WO1991011611A2 - Elektromagnetisch betätigbares ventil - Google Patents

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Definitions

  • the invention is based on an electromagnetically actuated valve according to the type of the main claim.
  • Patent application P 38 25 135.3 has already proposed an electromagnetically actuated valve in which at least part of the valve is enclosed by a plastic jacket and to which an electrical connector is molded. Depending on the embodiment of the electrical connector, different Ventilu injection tools are required. This prevents inexpensive, flexible assembly.
  • valve according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage of simple manufacture and assembly, which allows inexpensive series production, since only one valve extrusion 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 residual air gap between the inlet end face of the armature and the core end forms the stroke of the valve closing body when opening ⁇ operation of the valve limiting non-magnetic stop disk is arranged.
  • the fuel inlet connector has a constant outer diameter over its entire length.
  • the cylinder-shaped valve seat body has a constant outer diameter.
  • a valve with the features of independent 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 operable valve in the form of an injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines, for example shown in FIG. 1, has a fuel inlet connection 1, which is surrounded by a magnetic coil 4 and serves as a core and which, for the best possible use of space, has a constant length over its entire length. for example, has outer diameters formed by means of centerless grinding.
  • 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 21 is also molded on, so that there is an independent plastic injection part containing the magnet coil 4 and the connector 21 .
  • the magnet coil 4 which has a stepped coil body 2 in the radial direction with a winding 13 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 lower core end 3 of the fuel inlet stud 1 is kon ⁇ centrally connected to a valve longitudinal axis 5 tight "a rohrför sodium metal ⁇ lenes intermediate part 6 by welding and thereby engages with an upper cylinder portion 41, the core end 3 partially axially.
  • the stepped coil body 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 has a tubular connecting part 14 overlaps and is tightly connected to it 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 is full ⁇ can always be used in the connecting part 14 and, due to the longer overlap, a better seal between the valve seat body 8 and the inner bore 30 of the connecting part 14 is achieved.
  • An adjusting sleeve 20 which is pushed into a flow bore 19 of the fuel inlet connection 1 and has a slot 31 in the longitudinal direction and which is formed, for example, from rolled spring steel sheet, serves to adjust the spring preload of a return spring 32 which bears against the adjusting sleeve 20 and which is downstream ⁇ supported on a connecting pipe 11.
  • a tubular armature 12 is connected by welding to the end of the connecting tube 11 facing the return tube 32 and is guided through 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 it, for example by soldering or welding, and is formed, for example, as a ball. Downstream of the valve seat 9 is in the valve seat body
  • Opening 33 formed.
  • 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 a quantity influence and leakage are effectively prevented by a distortion of the valve seat body 8 due to the high temperatures occurring during welding.
  • an axial gap 29 is formed in which a residual air gap between the inlet-side end face 26 of the armature 12 and the end face 23 is clamped the non-magnetic stop disk 27 forming the core end 3 and limiting the stroke of the valve closing body 10 during the opening process of the valve 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 rests on the fuel inlet connection 1 and with its other end on the connecting part 14 and with these 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 connection 1, via the magnet coil 4 with connector 21 and the at least one guide element 16, and thereby radially extending side faces of one on the circumference of the inlet-side end 44 of the combustion chamber material inlet connector 1 provided annular groove 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 nozzle 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 injection 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 injection molding tool is used for connection connectors 21 and magnetic coils 4 for producing the plastic jacket 18 is required.

Abstract

Bei vorgeschlagenen elektromagnetisch betätigbaren Ventilen mit einem von einer Magnetspule umgebenen, als Kern dienenden Brennstoffeinlaßstutzen ist zumindest ein Teil des Ventils von einer Kunststoffummantelung umschlossen, an die ein elektrischer Anschlußstecker angeformt ist. Je nach Ausführungsform des elektrischen Anschlußsteckers sind aber verschiedene Ventilumspritzungswerkzeuge erforderlich. Bei dem neuen Ventil wird mit einer Umspritzung der Magnetspule (4) zugleich der elektrische Anschlußstecker (21) mitangespritzt und somit ein eigenständiges Kunststoffspritzteil gebildet. Für verschiedene Ausführungsformen des elektrischen Anschlußsteckers ist nur noch ein Ventilumspritzungswerkzeug erforderlich, so daß sich eine größere Flexibilität in der Montagelinie ergibt. Das Ventil findet als Einspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen Verwendung.

