EP0717816B1 - Elektromagnetisch betätigbares ventil - Google Patents

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EP0717816B1
EP0717816B1 EP95919330A EP95919330A EP0717816B1 EP 0717816 B1 EP0717816 B1 EP 0717816B1 EP 95919330 A EP95919330 A EP 95919330A EP 95919330 A EP95919330 A EP 95919330A EP 0717816 B1 EP0717816 B1 EP 0717816B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
connecting component
armature
electromagnetically actuated
valve
actuated valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP95919330A
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English (en)
French (fr)
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EP0717816A1 (de
Inventor
Ferdinand Reiter
Martin Maier
Manfred Dreyer
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0717816A1 publication Critical patent/EP0717816A1/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
    • 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
    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • 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
    • F02M51/0664—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
    • F02M51/0671—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 having an elongated valve body attached thereto
    • 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 is based on an electromagnetic actuatable valve according to the preamble of claim 1.
  • DE 40 08 675 A is already a valve needle for a Electromagnetically actuated valve known from a Armature, a valve closing member and the armature with the e.g. B. connecting spherical valve closing member sleeve-shaped connecting tube.
  • the single ones Sections represent separately manufactured sections Items that are only by means of joining processes, e.g. B. by Laser welding, can be connected to each other.
  • the anchor encompasses the connecting tube completely radially and at least partially axially, since the connecting tube in one through the longitudinal opening of the anchor is attached.
  • the Connection tube itself also has a continuous inner Longitudinal opening in which fuel towards Valve closing member can flow, which is then close to the Valve closing member through in the wall of the Connecting tube inserted, radially extending Cross openings emerges.
  • the fuel flow therefore takes place first inside the valve needle and leaves the First push the valve needle towards the valve seat.
  • valve needle known, particularly in an electromagnetic actuable fuel injector usable and off profiled rod material is made.
  • the needle blank is subsequently elaborated in several Processing steps to the final desired needle shape brought.
  • Several short sections of the Valve needle (guide sections, stop plate, needle head) processed very precisely, since they perform management tasks in the valve have to take over.
  • Others profiled axially between these Sections of the valve needle are marked by Cutting diameter processes reduced. All in all, there is a multitude of processing steps necessary to the different short profile sections of the Manufacture valve needle in accordance with management. Due to the with several short profiled sections of the valve needle the grooves provided there for the axial flow through the There is only one fuel towards the valve seat partial guidance of the fuel so that the flow is not can run optimally quietly.
  • the electromagnetically actuated valve according to the invention with the features of claim 1 on the other hand the advantage that one used in it Valve needle in a particularly simple and inexpensive way and how it can be produced.
  • This is according to the invention achieved that a valve needle mainly constituting Connection part between armature and valve closing member a simple and inexpensive semi-finished profile can be produced.
  • The has a special advantage Use of inexpensive bar stock for that Connecting part that without further processing steps only to an exact length for use on the Valve needle must be brought.
  • the usable ones Semi-finished products have such a cross-section that according to the connection of anchor and connecting part automatically flow channels are formed in the longitudinal opening of the armature.
  • connection part at least one radially extending profile arm, which continuously in Longitudinal direction over the entire length of the connecting part extends, since this design requires the least subsequent processing.
  • Semi-finished products for use are particularly advantageous as a connecting part of the valve needle, which is a cross-shaped or have a Y-shaped cross section.
  • a connecting part of the valve needle which is a cross-shaped or have a Y-shaped cross section.
  • FIG. 1 shows a Fuel injection valve with an inventive Valve needle
  • Fig. 2 is a side view of a valve needle according to a first embodiment
  • Fig. 3 a Top view of a valve needle according to a first Embodiment
  • Fig. 4 is a side view of a Valve needle according to a second embodiment
  • FIG. 5 a plan view of a valve needle according to a second Embodiment
  • Fig. 6 is a plan view of a Valve needle according to a third embodiment
  • FIG. 7 a plan view of a valve needle according to a fourth Embodiment
  • FIG. 8 is a plan view of a Valve needle according to a fifth exemplary embodiment
  • FIG. 9 a plan view of a valve needle according to a sixth Embodiment
  • Fig. 10 is a plan view of a Valve needle according to a seventh embodiment.
