 20 of the valve jacket 8 .
  • a sealing ring 70 is arranged in the annular chamber 66 between the valve jacket 8 and the connecting ring 43, so that a simple, safe and reliable sealing of the magnet coil 2 is ensured.
  • a tubular, for example hollow cylindrical, filler part 75 is arranged on the circumference of the stop pin 38 protruding from the blind hole 6 of the inner pole 1.
  • the filling part 75 is, for example, - 11
  • the filling part 75 serves to reduce the volume filled with fuel upstream of the valve seat 27.
  • the nozzle body 22 is mounted from the side facing away from the holding shoulder 60 in the receiving bore 21 of the nozzle carrier 18 in such a way that an end face 61 of the nozzle body 22 facing away from the valve closing body 31 abuts the holding shoulder 60 and is connected to it, for example by welding.
  • the dynamic fuel quantity sprayed off during the opening and closing stroke is adjusted by changing the stroke of the valve closing body 31 by means of at least one spacer 48 arranged in the axial direction between the connecting ring 43 and the flange section 19 of the nozzle carrier 18.
  • valve jacket 8 engages around the flange section 19 at its end facing away from the housing cover 10 and with its end section 77, which has a reduced cross section, is firmly and reliably connected by flanging with the flange section 19.
  • the flange section 19 is designed to taper conically towards the transverse openings 54 in the direction of the longitudinal valve axis 5.
  • the fuel injector according to the invention with the stop pin 38 which is arranged centrally in the inner pole 1 and projects into the through hole 34 of the tubular armature 30 and against which the valve closing body 31 rests in the open position of the fuel injector, enables a particularly short and compact design of the fuel fine injection valve.
  • the direct connection of the tubular armature 30 to the valve closing body 31 designed as a ball leads to a particularly compact and lightweight movable valve part consisting of armature 30 and valve closing body 31, so that the fuel injector exhibits good dynamic behavior and good continuous operation.

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Description

Elektromgrmetisch betätiσbares Brennstoffeinspritzventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der US-PS 4 646 974 ist schon ein elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei dem in einer konzentrisch zu der Ventillängsachse verlaufenden Sacklochbohrung des Innenpols ein Anschlagstift angeordnet ist. Der Offnungsweg der mit einem festen Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilnadel, die an ihrem einen Ende den Anker und an ihrem anderen Ende den Ventilschließkörper auf¬ weist, wird begrenzt, indem die Ventilnadel mit ihrer dem Ventil¬ schließkörper abgewandten Stirnfläche an dem Anschlagstift anliegt. Die Ventilnadel weist eine große Länge auf, so daß das Brennstoff¬ einspritzventil ein großes Bauvolumen hat. Die große Masse der Ven¬ tilnadel führt außerdem zu einem schlechten dynamischen Verhalten des Brennstoffeinspritzventils. Bei einer eventuellen Schrägstellung der Ventilnadel ist nicht auszuschließen, daß durch die große Länge die Gefahr von voneinander abweichenden Öffnungshüben und des Kle - mens der Ventilnadel besteht. Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße elektromagnetisch betätigbare Brennstoffein¬ spritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil einer besonders kompakten Bauform, da der Anschlagstift in die Durchgangsbohrung des Ankers ragt und un¬ mittelbar auf den Ventilschließkörper wirkt. Die so ermöglichte leichte txnd kompakte Bauweise des beweglichen Ventilteiles führt zu einem guten dynamischen Verhalten und zu einem guten Dauerlaufver¬ halten des Brennstoffeinspritzventils.
Die Gefahr, daß es bei einer Schrägstellung des aus Ventilschlie߬ körper und Anker bestehenden beweglichen Ventilteiles zu unter¬ schiedlichen Offnungshüben des Ventilschließkörpers kommt, wird durch den in Öffnungsstellung des Ventilschließkörpers unmittelbar an diesem anliegenden Anschlagstift verhindert.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor¬ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Ventils möglich.
