DE3714693A1

DE3714693A1 - Elektromagnetisch betaetigbares ventil

Info

Publication number: DE3714693A1
Application number: DE19873714693
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Asslaender; Udo Ing Grad Hafner; Ferdinand Dipl Ing Reiter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-05-02
Filing date: 1987-05-02
Publication date: 1988-11-10
Also published as: GB2204385A; US4830286A; GB2204385B; FR2614670B1; AU1526588A; GB8810138D0; AU594239B2; FR2614670A1; KR880014245A; JPS63285382A; BR8802084A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Ventil nach der Gattung des Haupt anspruchs. Es ist schon ein Ventil bekannt (DE-OS 35 01 973), bei dem aber der Nachteil auftritt, daß trotz Verringerung der aufeinan der schlagenden Oberflächen des Ankers und des Anschlages noch nicht eine wesentliche Verringerung der Ankermasse erzielbar ist und bei der Betätigung des Ankers eine große Oberfläche gegen die Flüssig keit bewegt werden muß, so daß unerwünschte Verzögerungen bei der Schließ- oder Öffnungsbewegung des Ventiles auftreten.

Vorteile der Erfindung

Das Ventil mit dem erfindungsgemäß ausgestalteten Anker mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auf einfache Art und Weise eine Verringerung der Anker masse und der durch das Medium zu bewegenden Fläche des Ankers bei ausreichender Steifigkeit möglich ist, wodurch sich eine schnellere Betätigung des Ankers ergibt, was kürzere Öffnungs- und Schließ zeiten des Ventiles bewirkt.

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

Vorteilhaft ist es, wenn jede Anschlagerhebung in axialer Richtung über die Zahnoberfläche herausragt und schmäler als ein Zahn ist.

Vorteilhaft ist es weiterhin, den Flachanker aus weichmagnetischem Material durch Sinterung zu fertigen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er läutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Teildarstellung eines mit einem er findungsgemäßen Anker versehenen Kraftstoffeinspritzventiles,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Anker,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Das in der Fig. 1 als Beispiel eines Ventiles dargestellte Kraft stoffeinspritzventil für eine Kraftstoffeinspritzanlage dient bei spielsweise zur Einspritzung von Kraftstoff in das Saugrohr von ge mischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen. In einem zylindrischen, ferromagnetischen Ventilgehäuse 1 ist eine Buchse 2 aus ferromagnetischem Material befestigt, die gleichzeitig als Kern dient. In die Buchse 2 eingelassen ist ein Zylinder 3, welcher im nicht gezeigten Teil des Ventils innerhalb der Buchse 2 geführt wird. Zwischen Zylinder 3 und Buchse 2 befindet sich ein Ringspalt 4, durch den die Entlüftung des Ventiles erfolgt. Auf dem Außen durchmesser der Buchse 2 aufsitzend befindet sich im Innenraum 7 des Ventilgehäuses 1 zwischen Buchse 2 und Ventilgehäuse 1 ein isolie render Trägerkörper 8, der mindestens teilweise eine koaxial zu dem Ventilgehäuse 1 und der Buchse 2 angeordnete Magnetspule 9 um schließt. Trägerkörper 8 und Magnetspule 9 sind umschlossen von einer Isolation 10 und werden mittels eines aus gleichem Material wie die Isolation 10 bestehenden, nicht dargestellten Zapfens am Ven tilgehäuse 1 befestigt. Innerhalb des Zapfens, ebenfalls in der Zeichnung nicht dargestellt, befindet sich eine elektrische An schlußleitung zur Magnetspule 9. Zwischen dem Außendurchmesser der Isolation 10 und der den Innenraum 7 des Ventilgehäuses 1 um schließenden Gehäusebohrung 13 verbleibt ein ringförmiger Spalt 14, durch den der Zufluß des Kraftstoffes erfolgt. An einer dem Ansaug trakt der Brennkraftmaschine zugewandten Stirnfläche 17 des Ventil gehäuses 1 liegt ein Distanzring 18 an, an den sich eine Führungs membran 19 anschließt. Andererseits der Führungsmembran 19 greift ein Bund 22 eines Düsenträgers 23 an, der teilweise das Ventilge häuse 1 umgreifend mit dem Ventilgehäuse 1 bei 24 verbördelt ist, so daß hierdurch eine axiale Spannkraft zur Lagefixierung von Distanz ring 18 und Führungsmembran 19 gegeben ist. Dem Ventilgehäuse 1 ab gewandt besitzt der Düsenträger 23 eine koaxiale Aufnahmebohrung 28, in die ein Düsenkörper 29 eingesetzt und darin z.B. durch Schweißen oder Löten befestigt ist. Der Düsenkörper 29 weist eine beispiels weise kegelstumpfförmig ausgebildete, sich in ventilabgewandter Richtung öffnende Aufbereitungsbohrung 30 auf, an deren Boden 31 mindestens eine der Kraftstoffzumessung dienende Kraftstofführungs bohrung 32 mündet. Die Kraftstofführungsbohrung 32 kann zwecks besserer Verwirbelung des Kraftstoffes tangential in den Boden 31 münden. Die Kraftstofführungsbohrungen 32 gehen von einem im Düsen körper 23 ausgebildten Kalottenraum 35 aus, stromaufwärts dessen im Düsenkörper 29 ein kreisförmiger Ventilsitz 36 ausgebildet ist, mit dem ein etwa halbkugelförmig ausgebildetes Ventilschließglied 37 zusammenwirkt.

