DE3305039A1

DE3305039A1 - Elektromagnetisch betaetigbares ventil

Info

Publication number: DE3305039A1
Application number: DE19833305039
Authority: DE
Inventors: Udo Ing.(Grad.) 7073 Lorch Hafner; Rudolf 7000 Stuttgart Krauss
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-02-14
Filing date: 1983-02-14
Publication date: 1984-08-16
Also published as: GB2134981A; FR2540961A1; GB2134981B; DE3305039C2; JPH0456909B2; FR2540961B1; US4582085A; JPS59155678A; GB8403452D0

Description

R. 18372

31.1. 1983 Kh/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1

Elektromagnetisch betätigbares Ventil Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Ventil nach der Gattung des Hauptanspruches. Es ist schon ein elektromagnetisch betätigbares Ventil bekannt, bei dem es insbesondere im äußeren Randbereich der Anschlagfläche des Ankers zu Ablagerungen von Schmutzteilchen kommt, die im Medium mitgeführt werden. Derartige Ablagerungen können durch Änderung des Ankerhubes und/oder durch Klebeeffekte zu unerwünschten Änderungen der Ventilkennlinie führen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße elektromagnetisch betätigbare Ventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß Ablagerungen an der Anschlagfläche vermieden werden, da Schmutzteilchen außerhalb der Anschlagfläche durch Strömungshindernisse aufgefangen werden. Außerdem kann die Anschlagfläche genauer definiert werden.

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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Ventiles möglich.

Vorteilhaft kann es auch sein, in der Anschlagfläche mindestens eine weitere Nut auszubilden, die in den Bereich der Anschlagfläche gelangende Schmutzteilchen aufnehmen kann.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Kraft stoffeinspritzventil, Figur 2 bis k weitere Ausführungsformen der Ausbildung im Bereich einer Anschlagfläche eines Ankers in Teildarstellung und geändertem Maßstab.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das in der Figur 1 als Beispiel eines Ventiles dargestellte Kraft stoffeinspritzventil für eine Kraftstoffeinsprit zanlage dient beispielsweise zur Einspritzung von Kraftstoff in das Saugrohr von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen. Dabei ist mit 1 ein Ventilgehäuse bezeichnet, das durch spanlose Formgebung z.B. Tiefziehen, Rollen oder ähnliches gefertigt ist und eine topfförmige Gestalt mit einem Boden 2 hat. In eine Haltebohrung 3 des Bodens 2 ist ein als Anschlußstutzen ausgebildeter Kraft stoffstutzen k dichtend eingesetzt, der aus ferromagnetischem Material gebildet gleichzeitig als Innenkern des elektromagnetisch betätigten Ventiles dient.

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Der konzentrisch zur Ventilachse verlaufende Kraftstoffstutzen h weist eine Innenbohrung 6 auf, in die eine Verstellhülse T mit einer Durchgangsbohrung 8 eingepreßt ist. Das aus dem Ventilgehäuse 1 ragende Ende des Kraftstoffstutzens k steht mit einer Kraft stoffquelle, beispielsweise einer Kraftstoffverteilerleitung in Verbindung. In einen Innenraum 9 des Ventilgehäuses 1 ragt das andere Ende 10 des Kraft stoffStutzens k als Innenkern dienend und trägt einen isolierenden Trägerkörper 11, der mindestens teilweise eine Magnetspule 12 umschließt. Der Trägerkörper 11 und die Magnetspule 12 sind über mindestens einen Führungszapfen 1U durch Vernieten oder Einschnappen 15 in einer Befestigungsbohrung 16 des Bodens 2 axial fixiert. An der dem Boden 2 abgewandten Stirnfläche 18 des Ventilgehäuses 1 liegt ein Distanzring 19 an, an den sich eine Führungsmembran 20 anschließt. Andererseits der Führungsmembran 20 greift ein Bund 21 eines Düsenträgers 22 an, der teilweise das Ventilgehäuse 1 umgreift und in eine Haltenut 23 des Ventilgehäuses 1 mit seinem Ende 2k eingebördelt ist, so daß hierdurch eine axiale Spannkraft zur Lagefixierung von Distanzring 19 und Führungsmembran 20 gegeben ist. Dem Ventilgehäuse 1 abgewandt hat der Düsenträger 22 eine koaxiale Aufnahmebohrung 25, in der ein Düsenkörper 26 eingesetzt und z.B. durch Schweißen oder Löten befestigt ist. Der Düsenkörper 26 weist eine sacklochförmig ausgebildete Aufbereitungsbohrung 28 auf, an deren Lochboden 30 mindestens eine der Kraftstoffzumessung dienende Kraft stofführungsbohrung 29 mündet. Die Kraftstofführungsbohrung 29 mündet vorzugsweise derart am Lochboden 30 der Aufbereitungsbohrung 28, daß kein tangential gerichtetes Einströmen in die Aufbereitungsbohrung 28 erfolgt, sondern der Kraftstoffstrahl zunächst ohne Wandberührung aus den Kraftstofführungs-