  • Die Magnetic coil 1 with a bobbin 3 is z.
  • a tubular, metal intermediate part 12 for example by welding connected and partially overlaps the core end 10 axially.
  • the intermediate part 12 is at its core 2 facing away End provided with a lower cylinder section 18, the overlaps a tubular nozzle carrier 19 and with this for example, is tightly connected by welding.
  • a cylindrical valve seat body 21 tightly assembled by welding.
  • the valve seat body 21 has a fixed valve seat 22 facing the magnet coil 1 on, downstream of which in the valve seat body 21 z.
  • B. two Spray openings 23 are formed. Downstream of the Spray openings 23, the valve seat body 21 has itself widening in the shape of a truncated cone in the direction of flow Conditioning hole 24.
  • stepped flow bore 25 of the core 2 is for Setting the spring force of a return spring 26 a tubular adjusting bush 27 pressed.
  • the press-in depth the adjusting bush 27 into the flow bore 25 of the core 2 determines the spring force of the return spring 26 and influences thus also the dynamic, during the opening and the Closing stroke of the valve delivered amount of fuel.
  • the connecting part 32 made from a semi-finished product is part of a valve needle 34, to which the core continues 2 facing and with the core 2 and the solenoid 1 cooperating sleeve-shaped anchor 36 and an am downstream end 38 of the connecting part 32 arranged, e.g. B. spherical valve closing member 37 belong.
  • the spherical valve closing member 37 is there achieved, for example, by means of laser welding Welded connections 40 with the connecting part 32 firmly connected. To ensure the best possible connection and an exact Centering of the spherical valve closing member 37 to achieve compared to the connecting part 32 Connecting part 32 at its downstream end 38 Face 30 facing away from an end, z. B. partially dome-shaped contact surface 41.
  • Das Connecting part 32 and the valve closing member 37 have one smaller diameter than the anchor 36. That for example spherical valve closing member 37 has on its circumference e.g. B. four circular flats 50 on the flow of fuel in the direction of the valve seat 22 of the Relieve valve seat body 21.
  • the anchor 36 is with the the valve closing member 37 facing away from the end of it inserted connecting part 32 by several small Welds 48 connected and aligned with the core 2.
  • the magnet coil 1 is of at least one, for example trained as a bracket, as a ferromagnetic element serving guide element 51 at least partially surround the with one end on core 2 and the other End rests on the nozzle carrier 19 and with this, for. B. is connected by welding or soldering. Part of the Valve is enclosed by a plastic casing 52, starting from the core 2 in the axial direction over the Solenoid 1 with connector 6 and the at least one Guide element 51 extends.
  • FIG. 2 shows a side view of a valve needle 34 with cut anchor 36 according to a first Embodiment
  • Figure 3 is a plan view this valve needle 34 shows. That from a cruciform
  • the semi-finished connecting part 32 has four extending radially outwards, each by 90 ° offset narrow profile arms 54, which over a medium Area 55 are interconnected. With that lie each two profile arms 54 face each other and form in cross section a cross.
  • the profile arms 54 extend in Longitudinal direction over the entire length of the connecting part 32.
  • the fixed connection of anchor 36 and connecting part 32 takes place through the contour of the connecting part 32 in Circumferential direction with welds 48 only where the Profile arms 54 with their rounded end faces 56 the anchor 36 touch from the inside. Outside of the profile arms 54 lies in No circumferential direction of the connecting part 32 and Anchor 36 forward; rather, there are four axially extending ones Flow channels 60 from the inner wall of the armature 36 and two profile arms 54 are limited.
  • the flow channels 60 have the shape of Connecting part 32 an approximately triangular Cross-section and are as long as the wrap-around length of the armature 36 around the connecting part 32.
  • the fuel comes from the flow bore 25 in the core 2 to to anchor 36 and occurs in its inner longitudinal opening until to the end face 30 of the connecting part 32.
