DE3445405A1

DE3445405A1 - Elektromagnetisch betaetigbares ventil

Info

Publication number: DE3445405A1
Application number: DE19843445405
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-12-13
Filing date: 1984-12-13
Publication date: 1986-06-19
Also published as: JPH0730853B2; US4662567A; DE3445405C2; JPS61140683A

Description

	• 19768	» · · -it V » » * • · » <^ Ϊ- t
	0.12.1981
R
1
		# · - ■ » Ü> » «J
	k Kh/Hm	3A45405

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Elektromagnetisch betätigbares Ventil
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätdgbaren Ventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein derartiges Ventil bekannt, das zwar mit einer geringen Masse des Ventilschließgliedes, des Verbindungsteiles und des Ankers auskommt, "bei dem after
die Schnelligkeit des Ventiles noch durch die Reibung
zwischen einer Führungsbahrung und dem Verbindungsteil reduziert wird und die Hubbegrenzung durch Anliegen des Ankers am Kern erfolgt, zwischen welchen zur Vermeidung des magnetischen Klebens eine amagnetische Scheibe angeordnet sein muß, wobei zur Verhinderung des Ei-nschlagens die aufeinandertreffenden Flächen eine hohe
Schlagfestigkeit aufweisen müssen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Ventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es sehr schnell ist, kleine Außenmaße aufweist,
leicht und genau seine dynamische und statische Durchströmmenge einstellbar ist, eine gute Kraft stoffaufbe-

R. 19T68

reitung gewährleistet und auf einfache Art und Weise montierbar ist. So läßt sich die statische Durchströmmenge bereits vor der Montage des gesamten Ventiles durch Änderung des Abstandes zwischen dem Ventilsitzkörper und dem Anschlag einstellen und das Ventilschließglied, das ohne eine Führung an seinem Umfang zwischen seinen Endstellungen am Ventilsitz und am Anschlag hin- und herbewegbar ist, dient gleichzeitig durch Anlage am Anschlag zur Hubbegrenzung. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Ventiles möglich. Besonders vorteilhaft ist es, die Aufbereitungsbohrung mit einem kleinen Durchmesser von etwa 1 mm auszubilden, so daß sich an seiner Zylinderwand eine sehr kleine von Kraftstoff benetzte Fläche ergibt und kaum noch Restkraftstoff zwischen den einzelnen Öffnungsstellungen des Ventiles in der Aufbereitungsbohrung zurückbleibt.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Das in der Zeichnung dargestellte Kraftstoffeinspritzventil für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine hat ein Ventilgehäuse 1 aus ferromagnetischem Material, in dem auf einem Spulenträger 2 eine Magnetspule 3 angeordnet ist. Die Magnetspule 3 hat eine nicht gezeigte Stromzuführung über einen Steckanschluß. Das topfförmig ausgebildete Ventilgehäuse 1 nimmt die Magnetspule

