EP0513037B1 - Elektromagnetisch betätigbares ventil - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an electromagnetically actuated valve according to the preamble of patent claim 1.
- a valve is also known, the solenoid of which is provided with a plastic coating and which is surrounded by the metal valve housing. Connection pins of the solenoid protrude from the valve housing and are enclosed by a plastic sheathing forming the connector.
- valve according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage of simple manufacture and assembly, which allows inexpensive series production, since only one valve overmolding tool is required for various embodiments of the electrical connector. As a result, there is greater flexibility in assembly. Another advantage is that the magnetic coil is easy to handle and electrical connector existing plastic injection molding.
- an axial gap is formed between the end face of the core end facing the armature and a shoulder of the intermediate part, in which, by clamping, a stroke which forms a residual air gap between the inlet-side end face of the armature and the core end, the stroke of the valve closing body during the opening process the valve-limiting non-magnetic stop disc is arranged.
- the fuel inlet connector has a constant outer diameter over its entire length.
- cylindrical valve seat body has a constant outer diameter.
- a valve with the features of claim 6 enables a compact, short design of the valve.
- FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a valve designed according to the invention
- FIG. 2 shows the independent plastic injection-molded part consisting of a magnetic coil and an electrical connector.
- the electromagnetically actuated valve for example shown in FIG. 1, in the form of an injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines, has a fuel inlet connection 1, which is surrounded by a magnet coil 4 and serves as the core, and which has a constant outer diameter, for example by means of centerless loops, over its entire length for the best possible use of space .
- the magnet coil 4 with a coil body 2, as shown in FIG. 2 is provided with a plastic coating 7, at the same time an electrical connector plug 21 is also molded, so that there is an independent plastic injection part containing the magnet coil 4 and the connector plug 21.
- the magnet coil 4 which has a stepped coil body 2 in the radial direction with a winding 13 which is stepped in the radial direction, in conjunction with the fuel inlet connector 1 having a constant outer diameter, enables a short and compact structure of the injection valve, as will be explained below.
- a tubular metallic intermediate part 6 is connected by welding concentrically to a longitudinal valve axis 5 and partially overlaps the core end 3 with an upper cylinder section 41 axially.
- the stepped bobbin 2 partially overlaps the fuel inlet connector 1 and, with a step 42 of larger diameter, the cylinder section 41 of the intermediate part 6.
- the intermediate section 6 is provided at its end facing away from the fuel inlet connector 1 with a lower cylinder section 43 which engages over a tubular connecting part 14 and with it is tightly connected by welding.
- a cylindrical valve seat body 8 is tightly mounted by welding. The lining up of fuel inlet connector 1, intermediate part 6, connecting part 14 and valve seat body 8 thus represents a rigid metal unit.
- the valve seat body 8 has a constant outer diameter, for example formed by centerless grinding, so that the valve seat body 8 can be fully inserted into the connecting part 14 can and through the longer coverage better tightness between valve seat body 8 and the inner bore 30 of the connecting part 14 is achieved.
- a tubular armature 12 is connected by welding, which is guided by a guide collar 15 of the intermediate part 6.
- a valve closing body 10 which interacts with the valve seat 9 of the valve seat body 8, is connected to the latter, for example by soldering or welding, which is designed, for example, as a ball.
- At least one spray opening 33 Downstream of the valve seat 9, at least one spray opening 33, for example formed by eroding, is formed in the valve seat body 8.
- the weld seam 35 between the valve seat body 8 and the connecting part 14 is from the spray opening (s) 33 and relatively far away from the valve seat 9, so that an influence on quantity and leakage due to a distortion of the valve seat body 8 occurring due to the high temperatures occurring during welding is effectively prevented.
- an axial gap 29 is formed, in which, by clamping, a residual air gap between the inlet-side end face 26 of the armature 12 and the end face 23 of the core end 3 forming, the stroke of the valve closing body 10 during the opening process of the valve limiting non-magnetic stop disc 27 is arranged.
- the clamped stop disc 27 protects the end face 23 of the core end 3 because of its greater bending stiffness better from wear than a loose disc, in which there is a risk of tilting and uneven striking.
- the magnet coil 4 is surrounded by at least one guide element 16, which is designed as a bracket in the exemplary embodiment and serves as a ferromagnetic element, which extends in the axial direction over the entire length of the magnet coil 4 and at least partially surrounds the magnet coil 4 in the circumferential direction and with one end thereof Fuel inlet connector 1 and with its other end on the connecting part 14 and z. B. is connected by welding.
- a part of the valve is enclosed by a plastic sheathing 18, which extends axially from the fuel inlet connector 1, extends axially via the magnetic coil 4 with connector 21 and the at least one guide element 16, and thereby radially extending side faces of an annular groove provided on the circumference of the inlet-side end 44 of the fuel inlet connector 1 25 forms.
