WO1999013212A1 - Elektromagnetisch betätigbares ventil - Google Patents

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WO1999013212A1
WO1999013212A1 PCT/DE1998/002003 DE9802003W WO9913212A1 WO 1999013212 A1 WO1999013212 A1 WO 1999013212A1 DE 9802003 W DE9802003 W DE 9802003W WO 9913212 A1 WO9913212 A1 WO 9913212A1
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connecting part
valve
slot
closing body
valve according
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PCT/DE1998/002003
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French (fr)
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Ferdinand Reiter
Dieter Maier
Ferdinand HÜMMER
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Robert Bosch Gmbh
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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
    • 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
    • F02M51/0682—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 the body being hollow and its interior communicating with the fuel flow
    • 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

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetically actuated valve according to the preamble of the main claim.
  • an electromagnetically actuated valve is already known which has a valve needle which is axially movable in a through bore of a valve seat carrier.
  • the valve needle is formed by a cylindrical armature, a spherical valve closing body and a tubular or sleeve-shaped connecting part connecting both components.
  • the connecting part is made of a flat metal sheet, which is subsequently rolled or bent until it takes on a cylindrical, sleeve-like shape.
  • the connecting part has a slot which extends over its entire axial length and which can either run parallel to the axis or obliquely to the longitudinal axis of the valve.
  • the two longitudinal end faces of the metal sheets used lie opposite one another, forming the slot between them, at a constant distance.
  • valve closing body is fastened to the connecting part with a weld seam, the weld seam being interrupted at least in the region of the longitudinal slot or additionally at other points in the circumferential direction.
  • the electromagnetically actuated valve according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that it can be produced inexpensively in a particularly simple manner.
  • the advantage of a connecting part with relatively large tolerances results.
  • the connecting part With a low weight and great stability, the connecting part has a large hydraulic cross section.
  • the connecting part is resilient, as a result of which the connections to the armature and the valve closing body are facilitated. Due to the resilient resilience, the connecting part can be inserted under tension into the inner opening of the anchor, so that disadvantageous chip formation during anchor assembly is avoided.
  • the valve closing body can be very simple at the end of the connecting part facing away from the armature and be securely fastened because the slot has a significantly reduced opening width.
  • a weld seam is advantageously achieved which has no significant interruption.
  • the reduction in the slot width at one end of the connecting part leads to an enlargement of the welded cross section and almost to avoid sink marks of the weld seam at the slot edges.
  • the slot of the connecting part made of a non-magnetic material prevents undesirable eddy current formation.
  • the connecting part from a metal sheet by first punching out sheet metal sections in a largely rectangular shape and then rolling or bending them.
  • the slot of the connecting part is formed in that the respective elongated end faces of the sheet metal section are opposite each other at a short distance.
  • the fixed connection of the valve closing body which is, for example, spherical, can be achieved at the end of the connecting part which is formed with a slot taper by a weld seam which is completely circumferential by 360 ° and has a very high dynamic strength.
  • the notch advantageously has a teardrop shape, a very small opening width being present directly on the lower end face of the connecting part. This significantly reduces the risk of the weld being interrupted. Sink points of the weld seam on the notch would, however, not be critical, since the dynamic load is much lower than at the slot running over the entire axial length of the connecting part.
  • the wall of the connecting part with a plurality of flow openings which penetrate it, in order to avoid an undesired influence on the sprayed fuel by the flow conditions in the valve.
  • FIG. 1 shows a partially illustrated electromagnetically actuated valve
  • FIG. 2 shows a sheet metal section for forming a connecting part of an axially movable valve needle
  • FIG. 3 shows a connecting part as an individual component.
  • valve 1 shows, as an exemplary embodiment, an electromagnetically actuated valve in the form of an injection valve for fuel injection systems of mixed-compression spark-ignition internal combustion engines.
  • the valve has a tubular valve seat support 1, in which is concentric with one Longitudinal valve axis 2, a longitudinal bore 3 is formed.
  • An axially movable valve needle 6 is arranged in the longitudinal bore 3.
  • the valve is actuated electromagnetically in a known manner.
  • an electromagnetic circuit with a magnet coil 10, a core 11 and an armature 12 is only partially shown
  • Valve needle 6 is formed by the armature 12, for example a spherical valve closing body 13 and a connecting part 14 connecting the two individual parts, the connecting part 14 having a tubular shape.