R. 19768

3 in einen Spulenraum 6 auf und besitzt nach außen gerichtet einen Steckabsatz 7» auf das ein Mundstück 8 aufgesetzt und mit diesem dicht verbunden ist. Das rohrförmig ausgebildete Mundstück 8 weist eine Stufenbohrung 10 auf, an deren Absatz 11 ein Anschlag 12 anliegt, der einen Zylinderabschnitt 13 und einen mit diesem verbundenen Winkelabschnitt Λ\ aufweist, der am Absatz 11 anliegt. Der Winkelabschnitt 1h erstreckt sich radial in das Innere der Stufenbohrung 10 und weist eine Anschlagöffnung 15 auf. Dem Winkelabschnitt lh abgewandt ist am Zylinderabschnitt 13 anliegend eine Abstandsscheibe 16 angeordnet, woran sich ein Ventilsitzkörper 18 anschließt, den ein Bördelrand 19 des Mundstückes 8 umgreift und somit diesen mit der Abstandsscheibe 16 und dem Anschlag 12 in axialer Richtung verspannt. Der Ventilsitzkörper 18 weist eine sacklochförmig ausgebildete Aufbereitungsbohrung 20 auf, an deren Lochboden 21 mindestens eine drosselnde und damit der Kraftstoffzumessung dienende Kraftstofführungsbohrung 22 mündet. Die Kraftstofführungsbohrung 22 mündet vorzugsweise derart am Lochboden 21 mit einem radialen Abstand a zur Zylinderwand 23 der Aufbereitungsbohrung 20, daß kein tangential gerichtetes Einströmen in die Aufbereitungsbohrung 20 erfolgt, sondern der Kraftstoffstrahl zunächst ohne Wandberührung aus den Kraftstofführungsbohrungen 22 austritt und danach auf die Zylinderwand 23 der Aufbereitungsbohrung 20 aufprallt, um über diese filmförmig verteilt zu einem möglichst schneidenförmig ausgebildeten Ventilsitzkörperende 2U zu strömen. Die Kraftstofführungsbohrungen 22 verlaufen gegenüber der Ventillängsachse geneigt und gehen von einem im Ventilsitzkörper ausgebildeten Kalottenraum 26 aus, stromaufwärts dessen am Ventilsitzkörper 18 ein gewölbter Ventilsitz 27 ausgebildet ist, mit dem ein als Kugel ausgebildetes Ventilschließglied 28 zusammenwirkt. Zur

Erzielung eines möglichst geringen Totvolumens soll bei am Ventilsitz 27 anliegendem Ventilschließglied 28 das Volumen des Kalottenraumes 26 möglichst klein sein. Vorzugsweise ist der Durchmesser der Aufbereitungsbohrung 20 ebenfalls sehr klein gehalten und liegt etwa bei 1 mm, so daß sich an der Zylinderwand 23 der Aufbereitungsbohrung 20 nur eine kleine von Kraftstoff benetzte Fläche ergibt und kaum Restkraftstoff an dieser zwischen den einzelnen Öffnungsstellungen des Ventiles zurückbleibt.

Die die Anschlagöffnung 15 begrenzende Anschlagfläche 29 am Winkelabschnitt lh umgreift teilweise die dem Ventilsitz 27 abgewandte Fläche des Ventilschließgliedes bei am Ventilsitz 27 anliegendem Ventilschließglied 28 mit Abstand und ist entweder gegenüber der Ventillängsachse geneigt oder bogenförmig ausgebildet. Durchströmöffnungen 30 erlauben eine ungehinderte Umströmung des Ventilschließgliedes 28 am Winkelabschnitt 1U. Das Ventilschließglied 28 dient somit nicht nur zur Steuerung des Ventilsitzes 27 , sondern auch durch Anlage an der Anschlagfläche 29 des Winkelabschnittes "\k zur Hubbegrenzung, wobei das mit einer harten Oberfläche versehene Ventilschließglied 28 mit der ebenfalls hart ausgebildeten Anschlagfläche 29 zusammenarbeitet, ohne daß an diese Teile in irgend einer Weise Ansprüche bezüglich ihrer magnetischen Eigenschaften gestellt werden müssen.

Die statische Kraft stoffdurchflußmenge des Ventiles läßt sich bei dieser Ausbildung außerhalb des montierten Ventiles dadurch einstellen, daß durch die Wahl des Durchmessers der drosselnden Kraftstofführungsbohrungen 22 ein Druckabfall von etwa 90 % erfolgt, während etwa 10 % des Druckabfall zwischen dem Ventilsitz 27 und dem Ventilschließglied 28 auftreten, wozu durch geeignete Wahl der Dicke der Abstandsscheibe Λ& der Öffnungshub des Ventil-