  • the four flow channels 60 on which the fuel divided and through which it is routed.
  • the Valve closing member 37 facing end of the armature 36 occurs the fuel out of the flow channels 60 and flows at least partially as a wall film of the connecting part 32 to the valve closing member 37. Without longitudinal slots or The fuel flow becomes transverse openings in the connecting part 32 up to valve seat 22 is therefore still complete guaranteed.
  • the welds 40 between the Connecting part 32 and the valve closing member 37 take place for example analogous to the weld seams 48 only in the outer Edge area of the profile arms 54.
  • FIGs 4 and 5 is a second embodiment a valve needle 34 according to the invention in a Side view or top view shown.
  • the Valve needle 34 is now characterized by a connecting part 32 with a Y-shaped cross section.
  • the connecting part 32 has only three radially outward for example, narrow profile arms offset by 120 ° 54, which are connected to one another via a central region 55 are.
  • the three profile arms 54 also extend in the longitudinal direction over the entire length of the connecting part 32.
  • the weld seams 40 and 48 are also analogous to the first Embodiment provided.
  • the three profile arms 54 have inevitably has the consequence that in the axial extent of armature 36, three flow channels 60 are also formed, which the fuel flows axially through.
  • the connecting part 32 represents a great deal cost-effective variant, since a semi-finished product is used through which flow channels 60 are already created, without additional in different processing steps Fuel outlet openings must be provided.
  • One the use of rod material is a particular advantage for the connecting part 32, which is only to an exact Length for use on the valve needle 34 are brought got to.
  • FIGS Shown top views.
  • the illustrated embodiment is a Valve needle 34 with a plate-shaped connecting part 32, the two flat and two rounded peripheral surfaces (End faces 56).
  • the two rounded end faces 56 serve the better attachment of the connecting part 32 in an anchor 36 having a circular inner wall flat peripheral surfaces, however, extend with a radial distance from the inner wall of the armature 36, so that between the two flat peripheral surfaces and the inner wall of the armature 36 two flow channels 60 for the fuel are formed.
  • the fourth exemplary embodiment shown in FIG. 7 illustrates another variant of the training of the Connecting part 32 from a semi-finished product. Owns here now the connecting part 32 a circular segment Cross section, for example exactly a semicircular Cross-section.
  • the rounded end surface 56 contacts the anchor 36 on its inner wall and is firm with it connected.
  • the part of the body missing from a full circle having a circular cross-section Connecting part 32 exactly represents the flow channel 60 in Inside the armature 36. This one-sided Flow channel 60 is particularly advantageous if asymmetrical beam paths are to be achieved.
  • This in Fifth embodiment shown in FIG only differs from the fourth embodiment in that from the circular segment Connecting part 32 starting from its flat Circumferential surface another profile arm 54 to the inner Wall of the armature 36 protrudes, which is also a has rounded end surface 56 and through the two Flow channels 60 are formed.
  • FIGS and 10 Two embodiments of valve needles 34 with Connecting parts 32, which do not exist as semi-finished products have rounded end faces 56 are shown in FIGS and 10.
  • a triangular or connecting parts 32 having a square cross section have only three or four axial line contacts with the inner wall of the armature 36, so that only very narrow areas for attachment between anchor 36 and connecting part 32 for To be available.
  • the flow channels 60 also result from the connecting part 32 for the fuel, so with a square one Connecting part 32 four flow channels 60.
  • Die Flow channels 60 are on the one hand of the circular inner wall of the armature 36 and the other from the between two flat corners Circumferential surfaces of the connecting part 32 limited. With these Connection parts 32, it is possible to either the same large or different sized flow channels 60 too create.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Ventil nach der Gattung des Anspruchs 1.