  • the return spring 8 is supported with its lower end on the upper end face of the connecting part 14.
  • the armature 12 is connected to the end of the connecting part 14 facing away from the valve closing body 13 by a weld seam 15 and is aligned with the core 11.
  • the valve closing body 13 with the end of the connecting part 14 facing away from the armature 12 is e.g. firmly connected with a weld 16.
  • the magnet coil 10 surrounds the core 11, which represents the end of a fuel inlet connection piece which is enclosed by the magnet coil 10 and which serves to supply the medium to be metered by means of the valve, here fuel.
  • a tubular, metal intermediate part 19 is connected, for example by welding, concentrically to the longitudinal axis 2 of the valve.
  • a cylindrical valve seat body 25 is sealed by welding in the longitudinal bore 3 running concentrically to the longitudinal axis 2 of the valve assembled.
  • the valve seat body 25 has a fixed valve seat 26 facing the core 11.
  • the magnetic coil 10 is at least partially surrounded in the circumferential direction by at least one guide element 30, which is designed, for example, as a bracket and serves as a ferromagnetic element, one end of which rests on the core 11 and the other end of which rests on the valve seat support 1 and is used e.g. is connected by welding, soldering or an adhesive connection.
  • guide element 30 is designed, for example, as a bracket and serves as a ferromagnetic element, one end of which rests on the core 11 and the other end of which rests on the valve seat support 1 and is used e.g. is connected by welding, soldering or an adhesive connection.
  • a guide opening 31 of the valve seat body 25 is used to guide the valve closing body 13 during the axial movement.
  • the valve seat body 25 On its one lower end face 32 facing away from the valve closing body 13, the valve seat body 25 is provided with a e.g. Cup-shaped spray plate 34 concentrically and firmly connected.
  • the connection of valve seat body 25 and spray orifice plate 34 takes place, for example, by a circumferential and tight, e.g. Weld seam 45 formed by means of a laser.
  • This type of assembly avoids the risk of undesired deformation of the spray orifice plate 34 in the region of its at least one, for example four, spray openings 46 formed by eroding or stamping.
  • the insertion depth of the valve seat part consisting of valve seat body 25 and spray orifice plate 34 into the longitudinal bore 3 determines, among other things, the setting of the stroke of the valve needle 6, since the one end position of the valve needle 6 when the solenoid 10 is not excited due to the valve closing body 13 resting on the surface of the valve seat 26 Valve seat body 25 is fixed.
  • the other end position of the valve needle 6 is when the solenoid 10 is excited, for example, by the creation of an upper end face 22 of the armature 12 is fixed to a lower end face 35 of the core 11. The path between these two end positions of the valve needle 6 represents the stroke.
  • the spherical valve closing body 13 interacts with the surface of the valve seat 26 of the valve seat body 25 which tapers in the shape of a truncated cone in the direction of flow and is formed downstream of the guide opening 31 of the valve seat body 25.
  • the guide opening 31 has at least one flow passage 27, which is a flow of the
  • Valve closing body 13 flow passages in the form of grooves or flats may be provided.
  • FIG. 3 the connecting part 14 according to the invention of the valve needle 6 is again shown as an individual component before the fixed connections with the armature 12 and the valve closing body 13 are achieved, while FIG. 2 shows a sheet metal section 50 from which the connecting part 14 can be produced.
  • a chamfer 48 is formed in a ring shape.
  • an elongated slot 51 is provided which radially completely penetrates the wall and extends over the entire length of the connecting part 14, but at least two axially running areas of different slot widths or widths in the circumferential direction of the connecting part 14.
  • the fuel flowing from the core 11 into an inner longitudinal opening 52 reaches the outside into the longitudinal bore 3 of the valve seat carrier 1. Via the flow passages 27 in the valve seat body 25 or on the circumference of the valve closing body 13, the fuel reaches the valve seat 26 and the spray openings 46 provided downstream, via which the fuel is sprayed into an intake manifold or a cylinder of an internal combustion engine.
  • the slot 51 represents a large-area hydraulic flow cross section, via which the fuel can very quickly get from the inner longitudinal opening 52 into the longitudinal bore 3.
  • the thin-walled connecting part 14 ensures maximum stability with the lowest weight.