R. 19T68

Schließgliedes bis zur Anlage an der Anschlagfläche 29 eingestellt wird. Ist die erforderliche Dicke der Abstands scheibe 16 ermittelt, so kann diese Abstandsscheibe 16 zwischen den Anschlag 12 und den Ventilsitzkörper 18 ein-"gelegt und der gesamte Verband von Anschlag 12, Abstandsscheibe 16 und Ventilsitzkörper 18 in die Stufenbohrung eingeführt und mittels des Bördelrandes 19 fixiert werden. Eine radiale Führung des Ventilschließgliedes 28 erfolgt lediglich in ihren Endstellungen bei der Anlage am Ventilsitz 27 und an der Anschlagfläche 29, während zwischen diesen beiden Endstellungen das Ventilschließglied 28 ohne seitliche Führung frei bewegbar ist.

Dem Ventilsitz 27 abgewandt stützt sich an dem Ventilschließglied 28 ein Federteller 32 ab, an dem eine Druckfeder 33 angreift, die mit ihrem anderen Ende beispielsweise an der Stirnfläche 3^- des Steckabsatzes 7 anliegt. Der Federteller 32 greift durch die Anschlagöffnung 15 des Winkelabschnittes 1k hindurch an dem Ventilschließglied 28 an und kann nur geringe Seitenkräfte von der Druckfeder 33 auf das Ventilschließglied 28 übertragen.

Der zylindrisch ausgebildete Anker 36 erstreckt sich in die Stufenbohrung 10 und greift mit einem stabförmigen Verbindungsteil 37 ₅ dessen Querschnitt gegenüber dem Querschnitt des Ankers 36 wesentlich verringert ist, in eine Befestigungsbohrung 38 des Ventilschließgliedes 28 und ist darin mit dem Ventilschließglied 28 verbunden, beispielsweise durch Laserschweißen. In dem Anker 36 ist eine Sacklochbohrung 39 in axialer Richtung vorgesehen, die dem Verbindungsteil 37 abgewandt offen ist und an ihrem dem Verbindungsteil 37 zugewandten Ende Ausflußkanäle i+0 zur Stufenbohrung 10 hin aufweist. Der somit rohrförmig ausgebildete Anker 36, das stabförmige Verbindungsteil

? Q it

-/e - R. 19768

37 und das als Kugel ausgebildete Ventilschließglied 28 weisen zusammen eine sehr geringe zu bewegende Masse auf, wobei der Durchmesser des Ventilschließgliedes 28 vorzugsweise nicht größer als 3 mm und der Durchmesser des Ankers 36 noch darunter gewählt wird. Damit ergibt sich auch eine sehr schlanke Bauweise des Ventiles, insbesondere kann der Durchmesser des Mundstückes 8 bei 8 mm liegen, während die Länge des Mundstückes 8 und des Verbindungsteiles 37 in axialer Richtung entsprechend den erforderlichen Einbauverhältnissen am Saugrohr oder dem Zylinder der Brennkraftmaschine gewählt wird.

Die radiale Führung des Ankers 36 erfolgt durch eine schmale Ringscheibe k2, deren Führungsöffnung ^3 der Anker 36 mit geringem Spiel durchgreift und die am Boden hk des Ventilgehäuses 1 anliegt und über den Spulenträger 2 axial verspannt ist, der durch einen Deckel 1*5 beaufschlagt wird, welcher am dem Boden hk abgewandten Ende des Ventilgehäuses 1 angeordnet ist durch eine Bördelung k6 des Ventilgehäuses 1 in seiner Lage fixiert wird. In dem Deckel k-5 ist ein Kern ^7 in axialer Richtung beweglich gelagert, beispielsweise eingeschraubt, der gleichzeitig als Kraftstoffstutzen zur Kraftstoffzuführung dient und eine zum Innern des Ventils hin offene Kraftstoffbohrung kS aufweist. Die dynamische Kraftstoffmenge läßt sich durch Verdrehen oder Verschieben des Kerns kj und damit durch eine Änderung des Restluftspaltes zwischen der Kernstirnfläche k9 und der Ankerstirnfläche 50 einstellen, ohne daß die Kernstirnfläche k-9 und die Ankerstirnfläche 50 als Anschlagflächen dienen.