Aus der DE 40 08 675 A ist bereits eine Ventilnadel für ein elektromagnetisch betätigbares Ventil bekannt, die aus einem Anker, einem Ventilschließglied und einem den Anker mit dem z. B. kugelförmigen Ventilschließglied verbindenden hülsenförmigen Verbindungsrohr besteht. Die einzelnen Abschnitte stellen getrennt voneinander gefertigte Einzelteile dar, die erst mittels Fügeverfahren, z. B. durch Laserschweißen, miteinander verbunden werden. Der Anker umgreift dabei das Verbindungsrohr vollständig radial und zumindest teilweise axial, da das Verbindungsrohr in einer durchgehenden Längsöffnung des Ankers befestigt ist. Das Verbindungsrohr weist selbst auch eine durchgehende innere Längsöffnung auf, in der Brennstoff in Richtung zum Ventilschließglied strömen kann, der dann nahe des Ventilschließglieds durch in der Wandung des Verbindungsrohrs eingebrachte, radial verlaufende Queröffnungen austritt. Der Brennstofffluß erfolgt also zuerst im Inneren der Ventilnadel und verläßt die Ventilnadel erst zum Ventilsitz hin.
Aus der DE 39 14 486 A, die den nächstkommenden Stand der Technik bildet ist bereits eine Ventilnadel bekannt, die insbesondere in einem elektromagnetisch betätigbaren Kraftstoffeinspritzventil verwendbar und aus profiliertem Stangenmaterial hergestellt ist. Der in einem ersten Verfahrensschritt von einer Profilstange abgetrennte Nadelrohling wird nachfolgend in mehreren aufwendigen Bearbeitungsschritten zur endgültig gewünschten Nadelform gebracht. Dabei werden mehrere kurze Abschnitte der Ventilnadel (Führungsabschnitte, Anschlagplatte, Nadelkopf) sehr exakt bearbeitet, da sie Führungsaufgaben im Ventil übernehmen müssen. Andere axial zwischen diesen profilierten Abschnitten liegende Bereiche der Ventilnadel werden durch spanabtragende Verfahren in ihren Durchmessern reduziert. Alles in allem ist eine Vielzahl von Bearbeitungsschritten nötig, um die verschiedenen kurzen Profilabschnitte der Ventilnadel führungsgerecht herzustellen. Aufgrund der mehreren kurzen profilierten Abschnitte der Ventilnadel mit den dort vorgesehenen Nuten für das axiale Durchströmen des Kraftstoffs in Richtung zum Ventilsitz erfolgt nur eine teilweise Führung des Kraftstoffs, so daß die Strömung nicht optimal ruhig verlaufen kann.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße elektromagnetisch betätigbare Ventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß eine in ihm verwendete Ventilnadel auf besonders einfache und kostengünstige Art und Weise herstellbar ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein die Ventilnadel hauptsächlich bildendes Verbindungsteil zwischen Anker und Ventilschließglied aus einem einfachen und kostengünstigen Profilhalbzeug herstellbar ist. Einen besonderen Vorteil stellt die Verwendung von kostengünstigem Stangenmaterial für das Verbindungsteil dar, das ohne weitere Bearbeitungsschritte nur noch auf eine exakte Länge für den Einsatz an der Ventilnadel gebracht werden muß. Die verwendbaren Profilhalbzeuge besitzen einen solchen Querschnitt, daß nach der Verbindung von Anker und Verbindungsteil automatisch in der Längsöffnung des Ankers Strömungskanäle gebildet werden. Von Vorteil sind die relativ großen Querschnitte dieser Strömungskanäle, so daß der Brennstoff ungehindert in axialer Richtung die Strömungskanäle durchströmen kann und nachfolgend an der äußeren Kontur des Verbindungsteils bis zum Ventilschließglied entlang fließt. Von Vorteil ist es, daß alle Fertigungsprozesse für Längsschlitze, Queröffnungen oder Durchmesserreduzierungen im Verbindungsteil entfallen.
Erfindungsgemäß weist das Verbindungsteil wenigstens einen sich radial erstreckenden Profilarm auf, der sich unuterbrochen in Längsrichtung über die gesamte Länge des Verbindungsteils erstreckt, da diese Gestaltung die geringste nachträgliche Bearbeitung erfordert.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Ventilnadel möglich.