  • the connecting part 14 is optionally provided with a plurality of flow openings 55 which penetrate the wall of the connecting part 14.
  • the flow openings 55 for example circular and already punched into the sheet metal section 50, are shown by way of example only in the sheet metal section 50 of FIG. 2 and on the connecting part 14 in FIG. 3.
  • the e.g. twelve flow openings 55 are arranged in alternating rows of two and three in the sheet metal section 50. Changes in the number and position of the flow openings 55 can be implemented without problems.
  • connection part 14 is produced in such a way that sheet metal sections 50 with a largely rectangular shape, for example by stamping, are produced from a flat metal sheet having the thickness of the tube wall of the connection part 14, as shown in FIG.
  • the sheet metal sections 50 have a longer and a shorter extension, the longer extension of the length of the connecting part 14 to be produced in the axial direction and the shorter extension approximately the circumference of the to be manufactured connection part 14 correspond.
  • the sheet metal sections 50 At its one end 56, to which the valve closing body 13 is later attached, the sheet metal sections 50 have symmetrical widenings or widenings 57 on their two longitudinal sides that protrude minimally beyond the otherwise rectangular contour.
  • each sheet section is shaped into the shape desired with the aid of a mandrel
  • Connecting part 14 rolled or bent.
  • the respective elongated end faces of the sheet metal section 50 forming the connecting part 14 form the slot 51 in that they lie opposite one another at a short distance. While the width of the slot 51 in the circumferential direction over most of its longitudinal extent is, for example, approximately 0.5 mm, in the area of the widenings 57 there is a slot region 58 with a reduction in the width of the slot to approximately 0.1 mm.
  • a notch 59 is optionally provided, which is arranged, for example, in such a way that it lies exactly opposite the slot 51 on the circumference of the rolled connecting part 14.
  • the notch 59 for example in the form of a drop, has only a small opening width on the lower end face 60, which, however, is wider, wider or more bulky away from the end face 60. Contours of the notch 59 deviating from the contour shown in FIG. 2 (piston-shaped, balloon-shaped, reversely U-shaped) are also conceivable.
  • the notch 59 avoids that after welding the valve closing body 13 due to the very narrow slot 51 in the slot area 58 at the lower end 56 a blind hole is formed in the connecting part 14.
  • the production of the connecting part 14 from a sheet metal section 50 represents a particularly light and simple type of production, which enables the use of different materials and which allows large-scale series production.
  • the connecting part 14 is resilient, so that relatively coarse tolerances can be selected for the inner opening of the armature 12 and the connecting part 14 itself. Due to the resilient
  • the connecting part 14 can be inserted under tension into the inner opening of the armature 12.
  • the weld seam 16 can be achieved with a very high dynamic strength.
  • the weld 16 between the connecting part 14 and the valve closing body 13 is e.g. manufactured with the help of a so-called continuous wave laser.
  • the valve needle 6 is rotated under the continuous laser beam and welded continuously.
  • Notch 59 is also by far less than in the case of a slot running over the entire length of connecting part 14, so that a possible minimal interruption of weld seam 16 at notch 59 would not be critical.

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Abstract

Das elektromagnetisch betätigbare Ventil zeichnet sich dadurch aus, daß eine axial bewegliche Ventilnadel (6) vorgesehen ist, die von einem Anker (12), einem Ventilschließkörper (13) und einem die beiden Teile verbindenden Verbindungsteil (14) gebildet ist. Das rohrförmige Verbindungsteil (14) weist einen langgestreckten Schlitz (51) auf, der an dem Ventilschließkörper (13) zugewandten Ende (56) aufgrund von Blechaufweitungen des Blechausgangsteils eine geringere Öffnungsweite besitzt als über seine restliche axiale Erstreckung. Am unteren Ende (56) des Verbindungsteils (14) kann der Ventilschließkörper (13) so sehr sicher mit einer Schweißnaht (16) unter Vermeidung von nachteiligen Einfallstellen befestigt werden. Das Ventil eignet sich besonders für den Einsatz in Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen.