Der magnetische Kreis schließt sich vom Kern kj über den Deckel ^5, das Ventil-gehäuse 1 und die Ringscheibe k2 zum Anker 36, wobei zwischen der Ringscheibe k2 und dem Anker 36 ein definierter Radialspalt für den magnetischen Kreis gebildet wird.

~Jf - R. 19768

Die geringen Berühz'ur.gs flächen zwischen der Wandung der Führungsöffnung ^-3 eier Ringscheibe h-2 und dem Mantel des Ankers 36 bewirken r.i.r ^zzie sehr geringe Reibung, so daß auch unter Berücksichtigung der- geringen Masse des Ankers 36, des Verbinöun^S'ceiles 37 und des Ventilschließgliedes 28 ein sehr schnell s.rbeitendes Ventil gebildet wird. Der Anker 36 und der Kern l:-7 können aus hochwertigem weichmagnetisehen Meterial ,gefertigt werden, denn sie brauchen nicht zur Üternaiima einer Anschlagfunktion mit harten Oberfläelia-r. versehen sein. Das Ventilschließglied 28 besitzt bereits eine harte Oberfläche, so daß lediglich zur Anschli.goilcVLing die Anschlagfläche 29 noch eine ausreichende Härte ε,τ-fweisen muß. Mittels der Ringscheibe U2 läßt sich eine sehr preiswerte und einfache Führung des Ankers 36 erzielen.

- Leerseite -

Claims

R- 19768 10.12.198U Kh/Hm ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 Ansprüche

1. Elektromagnetisch, betätigbares Ventil, insbesondere Kraftstoffeinspritzventil für Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem Ventilgehäuse, einem Kern, einer Magnetspule und einem zylindrischen Anker, der mit einem als Kugel ausgebildeten Ventilschließglied, das mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, über ein Verbindungsteil mit gegenüber dem Anker verringertem Querschnitt verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (36) durch eine Ringscheibe (k2) radial geführt ist und das Ventilschließglied (28) radial nur in seiner Schließstellung durch den Ventilsitz (27) und in seiner Offenstellung durch einen den Hub begrenzenden Anschlag (I*l·, 29) geführt wird, an dem das Ventilschließglied (28) mit einem Teil seiner dem Ventilsitz (27) abgewandten Fläche, auf die ebenfalls die Kraft einer das Ventilschließglied (28) in Richtung zum Ventilsitz (27) beaufschlagenden Druckfeder (33) wirkt, im erregten Zustand des Ventiles zum Anliegen kommt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (36) rohrförmig ausgebildet und mit dem stabförmigen Verbindungsteil (37) verbunden ist, an dem andererseits das Ventilschließglied (28) befestigt ist.

ft « V 4» **##»·

e β rt * fei*

- 2 - R. 1976Ö

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (33) über einen Federteller (32) auf das Ventilschließglied (28) wirkt.

k. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Ventilschließgliedes (28) zwischen dem Ventilsitz (27) und dem Anschlag (1U, 29) durch die Anordnung einer Abstandsscheibe (16) zwischen dem Anschlag (1k, 29) und einem den Ventilsitz (27) aufweisenden Ventilsitzkörper (18) beeinflußbar ist.

5. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Restluftspalt zwischen den Stirnflächen (^9_S 50) des Kerns {kl) und des Ankers (36) durch axiale Lageänderung des Kerns (^7) gegenüber dem Anker (36) veränderbar ist.

6. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts des Ventilsitzes (27) drosselnde, gegenüber der Ventillängsachse geneigte Kraftstofführungsbohrungen (22) vorgesehen sind, die am Lochboden (21) einer sacklochförmigen Aufbereitungsbohrung (20) mit einem Durchmesser von etwa 1 mm mit einem radialen Abstand

(a) zur Zylinderwand (23) der Aufbereitungsbohrung (20) . münden. ,

lh