Es ist vorteilhaft, wenn an der dem Anker zugewandten Seite der Ma¬ gnetspule ein Verbindungsring angeordnet ist, der an seiner Innen¬ öffnung mit dem Innenpol dicht verbunden ist. Dadurch wird erreicht, daß zwischen dem Innenpol und dem Verbindungsring kein Brennstoff zu der Magnetspule gelangen kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Verbindungsring an seinem Um¬ fang mit einem Ventilmantel des Brennstoffeinspritzventils dicht verbunden ist, so daß die Magnetspule vollständig gegenüber dem Brennstoff abgedichtet ist und mit diesem nicht in Kontakt kommt. Von Vorteil ist es aber auch, wenn zur Ausbildung einer Ringkammer an der dem Anker zugewandten Seite der Magnetspule der Verbindungs- ring einen L-förmigen Querschnitt aufweist, so daß die radial ver¬ laufenden Seitenflächen durch ein Spulenträgerteil der Magnetspule sowie durch eine Ringschulter des Verbindungsringes und die axial verlaufenden Seitenflächen durch den Umfang des Verbindungsringes sowie durch eine Längsöffnung des Ventilmantels gebildet sind. In der Ringkammer ist ein Dichtring angeordnet. Auf diese Weise ist eine sichere und zuverlässige Abdichtung zwischen dem Verbindungs¬ ring und dem Ventilmantel und damit der Magnetspule gegenüber dem Brennstoff gebildet.
Von Vorteil ist es, wenn der Verbindungsring aus einem nichtmagneti¬ schen, einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweisenden Werkstoff ausgebildet ist, so daß der Einfluß des Verbindungsringes auf das magnetische Feld sehr gering ist und das Entstehen von zu¬ sätzlichen Wirbelstromverlusten verhindert wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Verbindungsring aus einem keramischen Werkstoff ausgebildet ist, der sowohl unmagnetisch ist als auch einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist.
Vorteilhaft ist es, wenn der Anker mit dem als Kugel ausgebildeten Ventilschließkörper unmittelbar verbunden ist, so daß sich ein be¬ sonders leichtes und kompaktes sowie auf einfache Art und Weise her¬ stellbares bewegliches Ventilteil ergibt. Eine geringe Masse des be¬ weglichen Ventilteiles ermöglicht ein gutes dynamisches Verhalten und ein gutes Dauerlaufverhalten des Brennstoffeinspritzventils.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn an dem dem Ventilschließkörper zugewandten Ende des Innenpols ein Flansch ausgebildet ist, der an - - -
seinem Umfang mit dem Verbindungsring dicht verbunden ist. Der abge¬ stufte, nur die Sacklochbohrung für die Aufnahme des Anschlagstiftes aufweisende Innenpol ermöglicht einen kleinen, auf die magnetischen Erfordernisse beschränkten Querschnitt des Innenpols, so daß bei dem sich daraus ergebenden kleinen Spulendurchmesser und einer großen Polfläche des Innenpols bei Erregung der Magnetspule eine hohe Ma¬ gnetkraft auftritt. Außerdem trägt der abgestufte Innenpol auch zur kompakten Ausbildung des Brennstoffeinspritzventils bei.
Von Vorteil ist es, wenn zwischen dem Verbindungsring und einer der Magnetspule zugewandten Stirnfläche eines rohrförmigen Düsenträgers, der mit dem Ventilmantel verbunden ist und in dessen Aufnahmebohrung der den festen Ventilsitz aufweisende Düsenkörper angeordnet ist, in axialer Richtung zumindest eine unmagnetische, den Hub des Ventil¬ schließkörpers bestimmende Distanzscheibe angeordnet ist. Die min¬ destens eine unmagnetische Distanzscheibe ermöglicht eine einfache Einstellung des Hubes des Ventilschließkörpers und damit der dyna¬ mischen, während des Öffnungs- und des Schließhubes des Ventil¬ schließkörpers abgespritzten Brennstoffmenge des Brennstoffein¬ spritzventils, ohne daß die Gefahr besteht, daß der magnetische Kreis durch die Distanzscheibe beeinflußt wird.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Distanzscheibe aus einem kera¬ mischen Werkstoff ausgebildet ist, der unmagnetisch ist.