Description

Elektromagnetisch betätigbares Ventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Ventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-PS 38 31 196 ist bereits ein elektromagnetisch betätigbares Ventil bekannt, das eine in einer Durchgangsbohrung eines Ventilsitzträgers axial bewegbare Ventilnadel aufweist. Die Ventilnadel wird von einem zylindrischen Anker, einem kugelförmigen Ventilschließkörper und einem beide Bauteile miteinander verbindenden röhr- bzw. hülsenförmigen Verbindungsteil gebildet. Das Verbindungsteil wird aus einem ebenen Metallblech hergestellt, das nachfolgend gerollt oder gebogen wird, bis es eine zylindrische, hülsenähnliche Form annimmt. In dieser Form weist das Verbindungsteil einen sich über seine gesamte axiale Länge erstreckenden Schlitz auf, der entweder achsparallel oder schräg zur Ventillängsachse verlaufen kann. Die beiden in Längsrichtung verlaufenden Stirnflächen der verwendeten Metallbleche liegen den Schlitz zwischen sich bildend mit konstantem Abstand einander gegenüber. Beim Herstellen einer festen Verbindung zwischen Verbindungsteil und Ventilschließkörper durch Anbringen einer Schweißnaht mittels Laser (Continuous ave Laser) entstehen an dem relativ breiten Schlitz nachteilige Einfallstellen. Dabei ist eine Einfallstelle ein solcher Bereich, an dem weniger Material zum Aufschmelzen vorhanden ist und an dem infolgedessen Material nach innen einfällt. In der Konsequenz besitzt die Schweißnaht an einer solchen Stelle eine dellenförmige konkave Vertiefung, die eine gewisse Störung der Schweißnaht darstellt. Obwohl der Laserstrahl beim Überstreichen des Schlitzes nicht ausgeblendet wird, kann die Schweißnaht im Bereich des Schlitzes sogar eine Unterbrechung aufweisen.
Aus der DE-OS 40 08 675 ist bereits ein elektromagnetisch betätigbares Ventil bekannt, bei dem der Ventilschließkörper mit einer Schweißnaht an dem Verbindungsteil befestigt ist, wobei die Schweißnaht mindestens im Bereich des Längsschlitzes oder noch zusätzlich an weiteren Stellen in Umfangsrichtung unterbrochen ist.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße elektromagnetisch betätigbare Ventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß es auf besonders einfache Art und Weise kostengünstig herstellbar ist. Es ergibt sich der Vorteil eines Verbindungsteils mit relativ großen Toleranzen. Bei geringem Gewicht und großer Stabilität besitzt das Verbindungsteil einen großflächigen hydraulischen Strömungsquerschnitt. Infolge des sich über die gesamte axiale Länge erstreckenden Schlitzes ist das Verbindungsteil federelastisch, wodurch die Verbindungen mit dem Anker und dem Ventilschließkörper erleichtert werden. Durch die federelastische Nachgiebigkeit ist das Verbindungsteil unter Spannung in die innere Öffnung des Ankers einschiebbar, so daß eine nachteilige Spanbildung bei der Ankermontage vermieden wird. Andererseits kann der Ventilschließkörper am dem Anker abgewandten Ende des Verbindungsteils sehr einfach und sicher befestigt werden, da der Schlitz eine deutlich reduzierte Öffnungsweite besitzt. Beim Anwenden einer durchgehenden Laserschweißung (Continuous Wave Laser) zum Befestigen des Ventilschließkörpers an dem Verbindungsteil wird in vorteilhafter Weise eine Schweißnaht erzielt, die keine wesentliche Unterbrechung besitzt. Die Verkleinerung der Schlitzweite an einem Ende des Verbindungsteils führt zu einer Vergrößerung des verschweißten Querschnitts und fast zu einer Vermeidung von Einfallstellen der Schweißnaht an den Schlitzrändern. Der Schlitz des aus einem unmagnetischen Material gefertigten Verbindungsteils vermeidet eine unerwünschte WirbelStrombildung.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Ventils möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, das Verbindungsteil aus einem Metallblech zu fertigen, indem Blechabschnitte in weitgehend rechteckiger Form zuerst ausgestanzt und nachfolgend gerollt oder gebogen werden. Der Schlitz des Verbindungsteils wird dadurch gebildet, daß die jeweils langgestreckten Stirnseiten des Blechabschnitts mit geringem Abstand jeweils einander gegenüberliegen.