Dem Ventilsitz 36 abgewandt ist das Ventilschließglied 37 mit einem Flachanker 38 verbunden. Der Flachanker 38 weist einen ringförmigen Kranz 41 auf, der erhaben axial in Richtung zum Ventilsitz 36 hin ausgebildet ist und auf der dem Ventilsitz 36 abgewandten Seite der Führungsmembran 19 anliegt. Strömungsaussparungen 44 in der Füh rungsmembran 19 erlauben eine ungehinderte Umströmung von Flachanker 38 und Führungsmembran 19 durch den Kraftstoff. Die an ihrem Außen umfang gehäusefest zwischen dem Distanzring 18 und dem Bund 22 des Düsenträgers 23 eingespannte Führungsmembran 19 weist eine Zentrier öffnung 47 auf, durch welche das bewegliche Ventilschließglied 37 ragt und in radialer Richtung zentriert wird. Die gehäusefeste Ein spannung der Führungmembran 19 zwischen dem Distanzring 18 und dem Bund 22 des Düsenträgers 23 erfolgt in einer Ebene, die bei am Ven tilsitz 36 anliegendem Ventilschließglied 37 durch den Mittelpunkt bzw. möglichst nahe am Mittelpunkt des kugelförmig ausgebildeten Ventilschließgliedes verläuft. Durch die am Kranz 41 des Flachankers 38 angreifende Führungsmembran 19 wird der Flachanker 38 möglichst parallel zur Stirnfläche 17 des Ventilgehäuses 1 geführt, die er mit einem äußeren magnetischen Wirkungsbereich 48 teilweise überragt. Ein zweiter magnetischer Wirkungsbereich besteht zwischen der Stirn fläche 52 der Buchse 2 und dem Flachanker 38. Bei stromdurchflosse ner Magnetspule liegt der Flachanker 38 mit seinem äußeren Wirkungs bereich 48 an der Stirnfläche 17 des Ventilgehäuses 1 an, während zwischen Flachanker 38 und der Stirnfläche 52 der Buchse 2 ein Spalt 53 verbleibt. In einer Vertiefungsbohrung 56 im Ventilschließglied 37 stützt sich eine Druckfeder 59 ab, welche sich andererseits an einem Absatz 57 des Zylinders 3, zentriert durch einen am Zylinder 3 ausgebildeten Zapfen 58, abstützt.