Vorteilhaft ist es, wenn oberhalb der Magnetspule in radialer Rich¬ tung zwischen dem Ventilmantel und dem Innenpol ein kreisring¬ förmiger Gehäusedeckel angeordnet ist, der außen mit dem Ventilman¬ tel und innen mit dem Innenpol verbunden ist, so daß sich ein sicherer oberer Abschluß des Brennstoffeinspritzventils ergibt. - 5
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Gehäusedeckel aus tiefgezoge¬ nem ferritischen Blech ausgebildet ist und gestanzte Durchführungen für die Magnetspule kontaktierende Kontaktfahnen aufweist, so daß sich der Gehäusedeckel einfach und kostengünstig ausbilden läßt.
Aus dem gleichen Grund ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn der kreis¬ ringförmige Gehausedeckel einen U-förmigen Querschnitt aufweist, dessen Boden der Magnetspule zugewandt ist.
Von Vorteil ist cε, wenn an dem Umfang des aus der Sacklochbohrung des Innenpols ragenden Anschlagstiftes ein rohrförmiges Füllteil an¬ geordnet ist, das zur Führung der Rückstellfeder dient und den von Brennstoff durchströmten Raum stromaufwärts der Abspritzöffnungen vermindert.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel und Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Das in der Figur 1 beispielsweise dargestellte elektromagnetisch be¬ tätigbare Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen hat einen abgestuften Innenpol 1 aus ferromagnetischem Material, der in einem Spulenabschnitt 9 von einer Magnetspule 2 teilweise umgeben ist. An seinem unteren Polende 3 ist ein Flansch 4 ausgebildet, der konzentrisch zu einer Ventillängsachse 5 eine Sacklochbohrung 6 - 6 -
aufweist. Die abgestufte Form des Innenpols 1 ermöglicht einen ge¬ genüber dem Flansch 4 kleinen, auf die magnetischen Erfordernisse beschränkten Querschnitt des Spulenabschnittes 9 des Innenpols 1, so daß auch der Durchmesser der Magnetspule 2 klein gehalten werden kann und sich dadurch das Brennstoffeinspritzventil kompakt ausbil¬ den läßt.
Die Magnetspule 2 mit ihrem Spulenträgerteil 7 ist von einem Ventil¬ mantel 8 umgeben, der sich in axialer Richtung über den Flansch 4 des Innenpols 1 hinaus erstreckt. An dem dem Flansch 4 des Innenpols 1 abgewandten Ende ist oberhalb der Magnetspule 2 in radialer Rich¬ tung zwischen dem Innenpol 4 und dem Ventilmantel 8 ein kreisring¬ förmiger Gehäusedeckel 10 angeordnet, der außen mit dem Ventilmantel 8 und innen mit dem Innenpol 1 beispielsweise mittels Schweißen oder Löten verbunden ist, so daß sich ein sicherer oberer Abschluß des Brennstoffeinspritzventils ergibt. Der Gehäusedeckel 10 ist z. B. aus tiefgezogenem ferritischem Blech ausgebildet und weist gestanzte Durchführungen 11 auf, durch die Kontaktfahnen 12 verlaufen, die von einem elektrischen AnschlußStecker 14 ausgehend die Magnetspule 2 elektrisch kontaktieren. Mit einem Boden 15 ist der kreisringförmi¬ ge, einen U-förmigen Querschnitt aufweisende Geh usedeckel 10 der Magnetspule 2 bzw. dem Spulenträgerteil 7 zugewandt.
Ein Düsenträger 18 ragt mit einem oberen Flanschabschnitt 19 in ein dem Gehäusedeckel 10 abgewandtes Ende einer konzentrisch zur Ventil¬ längsachse 5 ausgebildeten Längsöffnung 20 des Ventilmantels 8. Der Flanschabschnitt 19 ist mit dem Ventilmantel 8 beispielsweise durch eine in einer Querschnittsverringerung 24 des Ventilmantels 8 ver¬ laufende Schweißnaht 25 verbunden. In einer konzentrisch zu der Ven¬ tillängsachse 5 ausgebildeten Aufnahmebohrung 21 weist der Düsen¬ träger 18 der Magnetspule 2 abgewandt einen Düsenkörper 22 auf, der mit dem Düsenträger 18 an dessen der Magnetspule 2 abgewandten Stirnfläche 23 z. B. durch Schweißen verbunden ist. Der Düsenkörper 22 hat z. B. zwei Abspritzöffnungen 26, die stromabwärts eines festen Ventilsitzes 27 ausgebildet sind.