In vorteilhafter Weise ist die feste Verbindung des Ventilschließkörpers, der beispielsweise kugelförmig ausgebildet ist, an dem mit einer Schlitzverjüngung ausgebildeten Ende des Verbindungsteils durch eine um 360° vollständig umlaufende Schweißnaht erzielbar, die eine sehr hohe dynamische Festigkeit besitzt.
Von Vorteil ist es, am dem Ventilschließkörper zugewandten unteren Ende des Verbindungsteils am Umfang dem Schlitz genau gegenüberliegend eine Ausklinkung vorzusehen, mit der ein sicheres Ausspülen der Ventilnadel gewährleistet wird. In vorteilhafter Weise weist die Ausklinkung eine Tropfenform auf, wobei unmittelbar an der unteren Stirnseite des Verbindungsteils eine sehr geringe Öffnungsweite vorliegt. Somit wird die Gefahr einer Unterbrechung der Schweißnaht deutlich herabgesetzt. Einfallstellen der Schweißnaht an der Ausklinkung wären jedoch unkritisch, da die dynamische Belastung sehr viel geringer ist als am über die gesamte axiale Länge des Verbindungsteils verlaufenden Schlitz.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, die Wandung des Verbindungsteils mit mehreren sie durchdringenden Strömungsöffnungen zu versehen, um eine unerwünschte Beeinflussung des abgespritzten Brennstoffs durch die Strömungsverhältnisse im Ventil zu vermeiden.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuter . Es zeigen Figur 1 ein teilweise dargestelltes elektromagnetisch betätigbares Ventil, Figur 2 einen Blechabschnitt zur Ausformung eines Verbindungsteils einer axial bewegbaren Ventilnadel und Figur 3 ein Verbindungsteil als Einzelbauteil.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In der Figur 1 ist als ein Ausführungsbeispiel ein elektromagnetisch betätigbares Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen teilweise dargestellt. Das Ventil hat einen rohrförmigen Ventilsitzträger 1, in dem konzentrisch zu einer Ventillängsachse 2 eine Längsbohrung 3 ausgebildet ist. In der Längsbohrung 3 ist eine axial bewegliche Ventilnadel 6 angeordnet .
Die elektromagnetische Betätigung des Ventils erfolgt in bekannter Weise. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 6 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer Rückstellfeder 8 bzw. Schließen des Ventils dient ein nur teilweise dargestellter elektromagnetischer Kreis mit einer Magnetspule 10, einem Kern 11 und einem Anker 12. Die
Ventilnadel 6 wird von dem Anker 12, einem beispielsweise kugelförmigen Ventilschließkörper 13 und einem die beiden Einzelteile verbindenden Verbindungsteil 14 gebildet, wobei das Verbindungsteil 14 eine rohrförmige Gestalt aufweist. Die Rückstellfeder 8 stützt sich mit ihrem unteren Ende an der oberen Stirnfläche des Verbindungsteils 14 ab. Der Anker 12 ist mit dem dem Ventilschließkörper 13 abgewandten Ende des Verbindungsteils 14 durch eine Schweißnaht 15 verbunden und auf den Kern 11 ausgerichtet. Andererseits ist auch der Ventilschließkörper 13 mit dem dem Anker 12 abgewandten Ende des Verbindungsteils 14 z.B. mit einer Schweißnaht 16 fest verbunden. Die Magnetspule 10 umgibt den Kern 11, der das sich durch die Magnetspule 10 umschließende Ende eines nicht näher gekennzeichneten Brennstoffeinlaßstutzens, der der Zufuhr des mittels des Ventils zuzumessenden Mediums, hier Brennstoff, dient, darstellt.
Mit dem unteren Ende des Kerns 11 sowie mit dem Ventilsitzträger 1 ist konzentrisch zur Ventillängsachse 2 dicht ein rohrförmiges , metallenes Zwischenteil 19 beispielsweise durch Schweißen verbunden. In das stromabwärts liegende, dem Kern 11 abgewandte Ende des Ventilsitzträgers 1 ist in der konzentrisch zur Ventillängsachse 2 verlaufenden Längsbohrung 3 ein zylinderförmiger Ventilsitzkörper 25 durch Schweißen dicht montiert. Der Ventilsitzkörper 25 weist dem Kern 11 zugewandt einen festen Ventilsitz 26 auf.