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bohrungen 29 austritt und danach auf die Wandung der Aufbereitungsbohrung 28 aufprallt, um über diese filmförmig verteilt etwa in Form einer Parabel zum offenen Ende 31 zu strömen und abzureißen. Die Kraftstofführungsbohrungen 29 verlaufen gegenüber der Ventilachse geneigt und gehen von einem im Düsenkörper 26 ausgebildeten Kalottenraum 32 aus, stromaufwärts dessen im Düsenkörper 26 ein gewölbter Ventilsitz 33 ausgebildet ist, mit dem ein kugelförmig ausgebildetes Ventilteil 3^ zusammenwirkt. Zur Erzielung eines möglichst geringen Totvolumens soll bei am Ventilsitz 33 anliegendem Ventilteil 3¹+ das Volumen des Kalottenraumes 32 möglichst klein sein.

Dem Ventilsitz 33 abgewandt ist das Ventilteil 3^· mit einem Flachanker 35 verbunden, beispielsweise verlötet oder verschweißt. Der Flachanker 35 kann als Stanz- oder Preßteil ausgebildet sein und beispielsweise einen ringförmigen Führungskranz 36 aufweisen, der erhaben ausgebildet ist und an einem ringförmigen Führungsbereich 38 der Führungsmembran 20 auf der dem Ventilsitz 33 abgewandten Seite der Führungsmembran 20 anliegt. Durchströmöffnungen 39 in dem Flachanker 35 und Strömungsaussparungen kö in der Führungsmembran 20 erlauben eine ungehinderte Umströmung von Flachanker 35 und Führungsmembran 20 durch den Kraftstoff. Die an ihrem Außenumfang an einem Einspann bereich k"\ gehäusefest zwischen dem Distanzring 19 und dem Bund 21 eingespannte Führungsmembran 20 weist einen Zentrierbereich k2 auf, der eine Zentrieröffnung k3 umschließt, durch die das bewegliche Ventilteil 3^ ragt und in radialer Richtung zentriert wird. Die gehäusefeste Einspannung der Führungsmembran 20 zwischen dem Distanzring 19.und dem Bund 21 erfolgt in einer Ebene, die bei am Ventilsitz 33 anliegendem Ventilteil 3k durch den Mittel-

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punkt bzw. möglichst nahe am Mittelpunkt des kugelförmig ausgebildeten Ventilteiles verläuft. Durch den am Führungskranz 36 des Flachankers 35 angreifenden Führungsbereich 38 der Führungsmembran 20 wird der Flachanker möglichst parallel zur Stirnfläche 18 des Ventilgehäuses geführt, die er mit einem äußeren Wirkungsbereich kk teilweise überragt. In der Innenbohrung 6 des bis nahe an den Flachanker 35 verlaufenden und als Innenkern 10 dienenden Endes des Führungsstutzens k ist eine Druckfeder U5 geführt, die einerseits am Ventilteil 3^ und andererseits an der Verstellhülse T angreift und bestrebt ist, das Ventilteil 3^ in Richtung zum Ventilsitz 33 hin zu beaufschlagen. Zwischen einer dem Flachanker 35 zugewandten Stirnfläche U6 des Innenkerns 10 und einem inneren Wirkungsbereich Ut des Flachankers 35 ist dann noch ein kleiner Luftspalt 5k gegeben, wenn bei erregter Magnetspule 12 der Flachanker mit seinem äußeren Wirkungsbereich kk an dem als Anschlagfläche 56 dienenden Teil der Stirnfläche 18 des Ventilgehäuses 1 zum Anliegen kommt, während bei nichterregter Magnetspule 12 der Flachanker eine Stellung einnimmt, in der zwischen der Anschlagflache 56 und dem Wirkungsbereich kk ebenfalls ein Luftspalt 55 gebildet wird. Hierdurch wird ein Kleben des Flachankers am Innenkern 10 vermieden. Der Kraftstoffstutzen k wird vorteilhafterweise mit dem Gehäuseboden 2 verlötet oder verschweißt. Der Magnetkreis verläuft außen über das Ventilgehäuse 1 und innen über den Kraftstoffstutzen k und schließt sich über den Flachanker 35·

Die Stromzuführung zur Magnetspule 12 erfolgt über Kontaktfahnen kQ, die in dem aus Kunststoff gebildeten Trägerkörper 11 teilweise eingespritzt sind und andererseits über die Befestigungsbohrungen 16 im Boden 2 aus dem

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Gehäuse 1 herausragen. Dabei können die Kontaktfahnen U8 wie dargestellt abgewinkelt gegenüber der Ventilachse verlaufen. Die durch die Führungszapfen 1k des Trägerkörpers 11 teilweise ummantelten Kontaktfahnen U8 sind zur Abdichtung in der Befestigungsbohrung 16 von Dichtringen k9 umgeben und mit einem ebenfalls den Kraftstoffstutzen k und den Boden 2 zumindestens teilweise umschlies senden Kunststoffmantel 50 umspritzt, der im Bereich der Enden der Kontaktfahnen kQ als Steckanschluß 51 geformt ist.