In die Aufnahmebohrung 21 des Düsenkörpers 18 ragt ein rohrförmiger, mit dem Polende 3 des Innenpols 1 zusammenwirkender Anker 30. An seinem dem Ventilsitz 27 zugewandten Ende ist der Anker 30 unmittel¬ bar mit einem kugelförmigen Ventilschließkörper 31 beispielsweise mittels Schweißen oder Löten verbunden, der mit dem Ventilsitz 27 zusammenwirkt. Des kompakte und sehr leichte, aus dem rohrförmigen Anker 30 und dem als Kugel ausgebildeten Ventilschließkörper 31 be¬ stehende bewegliche Ventilteil ermöglicht nicht nur ein gutes dyna¬ misches Verhalten und ein gutes Dauerlaufverhalten des Brennstoff¬ einspritzventils, sondern zudem auch eine besonders kurze und kom¬ pakte Bauform des Brennstoffeinspritzventils.
Zur Führung des aus Anker 30 und Ventilschließk rper 31 bestehenden beweglichen Ventilteiles in der Aufnahmeöffnung 21 des Düsenträgers 18 ist an dem dem Düsenkörper 22 abgewandten Ende an einem Halteab¬ satz 32 der Aufnahmeöffnung 21 anliegend ein Führungsring 33 ange¬ ordnet, der aus einem unmagnetischen, beispielsweise keramischen Werkstoff ausgebildet ist, so daß das Magnetfeld des Brennstoffein¬ spritzventils nicht beeinflußt wird. Der Führungsring 33 ist zum Beispiel mittels Löten mit dem Halteabsatz 32 des Düsenträgers 18 verbunden. Der Umfang des Ankers 30 ist zumindest in dem während der Hubbewegung des beweglichen Ventilteiles von dem Führungsring 33 be¬ rührten Bereich mit einer Verschleißschutzschicht versehen. Der Füh¬ rungsring 33 ist in axialer Richtung schmal ausgebildet und weist eine zur Ventillängsachse 5 konzentrische Führungsöffnung 39 auf, die der Anker 30 mit geringem Spiel durchragt. Der rohrförmige Anker 30 weist in seiner abgestuften Durchgangsboh¬ rung 34 an seinem dem Innenpol 1 abgewandten Ende einen Federabsatz 35 auf, an dem sich das eine Ende einer Rückstellfeder 36 abstützt, die mit ihrem anderen Ende an einer Stirnfläche 37 des Flansches 4 des Innenpols 1 anliegt. In der Sacklochbohrung 6 des Flansches 4 ist ein Anschlagstift 38 angeordnet, der in die Durchgangsbohrung 34 des Ankers 30 ragt. In Öffnungsstellung des Brennstoffeinspritzven¬ tils liegt der Ventilschließkörper 31 an einer Stirnfläche 41 des Anschlagstiftes 38 an, so daß der Öffnungshub des Ventilschließkör¬ pers 31 auf einfache Art und Weise begrenzt wird. Um ein gutes Dauerlaufverhalten zu gewährleisten, weisen nicht nur der Ventil¬ schließk rper 31, sondern auch zumindest die Stirnfläche 41 des An¬ schlagstiftes 38 eine gehärtete Oberfläche mit hoher Oberflächen¬ qualität auf.
Der kugelförmige Ventilschließk rper 31 ist in einer stromaufwärts des Ventilsitzes 27 in dem Düsenkörper 22 ausgebildeten Gleitbohrung 40 gleitbar gelagert. Zur Brennstoffleitung ist die Wandung der Gleitbohrung 40 durch Brennstoffkanäle 42 unterbrochen, die eine Brennstoffströmung von der Aufnahmebohrung 21 zu dem Ventilsitz 27 ermöglichen.