Die Magnetspule 10 ist von wenigstens einem beispielsweise als Bügel ausgebildeten, als ferromagnetisches Element dienenden Leitelement 30 in Umfangsrichtung wenigstens teilweise umgeben, das mit seinem einen Ende an dem Kern 11 und mit seinem anderen Ende an dem Ventilsitzträger 1 anliegt und mit diesen z.B. durch Schweißen, Löten oder eine Klebeverbindung verbunden ist.
Zur Führung des Ventilschließkörpers 13 während der Axialbewegung dient eine Führungsöffnung 31 des Ventilsitzkörpers 25. An seiner einen, dem Ventilschließkörper 13 abgewandten unteren Stirnseite 32 ist der Ventilsitzkörper 25 mit einer z.B. topfförmig ausgebildeten Spritzlochscheibe 34 konzentrisch und fest verbunden. Die Verbindung von Ventilsitzkörper 25 und Spritzlochscheibe 34 erfolgt beispielsweise durch eine umlaufende und dichte, z.B. mittels eines Lasers ausgebildete Schweißnaht 45. Durch diese Art der Montage ist die Gefahr einer unerwünschten Verformung der Spritzlochscheibe 34 im Bereich seiner wenigstens einen, beispielsweise vier durch Erodieren oder Stanzen ausgeformten Abspritzöffnungen 46 vermieden.
Die Einschubtiefe des aus Ventilsitzkörper 25 und Spritzlochscheibe 34 bestehenden Ventilsitzteils in die Längsbohrung 3 bestimmt u.a. die Einstellung des Hubs der Ventilnadel 6, da die eine Endstellung der Ventilnadel 6 bei nicht erregter Magnetspule 10 durch die Anlage des Ventilschließkörpers 13 an der Fläche des Ventilsitzes 26 des Ventilsitzkörpers 25 festgelegt ist. Die andere Endstellung der Ventilnadel 6 wird bei erregter Magnetspule 10 beispielsweise durch die Anlage einer oberen Stirnseite 22 des Ankers 12 an einer unteren Stirnseite 35 des Kerns 11 festgelegt. Der Weg zwischen diesen beiden Endstellungen der Ventilnadel 6 stellt den Hub dar.
Der kugelförmige Ventilschließkörper 13 wirkt mit der sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verjüngenden Fläche des Ventilsitzes 26 des Ventilsitzkörpers 25 zusammen, die stromabwärts der Führungsöffnung 31 des Ventilsitzkörpers 25 ausgebildet ist. Die Führungsöffnung 31 weist wenigstens einen Strömungsdurchlaß 27 auf, der eine Strömung des
Mediums in Richtung zum Ventilsitz 26 des Ventilsitzkörpers 25 ermöglicht. Andererseits können auch am
Ventilschließkörper 13 Strömungsdurchlässe in Form von Nuten oder Abflachungen vorgesehen sein.
In der Figur 3 ist das erfindungsgemäße Verbindungsteil 14 der Ventilnadel 6 nochmals als Einzelbauteil vor dem Erzielen der festen Verbindungen mit dem Anker 12 und dem Ventilschließkörper 13 dargestellt, während die Figur 2 einen Blechabschnitt 50 zeigt, aus dem das Verbindungsteil 14 herstellbar ist. Am stromaufwärtigen Ende des Verbindungsteils 14 ist beispielsweise eine Fase 48 ringförmig ausgeformt. In der Wandung des röhr- bzw. hülsenförmigen Verbindungsteils 14 ist ein langgestreckter, die Wandung radial vollständig durchdringender Schlitz 51 vorgesehen, der sich über die gesamte Länge des Verbindungsteils 14 erstreckt, dabei jedoch mindestens zwei axial verlaufende Bereiche unterschiedlicher Schlitzbreite bzw. -weite in Umfangsrichtung des Verbindungsteils 14 aufweist.