- the bottom of the groove which for example has a sealing ring 45, has an annular groove 25 formed by the circumference of the fuel inlet port 1.
- the plastic casing 18 engages in a holding groove 46 at the inlet end 44 of the fuel inlet connector 1.
- the described plastic encapsulation 7 of the solenoid 4 in connection with the injection molded connector 21 allows a high degree of flexibility in the assembly of differently designed valves, since only one extrusion tool is required for connecting connectors 21 and solenoids 4 of different design to produce the plastic casing 18.
- the magnet coil 4 which has the coil body 2 stepped in the radial direction with the winding 13 stepped in the radial direction, enables a compact and short design of the valve by projecting beyond the upper cylinder section 41 of the intermediate part 6 and thus causing the individual parts to be interleaved.
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Abstract
Description
- Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Ventil nach der Gattung des Patentanspruchs 1.
- In der DE-A-38 25 135 ist bereits ein elektromagnetisch betätigbares Ventil vorgeschlagen worden, bei dem zumindest ein Teil des Ventils von einer Kunststoffummantelung umschlossen wird und an die ein elektrischer Anschlußstecker angeformt ist. Je nach Ausführungsform des elektrischen Anschlußsteckers sind aber verschiedene Ventilumspritzungswerkzeuge erforderlich. Dies verhindert eine kostengünstige flexible Montage.
- Bekannt ist gemäß der GB-A-2 212 982 ebenfalls ein Ventil, dessen Magnetspule mit einer Kunststoffumspritzung versehen ist und die vom metallenen Ventilgehäuse umgeben wird. Anschlußpins der Magnetspule ragen aus dem Ventilgehäuse heraus und werden von einer den Anschlußstecker bildenden Kunststoffummantelung umschlossen.
- Das erfindungsgemäße Ventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil einer einfachen Herstellung und Montage, was eine kostengünstige Serienfertigung erlaubt, da für verschiedene Ausführungsformen des elektrischen Anschlußsteckers nur noch ein Ventilumspritzungswerkzeug erforderlich ist. Als Folge ergibt sich eine größere Flexibilität bei der Montage. Als weiterer Vorteil ist eine gute Handhabbarkeit des aus Magnetspule und elektrischem Anschlußstecker bestehenden Kunststoffspritzteiles zu nennen.
- Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Patentanspruch 1 angegebenen Ventils möglich.
- Besonders vorteilhaft ist es, am Umfang des zulaufseitigen Endes des Brennstoffeinlaßstutzens eine Ringnut vorzusehen, deren radial sich erstreckende Seitenflächen durch die einen Teil des Ventils umschließende Kunststoffummantelung und deren Nutgrund durch den Umfang des Brennstoffeinlaßstutzens gebildet wird.
- Vorteilhaft ist es auch, wenn zwischen der Stirnfläche des dem Anker zugewandten Kernendes und einer Schulter des Zwischenteiles ein axialer Spalt gebildet ist, in dem durch Einklemmen eine, einen Restluftspalt zwischen der zulaufseitigen Stirnseite des Ankers und dem Kernende bildende, den Hub des Ventilschließkörpers beim Öffnungsvorgang des Ventils begrenzende nichtmagnetische Anschlagscheibe angeordnet ist.
- Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn der Brennstoffeinlaßstutzen über seine gesamte Länge einen konstanten Außendurchmesser aufweist.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn der zylinderförmige Ventilsitzkörper einen konstanten Außendurchmesser aufweist.
- Ein Ventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 ermöglicht eine kompakte kurze Bauform des Ventils.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Ventils und Figur 2 das aus Magnetspule und elektrischem Anschlußstecker bestehende eigenständige Kunststoffspritzteil.
- Das in der Figur 1 beispielsweise dargestellte elektromagnetisch betätigbare Ventil in Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen hat einen von einer Magnetspule 4 umgebenen als Kern dienenden Brennstoffeinlaßstutzen 1, der zur bestmöglichen Raumausnutzung über seine gesamte Länge einen konstanten, beispielsweise mittels Centerless-Schleifen ausgebildeten Außendurchmesser aufweist. Die Magnetspule 4 mit einem Spulenkörper 2 ist, wie in der Figur 2 dargestellt, mit einer Kunststoffumspritzung 7 versehen, wobei zugleich ein elektrischer Anschlußstecker 21 mitangespritzt wird, so daß sich ein die Magnetspule 4 und den Anschlußstecker 21 beinhaltendes eigenständiges Kunststoffspritzteil ergibt. Die in radialer Richtung einen gestuften Spulenkörper 2 mit einer in radialer Richtung gestuften Bewicklung 13 aufweisende Magnetspule 4 ermöglicht in Verbindung mit dem einen konstanten Außendurchmesser aufweisenden Brennstoffeinlaßstutzen 1 einen kurzen und kompakten Aufbau des Einspritzventils, wie anschließend erläutert wird.