Besonders vorteilhaft sind Profilhalbzeuge zur Verwendung als Verbindungsteil der Ventilnadel, die einen kreuzförmigen oder Y-förmigen Querschnitt aufweisen. Mit den vier bzw. drei Profilarmen bildet das in der Längsöffnung des Ankers eingesetzte Verbindungsteil entsprechend auch vier bzw. drei Strömungskanäle, da zwischen jeweils zwei Profilarmen in Umfangsrichtung ein Strömungskanal entsteht.
Außerdem kann es von Vorteil sein, Profilhalbzeuge mit einem kreisabschnittförmigen Querschnitt für das Verbindungsteil zu verwenden, besonders dann, wenn asymmetrische Strahlverläufe des abzuspritzenden Mediums erwünscht sind.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Brennstoffeinspritzventil mit einer erfindungsgemäßen Ventilnadel, Fig. 2 eine Seitenansicht einer Ventilnadel gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Ventilnadel gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 4 eine Seitenansicht einer Ventilnadel gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Ventilnadel gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Ventilnadel gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Ventilnadel gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Ventilnadel gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, Fig. 9 eine Draufsicht auf eine Ventilnadel gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel und Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Ventilnadel gemäß einem siebenten Ausführungsbeispiel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Das in der Figur 1 beispielsweise dargestellte elektromagnetisch betätigbare Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen hat einen von einer Magnetspule 1 umgebenen, als Brennstoffeinlaßstutzen dienenden rohrförmigen Kern 2. Die Magnetspule 1 mit einem Spulenkörper 3 ist z. B. mit einer Kunststoffumspritzung 5 versehen, wobei zugleich ein elektrischer Anschlußstecker 6 mitangespritzt ist.
Mit einem unteren Kernende 10 des Kerns 2 ist konzentrisch zu einer Ventillängsachse 11 dicht ein rohrförmiges, metallenes Zwischenteil 12 beispielsweise durch Schweißen verbunden und übergreift das Kernende 10 teilweise axial. Das Zwischenteil 12 ist an seinem dem Kern 2 abgewandten Ende mit einem unteren Zylinderabschnitt 18 versehen, der einen rohrförmigen Düsenträger 19 übergreift und mit diesem beispielsweise durch Schweißen dicht verbunden ist. In das stromabwärts liegende Ende des Düsenträgers 19 ist in einer konzentrisch zu der Ventillängsachse 11 verlaufenden Durchgangsbohrung 20 ein zylinderförmiger Ventilsitzkörper 21 durch Schweißen dicht montiert. Der Ventilsitzkörper 21 weist der Magnetspule 1 zugewandt einen festen Ventilsitz 22 auf, stromabwärts dessen im Ventilsitzkörper 21 z. B. zwei Abspritzöffnungen 23 ausgebildet sind. Stromabwärts der Abspritzöffnungen 23 hat der Ventilsitzkörper 21 eine sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig erweiternde Aufbereitungsbohrung 24.
In eine konzentrisch zu der Ventillängsachse 11 verlaufende abgestufte Strömungsbohrung 25 des Kerns 2 ist zur Einstellung der Federkraft einer Rückstellfeder 26 eine rohrförmige Einstellbuchse 27 eingepreßt. Die Einpreßtiefe der Einstellbuchse 27 in die Strömungsbohrung 25 des Kerns 2 bestimmt die Federkraft der Rückstellfeder 26 und beeinflußt damit auch die dynamische, während des Öffnungs- und des Schließhubes des Ventils abgegebene Brennstoffmenge. Mit ihrem der Einstellbuchse 27 abgewandten Ende stützt sich die Rückstellfeder 26 an einer dem Kern 2 zugewandten Stirnfläche 30 eines konzentrisch zu der Ventillängsachse 11 angeordneten und erfindungsgemäß ausgebildeten Verbindungsteils 32 ab.