Durch den Schlitz 51 gelangt der aus dem Kern 11 in eine innere Längsöffnung 52 zuströmende Brennstoff nach außen in die Längsbohrung 3 des Ventilsitzträgers 1. Über die Strömungsdurchlässe 27 im Ventilsitzkörper 25 oder am Umfang des Ventilschließkörpers 13 gelangt der Brennstoff bis zum Ventilsitz 26 und zu den stromabwärts vorgesehenen Abspritzöffnungen 46, über die der Brennstoff in ein Saugrohr oder einen Zylinder einer Brennkraftmaschine abgespritzt wird. Der Schlitz 51 stellt einen großflächigen hydraulischen Strömungsquerschnitt dar, über den der Brennstoff sehr schnell aus der inneren Längsöffnung 52 in die Längsbohrung 3 gelangen kann. Das dünnwandige Verbindungsteil 14 gewährleistet bei geringstem Gewicht größte Stabilität.
Um eine unerwünschte Beeinflussung der Strahlform des aus den Abspritzöffnungen 46 abgespritzten Brennstoffs durch den zum Ventilsitz 26 eventuell unsymmetrisch strömenden Brennstoff zu vermeiden, wird das Verbindungsteil 14 optional mit mehreren StrömungsÖffnungen 55 versehen, die die Wandung des Verbindungsteils 14 durchdringen. Die beispielsweise kreisförmigen und durch Stanzen bereits in den Blechabschnitt 50 eingebrachten Strömungsöffnungen 55 sind beispielhaft nur im Blechabschnitt 50 der Figur 2 und am Verbindungsteil 14 in Figur 3 dargestellt. Die z.B. zwölf Strömungsöffnungen 55 sind dabei in sich abwechselnden Zweier- und Dreierreihen im Blechabschnitt 50 angeordnet. Abänderungen bezüglich Anzahl und Lage der Strömungsöffnungen 55 sind problemlos realisierbar.
Die Herstellung des Verbindungsteils 14 erfolgt derart, daß aus einem ebenen, die Dicke der Rohrwandung des Verbindungsteils 14 aufweisenden Metallblech Blechabschnitte 50, wie einer in Figur 2 dargestellt ist, mit weitgehend rechteckiger Form beispielsweise durch Stanzen hergestellt werden. Die Blechabschnitte 50 weisen eine längere und eine kürzere Erstreckung auf, wobei die längere Erstreckung der Länge des herzustellenden Verbindungsteils 14 in axialer Richtung und die kürzere Erstreckung etwa dem Umfang des herzustellenden Verbmdungsteils 14 entsprechen. An ihrem einem Ende 56, an dem der Ventilschließkörper 13 später befestigt wird, besitzen die Blechabschnitte 50 an ihren beiden Längsseiten minimal über die ansonsten rechteckförmige Kontur hinausstehende, symmetrische Aufweitungen bzw. Verbreiterungen 57.
Nach dem Ausstanzen der Blechabschnitte 50 mit oben beschriebener Kontur wird jeder Blechabschnitt etwa unter Zuhilfenahme eines Dornes in die Form des gewünschten
Verbindungsteils 14 gerollt bzw. gebogen. Dabei bilden die jeweils langgestreckten Stirnflächen des das Verbindungsteil 14 bildenden Blechabschnitts 50 den Schlitz 51, indem sie mit geringem Abstand einander gegenüberliegen. Während die Breite des Schlitzes 51 in Umfangsrichtung über den größten Teil seiner Längserstreckung beispielsweise ca. 0,5 mm beträgt, ergibt sich im Bereich der Aufweitungen 57 ein Schlitzbereich 58 mit einer Verkleinerung der Breite des Schlitzes auf ca. 0,1 mm.
Am unteren Ende 56 des Blechabschnitts 50 ist optional eine Ausklinkung 59 vorgesehen, die z.B. so angeordnet ist, daß sie am Umfang des gerollten Verbindungsteils 14 dem Schlitz 51 genau gegenüberliegt. Die beispielsweise tropfenförmig ausgebildete Ausklinkung 59 weist an der unteren Stirnseite 60 nur eine geringe Öffnungsweite auf, die jedoch von der Stirnseite 60 entfernt breiter, weiter oder bauchiger ausgeführt ist. Von der in Figur 2 dargestellten Kontur abweichende Konturen (kolbenförmig, ballonförmig, umgekehrt U-förmig) der Ausklinkung 59 sind ebenso denkbar. Durch die Ausklinkung 59 wird vermieden, daß nach dem Anschweißen des Ventilschließkörpers 13 aufgrund des sehr schmalen Schlitzes 51 im Schlitzbereich 58 am unteren Ende 56 ein Sackloch in dem Verbindungsteil 14 entsteht. Ein sicheres Ausspülen der Ventilnadel 6 wird also voll gewährleistet. Die Fertigung des Verbindungsteils 14 aus einem Blechabschnitt 50 stellt eine besonders leichte und einfache Herstellungsart dar, die den Einsatz unterschiedlicher Materialien ermöglicht und die eine Serienfertigung in großen Stückzahlen erlaubt. Durch das Vorsehen des Schlitzes 51 im Verbindungsteil 14 ist das Verbindungsteil 14 federelastisch, so daß für die innere Öffnung des Ankers 12 und das Verbindungsteil 14 selbst relativ grobe Toleranzen gewählt werden können. Durch die federelastische
Nachgiebigkeit ist das Verbindungsteil 14 unter Spannung in die innere Öffnung des Ankers 12 einschiebbar.