Description

Ele tromaσnβtisch betäti bares Ventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Ven¬ til nach der Gattung des Hauptanspruchs.
In der Patentanmeldung P 38 25 135.3 ist bereits ein elektromagne¬ tisch 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 Ventilu spritzungswerkzeuge erforderlich. Dies verhin¬ dert eine kostengünstige flexible Montage.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Ventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil einer einfachen Herstel¬ lung und Montage, was eine kostengünstige Serienfertigung erlaubt, da für verschiedene Ausführungsformen des elektrischen Anschlu߬ steckers 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 Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor¬ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch 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 um¬ schließende Kunststoffummantelung und deren Nutgrund durch den Um¬ fang 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 Öff¬ nungsvorgang des Ventils begrenzende nichtmagnetische Anschlag¬ scheibe angeordnet ist.
Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn der Brennstoffeinlaßstutzen über seine gesamte Länge einen konstanten Außendurchmesser aufweist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der zylinderför ige Ventilsitz¬ körper einen konstanten Außendurchmesser aufweist.
Ein Ventil mit den Merkmalen des Nebenanspruchs 6 ermöglicht eine kompakte kurze Bauform des Ventils. Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein¬ facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu¬ tert. Es zeigen Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsge¬ mäß ausgestalteten Ventils und Figur 2 das aus Magnetspule und elek¬ trischem Anschlußstecker bestehende eigenständige Kunststoffspritz¬ teil.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Das in der Figur 1 beispielsweise dargestellte elektromagnetisch be¬ tätigbare Ventil in Form eines Einspritzventilε für Brennstoffein- spritzanlagen von Brennkraftmaschinen hat einen von einer Magnet¬ spule 4 umgebenen als Kern dienenden Brenrstoffeinlaßstutzen 1, der zur bestmöglichen Raumausnutzung über seine gesamte Länge einen kon¬ stanten, beispielsweise mittels Centerless-Schleifen ausgebildeten Außendurchmesser aufweist. Die Magnetspule 4 mit einem Spulenkörper 2 ist, wie in der Figur 2 dargestellt, mit einer Kunststoffumsprit- zung 7 versehen, wobei zugleich ein elektrischer Anschlußstecker 21 mitangespritzt wird, so daß sich ein die Magnetspule 4 und den An¬ schlußstecker 21 beinhaltendes eigenständiges Kunststoffspritzteil ergibt. Die in radialer Richtung einen gestuften Spulenkörper 2 mit einer in radialer Richtung gestuften Bewicklung 13 aufweisende Mag¬ netspule 4 ermöglicht in Verbindung mit dem einen konstanten Außen¬ durchmesser aufweisenden Brennstoffeinlaßstutzen 1 einen kurzen und kompakten Aufbau des Einspritzventils, wie anschließend erläutert wird.
Mit einem unteren Kernende 3 des Brennstoffeinlaßstutzens 1 ist kon¬ zentrisch zu einer Ventillängsachse 5 dicht" ein rohrför iges metal¬ lenes 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 Brenn- stoffeinlaßεtutzen 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 Verbin¬ dungsteil 14 übergreift und mit diesem durch Schweißen dicht verbun¬ den ist. In das stromabwärts liegende Ende des Verbindungsteils 14 ist ein zylinderförmiger Ventilsitzkörper 8 durch Schweißen dicht montiert. Die Aneinanderreihung von Brennstoffeinlaßstutzen 1, Zwi¬ schenteil 6, Verbindungsteil 14 und Ventilsitzkörper 8 stellt somit eine starre metallene Einheit dar. Der Ventilsitzkörper 8 weist ei¬ nen konstanten, beispielsweise mittels Centerless-Schleifen ausge¬ bildeten Außendurchmesser auf, so daß der Ventilsitzkörper 8 voll¬ ständig in das Verbindungsteil 14 eingesetzt werden kann und durch die längere Überdeckung eine bessere Dichtheit zwischen Ventilsitz¬ körper 8 und der Innenbohrung 30 des Verbindungsteiles 14 erzielt wird.
Eine in eine Strömungsbohrung 19 des Brennstoffeinlaßstutzens 1 ein¬ geschobene, in Längsrichtung einen Schlitz 31 aufweisende Einstell¬ hülse 20, die beispielsweise aus gerolltem Federstahlblech ausge¬ formt ist, dient zur Einstellung der Federvorspannung einer an der Einstellhülse 20 anliegenden Rückstellfeder 32, die sich stromab¬ wärts an einem Verbindungsrohr 11 abstützt. Mit dem der Rückstellfe¬ der 32 zugewandten Ende des Verbindungsrohres 11 ist durch Schweißen ein rohrf rmiger Anker 12 verbunden, der durch einen Führungsbund 15 des Zwischenteils 6 geführt wird. Am anderen Ende des Verbindungs¬ rohres 11 ist mit diesem ein mit dem Ventilsitz 9 des Ventilsitzkör¬ pers 8 zusammenwirkender Ventilschließk rper 10 beispielsweise durch Löten oder Schweißen verbunden, der beispielsweise als Kugel ausge¬ bildet ist. Stromabwärts des Ventilsitzes 9 ist im Ventilsitzkörper
8 wenigstens eine, beispielsweise durch Erodieren geformte Abspritz-
Öffnung 33 ausgebildet. Die Schweißnaht 35 zwischen Ventilsitzkör¬ per 8 und Verbindungsteil 14 ist von der/den Abspritzöffnung/en 33 und vom Ventilsitz 9 relativ weit entfernt, so daß eine Mengenbeein¬ flussung und Undichtheit durch einen aufgrund der beim Schweißen auftretenden hohen Temperaturen erfolgenden Verzug des Ventilsitz¬ körpers 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 angeord¬ net 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 ge¬ samte Länge der Magnetspule 4 erstreckt und die Magnetspule 4 in Um- fangsrichtung wenigstens teilweise umgibt und mit seinem einen Ende am Brennstoffeinlaßstutzen 1 und mit seinem anderen Ende am Verbin¬ dungsteil 14 anliegt und mit diesen z. B. durch Verschweißen verbun¬ den ist.
Ein Teil des Ventils ist von einer Kunststoffummantelung 18 um¬ schlossen, 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 Brenn¬ stoffeinlaßstutzens 1 vorgesehenen Ringnut 25 bildet. Der Nutgrund der beispielsweise einen Dichtring 45 aufweisenden Ringnut 25 wird durch den Umfang des Brennstoffeinlaßstutzenε 1 ausgebildet. Die Kunststoffummantelung 18 greift am zulaufseitigen Ende 44 des Brenn¬ stoffeinlaßstutzens 1 in eine Haltenut 46.
Die beschriebene Kunststoffu spritzung 7 der Magnetspule 4 in Ver¬ bindung mit dem zugleich angespritzten Anschlußstecker 21 erlaubt eine hohe Flexibilität bei der Montage verschieden ausgebildeter Ventile, da für verschieden ausgeführte Anschlußstecker 21 und Mag¬ netspulen 4 zur Erzeugung der Kunststoffummantelung 18 nur ein Um- spritzungswerkzeug erforderlich ist. Die den in radialer Richtung gestuften Spulenkörper 2 mit der in radialer Richtung gestuften Be¬ wicklung 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 ein¬ zelnen Teile bewirkt.