Das aus einem Profilhalbzeug hergestellte Verbindungsteil 32 ist Teil einer Ventilnadel 34, zu der weiterhin ein dem Kern 2 zugewandter und mit dem Kern 2 sowie der Magnetspule 1 zusammenwirkender hülsenförmiger Anker 36 und ein am stromabwärtigen Ende 38 des Verbindungsteils 32 angeordnetes, z. B. kugelförmiges Ventilschließglied 37 gehören. Das kugelförmige Ventilschließglied 37 ist dabei beispielsweise mittels durch Laserschweißen erzielte Schweißverbindungen 40 mit dem Verbindungsteil 32 fest verbunden. Um eine möglichst gute Verbindung und eine exakte Zentrierung des kugelförmigen Ventilschließgliedes 37 gegenüber dem Verbindungsteil 32 zu erzielen, hat das Verbindungsteil 32 an seinem stromabwärtigen Ende 38 der Stirnfläche 30 abgewandt eine stirnseitige, z. B. teilweise kalottenförmig ausgebildete Anlagefläche 41. Das Verbindungsteil 32 und das Ventilschließglied 37 haben einen geringeren Durchmesser als der Anker 36. Das beispielsweise kugelförmige Ventilschließglied 37 weist an seinem Umfang z. B. vier kreisförmige Abflachungen 50 auf, die das Strömen des Brennstoffs in Richtung des Ventilsitzes 22 des Ventilsitzkörpers 21 erleichtern. Der Anker 36 ist mit dem dem Ventilschließglied 37 abgewandten Ende des in ihn eingesteckten Verbindungsteils 32 durch mehrere kleine Schweißnähte 48 verbunden und auf den Kern 2 ausgerichtet.
Die Magnetspule 1 ist von wenigstens einem, beispielsweise als Bügel ausgebildeten, als ferromagnetisches Element dienenden Leitelement 51 wenigstens teilweise umgeben, das mit seinem einen Ende an dem Kern 2 und mit seinem anderen Ende an dem Düsenträger 19 anliegt und mit diesem, z. B. durch Schweißen oder Löten verbunden ist. Ein Teil des Ventils ist von einer Kunststoffummantelung 52 umschlossen, die sich vom Kern 2 ausgehend in axialer Richtung über die Magnetspule 1 mit Anschlußstecker 6 und das wenigstens eine Leitelement 51 erstreckt.
Die Figur 2 zeigt eine Seitenansicht einer Ventilnadel 34 mit aufgeschnittenem Anker 36 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, während die Figur 3 eine Draufsicht auf diese Ventilnadel 34 zeigt. Das aus einem kreuzförmigen Profilhalbzeug gefertigte Verbindungsteil 32 besitzt vier sich radial nach außen erstreckende, jeweils um 90° versetzte schmale Profilarme 54, die über einen mittleren Bereich 55 miteinander verbunden sind. Damit liegen jeweils zwei Profilarme 54 genau gegenüber und bilden im Querschnitt ein Kreuz. Die Profilarme 54 erstrecken sich in Längsrichtung über die gesamte Länge des Verbindungsteils 32. Die feste Verbindung von Anker 36 und Verbindungsteil 32 erfolgt durch die Kontur des Verbindungsteils 32 in Umfangsrichtung mit Schweißnähten 48 nur dort, wo die Profilarme 54 mit ihren abgerundeten Endflächen 56 den Anker 36 von innen berühren. Außerhalb der Profilarme 54 liegt in Umfangsrichtung keine Berührung von Verbindungsteil 32 und Anker 36 vor; vielmehr entstehen vier axial verlaufende Strömungskanäle 60, die von der inneren Wandung des Ankers 36 und jeweils zwei Profilarmen 54 begrenzt werden.
Die Strömungskanäle 60 besitzen durch die Form des Verbindungsteils 32 einen ungefähr dreieckförmigen Querschnitt und sind genau so lang, wie die Umgreifungslänge des Ankers 36 um das Verbindungsteil 32 ist. Der Brennstoff gelangt von der Strömungsbohrung 25 im Kern 2 kommend bis zum Anker 36 und tritt in dessen innere Längsöffnung ein bis zur Stirnfläche 30 des Verbindungsteils 32. Hier beginnen nun die vier Strömungskanäle 60, auf die der Brennstoff aufgeteilt und durch die er durchgeleitet wird. Am dem Ventilschließglied 37 zugewandten Ende des Ankers 36 tritt der Brennstoff wieder aus den Strömungskanälen 60 aus und strömt zumindest teilweise als Wandfilm des Verbindungsteils 32 bis zum Ventilschließglied 37. Ohne Längsschlitze oder Queröffnungen im Verbindungsteil 32 wird der Brennstofffluß bis zum Ventilsitz 22 also trotzdem vollständig gewährleistet. Die Schweißverbindungen 40 zwischen dem Verbindungsteil 32 und dem Ventilschließglied 37 erfolgen beispielsweise analog den Schweißnähten 48 nur im äußeren Randbereich der Profilarme 54.