- Mit einem unteren Kernende 3 des Brennstoffeinlaßstutzens 1 ist konzentrisch zu einer Ventillängsachse 5 dicht ein rohrförmiges metallenes Zwischenteil 6 durch Schweißen verbunden und übergreift dabei mit einem oberen Zylinderabschnitt 41 das Kernende 3 teilweise axial. Der gestufte Spulenkörper 2 übergreift teilweise den Brennstoffeinlaßstutzen 1 und mit einer Stufe 42 größeren Durchmessers den Zylinderabschnitt 41 des Zwischenteils 6. Das Zwischenteil 6 ist an seinem dem Brennstoffeinlaßstutzen 1 abgewandten Ende mit einem unteren Zylinderabschnitt 43 versehen, der ein rohrförmiges Verbindungsteil 14 übergreift und mit diesem durch Schweißen dicht verbunden ist. In das stromabwärts liegende Ende des Verbindungsteils 14 ist ein zylinderförmiger Ventilsitzkörper 8 durch Schweißen dicht montiert. Die Aneinanderreihung von Brennstoffeinlaßstutzen 1, Zwischenteil 6, Verbindungsteil 14 und Ventilsitzkörper 8 stellt somit eine starre metallene Einheit dar. Der Ventilsitzkörper 8 weist einen konstanten, beispielsweise mittels Centerless-Schleifen ausgebildeten Außendurchmesser auf, so daß der Ventilsitzkörper 8 vollständig in das Verbindungsteil 14 eingesetzt werden kann und durch die längere Überdeckung eine bessere Dichtheit zwischen Ventilsitzkörper 8 und der Innenbohrung 30 des Verbindungsteiles 14 erzielt wird.
- Eine in eine Strömungsbohrung 19 des Brennstoffeinlaßstutzens 1 eingeschobene, in Längsrichtung einen Schlitz 31 aufweisende Einstellhülse 20, die beispielsweise aus gerolltem Federstahlblech ausgeformt ist, dient zur Einstellung der Federvorspannung einer an der Einstellhülse 20 anliegenden Rückstellfeder 32, die sich stromabwärts an einem Verbindungsrohr 11 abstützt. Mit dem der Rückstellfeder 32 zugewandten Ende des Verbindungsrohres 11 ist durch Schweißen ein rohrförmiger Anker 12 verbunden, der durch einen Führungsbund 15 des Zwischenteils 6 geführt wird. Am anderen Ende des Verbindungsrohres 11 ist mit diesem ein mit dem Ventilsitz 9 des Ventilsitzkörpers 8 zusammenwirkender Ventilschließkörper 10 beispielsweise durch Löten oder Schweißen verbunden, der beispielsweise als Kugel ausgebildet ist. Stromabwärts des Ventilsitzes 9 ist im Ventilsitzkörper 8 wenigstens eine, beispielsweise durch Erodieren geformte Abspritzöffnung 33 ausgebildet. Die Schweißnaht 35 zwischen Ventilsitzkörper 8 und Verbindungsteil 14 ist von der/den Abspritzöffnung/en 33 und vom Ventilsitz 9 relativ weit entfernt, so daß eine Mengenbeeinflussung und Undichtheit durch einen aufgrund der beim Schweißen auftretenden hohen Temperaturen erfolgenden Verzug des Ventilsitzkörpers 8 wirkungsvoll verhindert wird.
- Zwischen der Stirnfläche 23 des dem Anker 12 zugewandten Kernendes 3 und einer zum oberen Zylinderabschnitt 41 führenden Schulter 24 des Zwischenteiles 6 ist ein axialer Spalt 29 gebildet, in dem durch Einklemmen eine, einen Restluftspalt zwischen der zulaufseitigen Stirnseite 26 des Ankers 12 und der Stirnfläche 23 des Kernendes 3 bildende, den Hub des Ventilschließkörpers 10 beim Öffnungsvorgang des Ventils begrenzende nichtmagnetische Anschlagscheibe 27 angeordnet ist. Die geklemmte Anschlagscheibe 27 schützt die Stirnfläche 23 des Kernendes 3 wegen ihrer größeren Biegesteifigkeit besser vor Verschleiß als eine lose Scheibe, bei der die Gefahr des Verkantens und des ungleichmäßigen Anschlagens besteht.
- Die Magnetspule 4 ist von wenigstens einem, im Ausführungsbeispiel als Bügel ausgebildeten, als ferromagnetisches Element dienenden Leitelement 16 umgeben, das sich in axialer Richtung über die gesamte Länge der Magnetspule 4 erstreckt und die Magnetspule 4 in Umfangsrichtung wenigstens teilweise umgibt und mit seinem einen Ende am Brennstoffeinlaßstutzen 1 und mit seinem anderen Ende am Verbindungsteil 14 anliegt und mit diesen z. B. durch Verschweißen verbunden ist.