An der dem Düsenträger 18 zugewandten Seite der Magnetspule 2 ist in radialer Richtung zwischen dem Innenpol 1 und dem Ventilmantel 8 ein Verbindungsring 43 angeordnet, der aus einem nichtmagnetischen, einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweisenden Werk¬ stoff, beispielsweise einem austenitischen Stahl oder einem kerami¬ schen Werkstoff, ausgebildet ist. So läßt sich der Einfluß des Ver¬ bindungsringes 43 auf das magnetische Feld des Brennstoffeinspritz¬ ventils sehr gering halten und das Entstehen von zusätzlichen Wir¬ belstromverlusten verhindern. Der Verbindungsring 43 ist beispiels¬ weise durch Löten an seinem Umfang mit der konzentrisch zu der Ventillängsachse 5 verlaufenden Längsöffnung 20 des Ventilman¬ tels 8 und an seiner Innenöffnung 45 mit dem Umfang des Flansches 4 des Innenpols 1 dicht verbunden. So wird verhindert, daß die Magnet¬ spule 2 mit dem Brennstoff in Kontakt kommt.
In axialer Richtung ist zwischen dem Verbindungs ing 43 und dem Flanschabschnitt 19 an dem der Magnetspule 2 zugewandten Ende des Düsenträgers 18 zumindest eine unmagnetische, beispielsweise aus einem keramischen Werkstoff ausgebildete Distanzscheibe 48 angeord¬ net. Das axiale Maß 49 der Distanzscheibe 48 bestimmt den Hub des Ventilschließkörpers 31 und damit die dynamische, während des Öff- nungs- und des Schließvorganges abgespritzte Brennstoffmenge des Brennstoffeinspritzventils.
An dem Umfang des Düsenträgers 18 ist in Richtung zu den Abspritz¬ öffnungen 26 hin unmittelbar an den Flanschabschnitt 19 anschließend ein Trägerring 52 angeordnet, der zur Montage über einen am Umfang des Düsenkörpers 18 an seinem der Stirnfläche 23 zugewandten Ende ausgebildeten radial nach außen weisenden Halteabsatz 28 hinweg in axialer Richtung zweigeteilt ausgebildet ist. Der Trägerring 52 weist einen Brennstoffilter 53 auf, über den Brennstoff von einer Brennstoffguelle zu Queröffnungen 54 strömen kann, die die Wandung des Düsenträgers 18 derart durchdringen, daß eine Brennstoffströmung in den von der Aufnahmebohrung 21 umschlossenen Innenraum zum Ven¬ tilsitz 27 ermöglicht wird.
Mindestens ein Teil des Ventilmantels 8 sowie vollständig der Ge¬ häusedeckel 10 sind durch eine Kunststoffummantelung 50 umschlossen, an die zugleich der elektrische Anschlußstecker 14 mitangeformt ist, über den die elektrische Kontaktierung und damit die Erregung der Magnetspule 2 erfolgt. Die Kunststoffummantelung 50 kann durch Aus¬ gießen oder Umspritzen mit Kunststoff erzielt werden. In der Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die gleichen und gleichwirkenden Teile durch im wesentlichen die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind wie bei der Figur 1. Der an der dem Düsenträger 18 zugewandten Seite der Ma¬ gnetspule 2 angeordnete Verbindungsring 43 weist einen L-förmigen Querschnitt auf und ist an seiner Innenöffnung 45 mit dem Umfang des Flansches 4 des Innenpols 1 beispielsweise durch Löten dicht verbun¬ den. Mit seiner Ringschulter 64 liegt der Verbindungsring 43 an der der Magnetspule 2 zugewandten Stirnseite 65 der Distanzscheibe 48 an. Der Verbindungsring 43 ist z.B.- aus einem austeni ischen Stahl oder einem keramischen Werkstoff ausgebildet, so daß der Einfluß des Verbindungsringes 43 auf das magnetische Feld aufgrund des nichtma¬ gnetischen, einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand auf¬ weisenden Werkstoffs des Verbindungsringes 43 sehr gering ist. Mit¬ tels des die nach außen gerichtete L-förmige Querschnittsform auf¬ weisenden Verbindungsringes 43 ist in axialer Richtung zwischen dem Spulenträgerteil 7 der Magnetspule 2 und der Distanzscheibe 48 eine Ringkammer 66 ausgebildet. Die radial verlaufenden Seitenflächen der Ringkammer 66 sind durch eine Stirnseite 68 des Spulenträgerteils 7 sowie durch eine der Magnetspule 2 zugewandte Stirnseite 69 der Ringschulter 64 des Verbindungsringes 43 und die axial verlaufenden Seitenflächen durch den Umfang des Verbindungsringes 43 sowie durch die Längsöffnung 20 des Ventilmantels 8 gebildet. Zur Abdichtung der Magnetspule 2 gegenüber dem Brennstoff ist in der Ringkammer 66 ein zwischen dem Ventilmantel 8 und dem Verbindungsring 43 liegender Dichtring 70 angeordnet, so daß eine auf einfache Art und Weise herstellbare, sichere und zuverlässige Abdichtung der Magnetspule 2 gewährleistet ist.