In den Figuren 4 und 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilnadel 34 in einer Seitenansicht bzw. Draufsicht dargestellt. Dabei sind die gegenüber dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel gleichbleibenden bzw. gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Ventilnadel 34 zeichnet sich nun durch ein Verbindungsteil 32 mit Y-förmigen Querschnitt aus. Das Verbindungsteil 32 besitzt also nur drei sich radial nach außen erstreckende, beispielsweise jeweils um 120° versetzte schmale Profilarme 54, die über einen mittleren Bereich 55 miteinander verbunden sind. Die drei Profilarme 54 erstrecken sich ebenfalls in Längsrichtung über die gesamte Länge des Verbindungsteils 32. Auch die Schweißnähte 40 und 48 sind analog dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen. Die drei Profilarme 54 haben zwangsläufig zur Folge, daß im axialen Erstreckungsbereich des Ankers 36 auch drei Strömungskanäle 60 gebildet werden, die vom Brennstoff axial durchströmt werden. Auch hier stellt also das Verbindungsteil 32 eine sehr kostengünstige Variante dar, da ein Profilhalbzeug verwendet werden kann, durch das bereits Strömungskanäle 60 entstehen, ohne daß in verschiedenen Bearbeitungsschritten zusätzliche Brennstoffaustrittsöffnungen vorgesehen werden müssen. Einen besonderen Vorteil stellt die Verwendung von Stangenmaterial für das Verbindungsteil 32 dar, das nur noch auf eine exakte Länge für den Einsatz an der Ventilnadel 34 gebracht werden muß.
Weitere Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Ventilnadeln 34 sind in den Figuren 6 bis 10 als Draufsichten dargestellt. Bei dem dritten, in der Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Ventilnadel 34 mit einem plattenförmigen Verbindungsteil 32, das zwei flache sowie zwei abgerundete Umfangsflächen (Endflächen 56) besitzt. Die zwei abgerundeten Endflächen 56 dienen der besseren Befestigung des Verbindungsteils 32 im eine kreisförmige innere Wandung aufweisenden Anker 36. Die flachen Umfangsflächen erstrecken sich dagegen mit einem radialen Abstand von der inneren Wandung des Ankers 36, so daß zwischen den beiden flachen Umfangsflächen und der inneren Wandung des Ankers 36 zwei Strömungskanäle 60 für den Brennstoff gebildet sind.
Das in der Figur 7 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel verdeutlicht eine weitere Variante der Ausbildung des Verbindungsteils 32 aus einem Profilhalbzeug. Hier besitzt nun das Verbindungsteil 32 einen kreisabschnittförmigen Querschnitt, beispielsweise genau einen halbkreisförmigen Querschnitt. Die abgerundete Endfläche 56 berührt den Anker 36 an seiner inneren Wandung und ist mit diesem fest verbunden. Der gegenüber einem Vollkreis fehlende Teil des einen kreisabschnittförmigen Querschnitt aufweisenden Verbindungsteils 32 stellt genau den Strömungskanal 60 im Inneren des Ankers 36 dar. Dieser einseitig ausgebildete Strömungskanal 60 ist besonders dann von Vorteil, wenn asymmetrische Strahlverläufe erzielt werden sollen. Das in der Figur 8 gezeigte fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vierten Ausführungsbeispiel nur dahingehend, daß aus dem kreisabschnittförmigen Verbindungsteil 32 ausgehend von dessen flacher Umfangsfläche ein weiterer Profilarm 54 bis zur inneren Wandung des Ankers 36 herausragt, der ebenfalls eine abgerundete Endfläche 56 aufweist und durch den zwei Strömungskanäle 60 gebildet werden.