- Ein Teil des Ventils ist von einer Kunststoffummantelung 18 umschlossen, die sich vom Brennstoffeinlaßstutzen 1 ausgehend axial über die Magnetspule 4 mit Anschlußstecker 21 und das wenigstens eine Leitelement 16 erstreckt und dabei sich radial erstreckende Seitenflächen einer am Umfang des zulaufseitigen Endes 44 des Brennstoffeinlaßstutzens 1 vorgesehenen Ringnut 25 bildet. Der Nutgrund der beispielsweise einen Dichtring 45 aufweisenden Ringnut 25 wird durch den Umfang des Brennstoffeinlaßstutzens 1 ausgebildet. Die Kunststoffummantelung 18 greift am zulaufseitigen Ende 44 des Brennstoffeinlaßstutzens 1 in eine Haltenut 46.
- Die beschriebene Kunststoffumspritzung 7 der Magnetspule 4 in Verbindung mit dem zugleich angespritzten Anschlußstecker 21 erlaubt eine hohe Flexibilität bei der Montage verschieden ausgebildeter Ventile, da für verschieden ausgeführte Anschlußstecker 21 und Magnetspulen 4 zur Erzeugung der Kunststoffummantelung 18 nur ein Umspritzungswerkzeug erforderlich ist. Die den in radialer Richtung gestuften Spulenkörper 2 mit der in radialer Richtung gestuften Bewicklung 13 aufweisende Magnetspule 4 ermöglicht eine kompakte und kurze Bauform des Ventils, indem sie den oberen Zylinderabschnitt 41 des Zwischenteils 6 überragt und damit eine Verschachtelung der einzelnen Teile bewirkt.
Claims (6)
- Elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere Einspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem von einer Magnetspule (4) umgebenen, als Kern dienenden Brennstoffeinlaßstutzen (1), mit einem Anker (12), durch den ein mit einem festen Ventilsitz (9) zusammenwirkender Ventilschließkörper (10) betätigbar ist, mit einem rohrförmigen metallenen Zwischenteil (6), das mit seinem einen Ende mit einem, dem Anker (12) zugewandten Kernende (3) des Brennstoffeinlaßstutzens (1) und mit seinem anderen Ende mit einem rohrförmigen Verbindungsteil (14) dicht verbunden ist, mit einem den festen Ventilsitz (9) aufweisenden, an dem Verbindungsteil (14) an seinem dem Zwischenteil (6) abgewandten Ende befestigten, metallenen Ventilsitzkörper (8), mit wenigstens einem als Bügel ausgebildeten und als ferromagnetisches Element dienenden Leitelement (16), das sich in axialer Richtung über die gesamte Länge der Magnetspule (4) erstreckt und die Magnetspule (4) in Umfangsrichtung wenigstens teilweise umgibt, mit einer zumindest einen Teil des Ventils umschließenden Kunststoffummantelung (18), und mit einem elektrischen Anschlußstecker (21), dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule (4) von einer zugleich den elektrischen Anschlußstecker (21) bildenden Kunststoffumspritzung (7) umschlossen ist, so daß die Magnetspule (4) zusammen mit dem Anschlußstecker (21) als ein eigenständiges Kunststoffspritzteil ausgestaltet und zusätzlich von der Kunststoffummantelung (18) umschlossen ist.
- Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des zulaufseitigen Endes (44) des Brennstoffeinlaßstutzens (1) eine Ringnut (25) vorgesehen ist, deren radial sich erstreckende Seitenflächen durch die einen Teil des Ventils umschließende Kunststoffummantelung (18) und deren Nutgrund durch den Umfang des Brennstoffeinlaßstutzens (1) gebildet wird.
- Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Stirnfläche (23) des dem Anker (12) zugewandten Kernendes (3) und einer Schulter (24) des Zwischenteils (6) ein axialer Spalt (29) gebildet ist, in dem durch Einklemmen eine, einen Restluftspalt zwischen der zulaufseitigen Stirnseite (26) des Ankers (12) und dem Kernende (3) bildende, den Hub des Ventilschließkörpers (10) beim Öffnungsvorgang des Ventils begrenzende nichtmagnetische Anschlagscheibe (27) angeordnet ist.
- Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffeinlaßstutzen (1) über seine gesamte Länge einen konstanten Außendurchmesser aufweist.
- Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitzkörper (8) einen konstanten Außendurchmesser aufweist.
- Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule (4) einen in radialer Richtung gestuften Spulenkörper (2) mit einer in radialer Richtung gestuften Bewicklung (13) aufweist.
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