An dem Umfang des aus der Sacklochbohrung 6 des Innenpols 1 ragenden Anschlagstiftes 38 ist ein rohrförmiges, beispielsweise hohlzylin- derförmiges Füllteil 75 angeordnet. Das Füllteil 75 wird z.B. mit- - 11
tels einer Querschnittsverringerung 76 des Anschlagstiftes 38 an dem Anschlagstift 38 gehalten und ist beispielsweise durch Umspritzen des Anschlagstiftes 38 mit einem Kunststoff hergestellt. Es ist aber auch möglich, daß das Füllteil 75 mittels einer Rast- oder Schnapp¬ verbindung an dem Anschlagstift 38 gehalten wird. Neben der durch seinen Umfang erfolgenden Führung der Rückstellfeder 36 dient das Füllteil 75 dazu, das mit Brennstoff ausgefüllte Volumen stromauf¬ wärts des Ventilsitzes 27 zu verringern.
Die konzentrisch zu der Ventillängsachse 5 ausgebildete Aufnahmeboh¬ rung 21 des Düsenträgers 18 wird zur Stirnfläche 23 des Düsenträgers 18 hin durch einen radial nach innen weisenden, in der Aufnahmeboh¬ rung 21 ausgebildeten Halteabsatz 60 begrenzt. Der Düsenkörper 22 ist von der dem Halteabsatz 60 abgewandten Seite her derart in die Aufnahmebohrung 21 des Düsenträgers 18 montiert, daß eine dem Ven¬ tilschließkörper 31 abgewandte Stirnfläche 61 des Düsenkörpers 22 an dem Halteabsatz 60 anliegt und mit diesem beispielsweise durch Schweißen verbunden ist. Die Einstellung der dynamischen, während des Öffnungs- und des Schließhubes abgespritzten Brennstoffmenge er¬ folgt durch die Änderung des Hubes des Ventilschließkörpers 31 mit¬ tels zumindest einer in axialer Richtung zwischen dem Verbindungs¬ ring 43 und dem Flanschabschnitt 19 des Düsenträgers 18 angeordneten Distanzscheibe 48.
Anstelle der im ersten Ausführungsbeispiel dargestellten Verschwei¬ ßung des Ventilmantels 8 mit dem Flanschabschnitt 19 des Düsenträ¬ gers 18 ist es, wie beim zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt, auch möglich, wenn der Ventilmantel 8 an seinem dem Gehäusedeckel 10 abgewandten Ende den Flanschabschnitt 19 umgreift und mit seinem einen verringerten Querschnitt aufweisenden Endabschnitt 77 durch Umbordeln mit dem Flanschabschnitt 19 fest und zuverlässig verbunden ist. Zu diesem Zweck ist der Flanschabschnitt 19 zu den Queröffnun¬ gen 54 hin in Richtung der Ventillängsachse 5 konisch zulaufend aus¬ gebildet. Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit dem in dem Innen¬ pol 1 zentral angeordneten, in die Durchgangsbohrung 34 des rohrför- migen Ankers 30 hineinragenden Anschlagstift 38, an dem in Öffnungs¬ stellung des Brennstoffeinspritzventils der Ventilschließkörper 31 anliegt, ermöglicht eine besonders kurze und kompakte Ausbildung des Brennsto feinspritzventils . Die unmittelbare Verbindung des rohrför- igen Ankers 30 mit dem als Kugel ausgebildeten Ventilschließkörper 31 führt zu einem besonders kompakten und leichten, aus Anker 30 und Ventilschließkörper 31 bestehenden beweglichen Ventilteil, so daß das Brennstoffeinspritzventil ein gutes dynamisches Verhalten υnrl ein gutes Dauerlauf verhalten aufweist.