Zwei Ausführungsbeispiele von Ventilnadeln 34 mit Verbindungsteilen 32, die als Profilhalbzeuge keine abgerundeten Endflächen 56 aufweisen, sind in den Figuren 9 und 10 dargestellt. Die einen dreieckförmigen bzw. viereckförmigen Querschnitt besitzenden Verbindungsteile 32 haben nur drei bzw. vier axiale Linienberührungen mit der inneren Wandung des Ankers 36, so daß nur sehr enge Bereiche zur Befestigung zwischen Anker 36 und Verbindungsteil 32 zur Verfügung stehen. Entsprechend der Anzahl der Ecken des Verbindungsteils 32 ergeben sich auch die Strömungskanäle 60 für den Brennstoff, also bei einem viereckigen Verbindungsteil 32 vier Strömungskanäle 60. Die Strömungskanäle 60 werden zum einen von der kreisförmigen inneren Wandung des Ankers 36 und zum anderen von den zwischen jeweils zwei Ecken verlaufenden flachen Umfangsflächen des Verbindungsteils 32 begrenzt. Mit diesen Verbindungsteilen 32 ist es möglich, entweder jeweils gleich große oder auch unterschiedlich große Strömungskanäle 60 zu schaffen.

Claims (9)

  1. Elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere Einspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem Kern (2), mit einer Magnetspule (1) und mit einem festen Ventilsitz (22), mit einer mit dem Ventilsitz (22) zusammenwirkenden Ventilnadel (34), die aus einem Anker (36), einem Verbindungsteil (32) und einem Ventilschließglied (37) besteht, wobei das Verbindungsteil (32) den Anker (36) mit dem Ventilschließglied (37) verbindet, und das Verbindungsteil (32) aus einem Profilhalbzeug hergestellt ist, teilweise von dem Anker (36) radial umgeben ist und zwischen sich und dem Anker (36) wenigstens einen Strömungskanal (60) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (36), das Verbindungsteil (32) und das Ventilschließglied (37) getrennt voneinander gefertigte Einzelteile sind, die durch Anwendung von Fügeverfahren fest miteinander verbunden sind, und das Verbindungsteil (32) wenigstens einen sich radial erstreckenden Profilarm (54) aufweist, der sich ununterbrochen im wesentlichen über die gesamte axiale Länge des Verbindungsteils (32) erstreckt.
  2. Elektromagnetisch betätigbares Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (32) einen kreuzförmigen Querschnitt besitzt mit vier radial nach außen stehenden Profilarmen (54).
  3. Elektromagnetisch betätigbares Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (32) einen Y-förmigen Querschnitt besitzt mit drei radial nach außen stehenden Profilarmen (54).
  4. Elektromagnetisch betätigbares Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (32) einen kreisabschnittförmigen Querschnitt besitzt mit wenigstens einem Profilarm (54).
  5. Elektromagnetisch betätigbares Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (32) im Querschnitt die Form eines Polygons hat, wobei die Anzahl der Ecken gleich der Anzahl der gebildeten Strömungskanäle (60) ist.
  6. Elektromagnetisch betätigbares Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch das einen kreuzförmigen Querschnitt aufweisende Verbindungsteil (32) vier Strömungskanäle (60) im Anker (36) gebildet sind.
  7. Elektromagnetisch betätigbares Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch das einen Y-förmigen Querschnitt aufweisende Verbindungsteil (32) drei Strömungskanäle (60) im Anker (36) gebildet sind.
  8. Elektromagnetisch betätigbares Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des wenigstens einen Strömungskanals (60) der Umgreifungslänge des Ankers (36) um das Verbindungsteil (32) entspricht.
  9. Elektromagnetisch betätigbares Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilschließglied (37) kugelförmig ausgebildet ist und das dem Ventilschließglied (37) zugewandte Ende (38) des Verbindungsteils (32) eine kalottenförmige Anlagefläche (41) hat.
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