Wie in den Fig. 2 und 3 ebenfalls dargestellt, ist der Flachanker 38 zahnradförmig ausgebildet und weist mindestens drei sich in radialer Richtung erstreckende Zähne 62 auf, die vom Kranz 41 aus gehend nach außen führen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind acht Zähne 62 vorgesehen. Zwischen den Zähnen 62 sind Zahnnuten 63 vorgesehen, die wie auch die Zähne 62 einen annähernd rechteck förmigen Querschnitt haben. Auf jedem Zahn 62 ist eine flächige An schlagerhebung 64 ausgebildet, die wie die Zähne 62 im äußeren Wir kungsbereich 48 des Flachankers 38 liegen und der Stirnfläche 17 des Ventilgehäuses 1 zugewandt bei Erregung der Magnetspule 9 an der Stirnfläche 17 zum Anliegen kommen. Die Anschlagerhebungen 64 des Flachankers 38 enden in gleicher Höhe, also in einer Ebene. Jede der über die Zahnoberfläche 65 herausragenden Anschlagerhebungen 64 er streckt sich von der Stirnseite 66 des jeweiligen Zahnes 62 radial nach innen und ist schmäler als der jeweilige Zahn. Den Zähnen 62 abgewandt erstreckt sich von dem ringförmigen Kranz 41 ausgehend auf der dem Ventilsitz 36 zugewandten Seite eine Zentralfläche 68, an der das Ventilschließglied 37 anliegt und beispielsweise durch Ver schweißen befestigt ist. Die Zentralfläche 68 wird von einer Zen tralbohrung 69 unterbrochen, durch welche die Druckfeder 59 ragt. Auf jeden Zahn 62 ausgerichtet erstreckt sich auf der dem Ventilsitz 36 abgewandten Oberfläche des Flachankers 38 eine in radialer Rich tung verlaufende Verstärkungsrippe 70, die den Kranz 41 überbrückt. In vorteilhafter Weise ist der Flachanker 38 aus weichmagnetischem Material durch Sinterung gefertigt.

Der erfindungsgemäß ausgestaltete Flachanker 38 weist durch die zahnradförmige Form den Vorteil auf, daß infolge der großen zwischen den Zähnen 62 vorgesehenen Zahnnuten 63 die Masse des Flachankers trotz ausreichender Festigkeit wesentlich vermindert ist und gleich zeitig eine ausreichend gute Umströmung des Flachankers 38 durch das zu steuernde Medium bei einer Bewegung des Flachankers ermöglicht wird, so daß eine sehr schnelle Betätigung des Flachankers und damit des Ventiles gewährleistet ist.

Claims

1. Elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere Kraftstoff einspritzventil für Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftma schinen mit einem Ventilgehäuse, einer Magnetspule und einem an einem mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilschließglied an greifenden Flachanker, der auf seiner dem Ventilschließglied abge wandten Oberfläche mit Abstand zueinander angeordnete, in einer Ebene endende Anschlagerhebungen hat, die einen axialen Abstand zu einer gehäusefesten Anschlagfläche haben und bei Erregung der Magnetspule an der Anschlagfläche zum Anliegen kommen, dadurch ge kennzeichnet, daß der Flachanker (38) zahnradförmig ausgebildet ist und in gleichem Abstand zueinander mindestens drei sich in radialer Richtung erstreckende Zähne (62) hat, an denen die Anschlagerhe bungen (64) ausgebildet sind.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede An schlagerhebung (64) in axialer Richtung über die Zahnoberfläche (65) herausragt.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede An schlagerhebung (64) schmäler als ein Zahn (62) ist.

4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zahn (62) und jede zwischen den Zähnen (62) vorgesehene Zahnnut (63) einen annähernd rechteckförmigen Querschnitt haben.

5. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flach anker (38) aus weichmagnetischem Material durch Sinterung gefertigt ist.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flach anker (38) auf seiner dem Ventilsitz (36) zugewandten Seite eine mit dem Ventilschließglied (37) verbindbare ebene Zentralfläche (68) hat, die von einem axial in Richtung zum Ventilsitz (36) hin erhaben ausgebildeten, ringförmigen Kranz (41) umgeben ist, an den sich die Zähne (62) anschließen.

7. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeden Zahn (62) ausgerichtet auf der dem Ventilsitz (36) abgewandten Ober fläche des Flachankers (38) eine in radialer Richtung verlaufende, den Kranz 41 überbrückende Verstärkungsrippe (70) ausgebildet ist.