Claims

13 -Ansprüche
1. Elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen mit einem von einer Magnetspule umgebenen Innen¬ pol, mit einem dem Innenpol zugewandten Anker, der mit einem mit einem festen Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilschließkörper ver¬ bunden ist, und mit einem den Öffnungsweg des Ventilschließkörpers begrenzenden, konzentrisch zu einer Ventillängsachse in einer Sack¬ lochbohrung des Innenpols angeordneten Anschlagstift, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Anker (30) rohrf rmig ausgebildet ist und eine Durchgangsbohrung (34) hat, der Anschlagstift (38) in die Durch¬ gangsbohrung (34) ragt und in Öffnungsstellung der Ventilschlie߬ körper (31) an dem Anschlagstift (38) anliegt.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß an der dem Anker (30) zugewandten Seite der Magnetspule (2) ein Verbindungsring (43) angeordnet ist, der an seiner Innenöffnung (45) mit dem Innenpol (1) dicht verbunden ist.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Verbindungsring (43) an seinem Umfang mit einem Ventil¬ mantel (8) des Brennstoffeinspritzventils dicht verbunden ist.
4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Verbindungsring (43) einen L-förmigen Querschnitt auf¬ weist.
5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich¬ net, daß an der dem Anker (30) zugewandten Seite der Magnetspule (2) eine Ringkammer (66) ausgebildet ist, deren radial verlaufende Seitenflächen durch ein Spulenträgerteil (7) der Magnetspule (2) so¬ wie durch eine Ringschulter (64) des Verbindungsringes (43) und deren axial verlaufende Seitenflächen durch den Umfang des Verbin¬ dungsringes (43) sowie durch eine Längsöffnung (20) des Ventilman¬ tels (8) gebildet sind.
6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich¬ net, daß in der Ringkammer (66) ein Dichtring (70) angeordnet ist.
7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Verbindungsring (43) aus einem nicht¬ magnetischen, einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand auf¬ weisenden Werkstoff ausgebildet ist.
8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Verbindungsring (43) aus einem keramischen Werkstoff ausgebildet ist.
9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Anker (30) mit dem als Kugel ausgebildeten Ventil¬ schließkörper (31) unmittelbar verbunden ist.
10. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 2 bis 9, da¬ durch gekennzeichnet, daß an dem dem Ventilschließkörper (31) zuge¬ wandten Ende des Innenpols (1) ein Flansch (4) ausgebildet ist, der an seinem Umfang mit dem Verbindungsring (43) dicht verbunden ist.
11. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verbindungsring (43) und einer der Magnetspule (2) zugewandten Stirnfläche eines rohrförmigen Düsenträgers (18), der mit dem Ventilmantel (8) ver¬ bunden ist und in dessen Aufnahmebohrung (21) der den festen Ventil¬ sitz (27) aufweisende Düsenkörper (22) angeordnet ist, in axialer Richtung zumindest eine unmagnetische Distanzscheibe (48) angeordnet ist.
12. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Distanzscheibe (48) aus einem keramischen Werkstoff ausgebildet ist.
13. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß oberhalb der Magnetspule (2) in- radialer Richtung zwischen dem Ventilmantel (8) und dem Innenpol (1) ein kreisringförmiger Ge¬ häusedeckel (10) angeordnet ist, der außen mit dem Ventilmantel (8) und innen mit dem Innenpol (1) verbunden ist.
14. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Geh usedeckel (10) aus tiefgezogenem ferritischen Blech ausgebildet ist und gestanzte Durchführungen (11) für die Magnet¬ spule (2) kontaktierende Kontaktfahnen (12) aufweist.
15. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 13 oder 14, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der kreisringförmige Gehausedeckel (10) einen U-förmigen Querschnitt aufweist, dessen Boden (15) der Magnetspule (2) zugewandt ist.
16. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß an dem Umfang des aus der Sacklochbohrung (6) des Innenpols (1) ragenden Anschlagstiftes (38) ein rohrförmiges Füllteil (75) an¬ geordnet ist.
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