Claims

Ansprüche
1. Elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere Einspritzven¬ til für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit ei¬ nem von einer Magnetspule umgebenen, als Kern dienenden Brennstoff¬ einlaßstutzen, mit einem Anker, durch den ein mit einem festen Ven¬ tilsitz zusammenwirkender Ventilschließkörper betätigbar ist, mit einem rohrförmigen metallenen Zwischenteil, das mit seinem einen Ende mit einem, dem Anker zugewandten Kernende des Brennstoffeinla߬ stutzens und mit seinem anderen Ende mit einem rohrförmigen Verbin¬ dungsteil dicht verbunden ist, mit einem den festen Ventilsitz auf¬ weisenden, an dem Verbindungsteil an seinem dem Zwischenteil abge¬ wandten Ende befestigten, metallenen Ventilsitzkörper, mit wenig¬ stens einem als Bügel ausgebildeten und als ferromagnetisches Ele¬ ment dienenden Leitelement, das sich in axialer Richtung über die gesamte Länge der Magnetspule erstreckt und die Magnetspule in Um- fangsrichtung wenigstens teilweise umgibt, mit einer zumindest einen Teil des Ventils umschließenden Kunststoffummantelung, und mit einem elektrischen Anschlußstecker, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kunststoffumspritzung (7) die Magnetspule (4) umschließt und zu¬ gleich den elektrischen Anschlußstecker (21) bildet, so daß die Mag¬ netspule (4) zusammen mit dem Anschlußstecker (21) als ein eigen¬ ständiges Kunststoffspritzteil ausgestaltet ist.
2. 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 Seiten¬ flächen durch die einen Teil des Ventils umschließende Kunststoffum¬ mantelung (18) und deren Nutgrund durch den Umfang des Brennstoff- einlaßstutzens (1) gebildet wird.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwi¬ schen einer Stirnfläche (23) des dem Anker (12) zugewandten Kernen-* des (3) und einer Schulter (24) des Zwischenteils (6) ein axialer Spalt (29) gebildet ist, in dem durch Einklemmen eine, einen Rest- luftspalt zwischen der zulaufseitigen Stirnseite (26) des Ankers (12) und dem Kernende (3) bildende, den Hub des Ventilschließkorpers (10) beim ÖffnungsVorgang des Ventils begrenzende nichtmagnetische Anschlagscheibe (27) angeordnet ist.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffeinlaßstutzen (1) über seine gesamte Länge einen konstanten Außendurchmesser aufweist.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitzkörper (8) einen konstanten Außendurchmesser auf¬ weist.
6. Elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere Einspritzven¬ til für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit ei¬ nem von einer Magnetspule umgebenen, als Kern ausgebildeten Brenn- stoffeinlaßstutzen, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Magnetspule (4) einen in radialer Richtung gestuf¬ ten Spulenkörper (2) mit einer in radialer Richtung gestuften Be¬ wicklung (13) aufweist.
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