Durch die sehr geringe Öffnungsweite des Schlitzes 51 im Schlitzbereich 58 am Ende 56 bzw. der optional vorgesehenen Ausklinkung 59 an der Stirnseite 60 und dem damit fast rundum an dem Ventilschließkörper 13 anliegenden Verbindungsteil 14 ist die Schweißnaht 16 mit einer sehr hohen dynamischen Festigkeit erzielbar. Die Schweißnaht 16 zwischen Verbindungsteil 14 und Ventilschließkörper 13 wird z.B. mit Hilfe eines sogenannten Continuous Wave Lasers hergestellt. Dabei wird die Ventilnadel 6 unter dem kontinuierlichen Laserstrahl gedreht und durchgehend verschweißt. Durch die deutliche Verkleinerung des Schlitzes 51 werden gegenüber bekannten geschlitzten Ventilnadelhülsen der verschweißte Querschnitt vergrößert und die Einfallstellen der Schweißnaht an den Schlitzrändern derart deutlich bis zur fast völligen Vermeidung reduziert, daß eine durchgehende Schweißnaht 16 weitgehend störungsfrei vorliegt. Die dynamische Belastung im Bereich der
Ausklinkung 59 ist außerdem bei weitem geringer als bei einem über die gesamte Länge des Verbindungsteils 14 verlaufenden Schlitz, so daß eine eventuell auftretende minimale Unterbrechung der Schweißnaht 16 an der Ausklinkung 59 unkritisch wäre.

Claims

Patentansprüche
1. Elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen, mit einer Ventillängsachse (2) , mit einem von einer
Magnetspule (10) zumindest teilweise umgebenen Kern (11) , mit einem Anker (12) , mit einem Ventilschließkörper (13) , der mit einem Ventilsitz (26) zusammenwirkt, mit einem den Anker (12) und den Ventilschließkörper (13) verbindenden rohrförmigen Verbindungsteil (14) , wobei das Verbindungsteil (14) mit einem die Wandung durchdringenden Schlitz (51) versehen ist, der über die gesamte axiale Länge des Verbindungsteils (14) verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (51) am dem Ventilschließkörper (13) zugewandten Ende (56) in einem Schlitzbereich (58) eine geringere Öffnungsweite besitzt als über seine restliche axiale Erstreckung.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (14) aus einem Metallblech ausgebildet ist.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsweite des Schlitzes (51) am Ende (56) nur ca. 20% der Öffnungsweite seiner restlichen Erstreckung beträgt.
4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Verbindungsteils (14) mit wenigstens einer sie durchdringenden Strömungsöffnung (55) versehen ist.
5. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende (56) des Verbindungsteils (14) an dessen Umfang dem Schlitz (51) genau gegenüberliegend eine Ausklinkung (59) vorgesehen ist, die zu einer unteren Stirnseite (60) hin offen ist.
6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausklinkung (59) tropfenförmig ausgeformt ist, wobei sich zur unteren Stirnseite (60) hin die Öffnungsweite verjüngt.
7. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (14) durch Stanzen und nachfolgendes Rollen oder Biegen herstellbar ist.
8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Herstellung des Verbindungsteils (14) aus dem Metallblech ausgestanzter Blechabschnitt (50) eine weitgehend rechteckige Form hat, wobei an einem Ende (56) des Blechabschnitts (50) an dessen Längsseiten geringfügig hinausstehende AufWeitungen (57) vorgesehen sind.
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