Der über den Kraft stoffstutzen k zuströmende Kraftstoff kann bei stromdurchflossener Magnetspule 12 und damit angezogenem Flachanker 35 teilweise an den Kraftstoffführungsbohrungen 29 zugemessen und über die Aufbereitungsbohrung 28 abgespritzt werden.

Innenkern 10, Trägerkörper 11 und Magnetspule 12 füllen den Innenraum 9 des Ventilgehäuses 1 nicht vollständig aus. Es kann deshalb zweckmäßig sein, vor der Montage von Trägerkörper 11 und Magnetspule 12 in den Innenraum 9 den Trägerkörper 11 und die Magnetspule 12 mit einem Kunststoffmantel 52 zu umspritzen, der im montierten Zustand den zwischen Innenkern 10, Trägerkörper 11, Magnetspule 12 und der lichten Weite des Innenraumes 9 des Ventilgehäuses 1 verbleibenden Raum ausfüllt. Hierdurch wird ein Totvolumen verhindert, in dem Flüssigkeit stagniert und zu Korrossionen führt.

Erfindungsgemäß ist in der Stirnfläche 18 des Ventilgehäuse 1, wie in den Figuren 2, 3 und h in vergrößertem Maßstab dargestellt ist, mindestens eine Nut 57 vorgesehen, die mit ihrem dem Anker zugewandten Rand 58 die An-

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schlagfläche 56 einerseits begrenzt, während die Anschlagfläche 56 andererseits durch eine Innenbohrung 59 des Ventilgehäuses 1 begrenzt wird. Die Nut 57 ist so breit, daß der Anker 35 mit seinem Umfang 60 die Nut 57 teilweise überdeckt. Vorteilhafterweise ist außerhalb der Anschlagfläche 56 mindestens eine weitere Nut 61 in der Stirnfläche 18 ausgebildet. Entsprechend der Darstellung in Figur k kann ebenfalls in der Anschlagfläche 56 mindestens eine wei tere Nut 62 ausgebildet sein. Die Nuten 57 j 61 und 62 können beispielsweise rechteckförmigen oder quadratischen Quer schnitt haben, wie in den Figuren 1, 2 und k oder dreieckförmigen Querschnitt, wie in Figur 3 dargestellt ist. Die Nuten 57j öl und 62 haben etwa eine Tiefe und Breite von ca. 0,2 bis 0,5 mm. Bei einem kreisförmigen Anker 35 haben die Nuten 57> 61, 62 vorteilhafterweise einen ringförmigen Verlauf.

Es hat sich gezeigt, daß durch die Auf- und Abwärtsbewegung des Ankers 35 zwischen dem Anker 35 und der Stirnfläche 18 des Ventilgehäuses 1 der Kraftstoff hin- und hergepumpt wird, wobei sich eine Hauptstromrichtung zur Ventilachse ergibt. Dabei bilden sich Schmutzablagerungen, hauptsächlich nahe am äußeren Radius der Anschlagfläche 56. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung mit Nuten 57, 61, 62 in der Stirnfläche 18 werden die Schmutzteilchen abgefangen und Ablagerungen im Bereich der Anschlagfläche 56 vermieden .

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Claims

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Ansprüche

f1.)Elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere

Kraftstoffeinspritzventil für Kraftstoffeinspritzanlagen ¹^ von Brennkraftmaschinen mit einem Ventilgehäuse und einem Kern aus ferromagnetischem Material und einem ein mit einem festen Ventilsitz zusammenwirkendes Ventilteil betätigenden Anker, der bei erregter Magnetspule gegen eine Anschlagfläche gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche (56) Teil einer Stirnfläche (18) mit mindestens einer Nut (5T) ist, die so zum Anker (35) verläuft, daß der Anker (35) mit seinem Umfang (60) teilweise die Hut (5T) überdeckt und die Anschlagfläche (56) einerseits durch den dem Anker (35) zugewandten Rand der Nut (5T) begrenzt wird.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Anschlagfläche (56) mindestens eine weitere Nut (61) in-der Stirnfläche (18) ausgebildet ist.

3- Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Anschlagfläche (56) mindestens eine weitere Nut (62) ausgebildet ist.

k. Ventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (18) am Ventilgehäuse (1) ausgebildet ist» ι ,