DE69408084T2 - Elektromagnetisch betätigbares Kraftstoffdosier- und Zerstäubungsventil - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigtes Kraftstoff-Dosierungs- und -Zerstäubungsventil, das dazu bestimmt ist, in eine Kraftstoffvorrichtung einer Brenkkraftmaschine eingebaut zu werden.
• Gemäß dem Offenbarungsgehalt der europäischen Patentanmeldung No. 0536 774 umfassen die Ventile des obengenannten Typs in der Tat einen Hauptkörper, in dessen Innerem ein ringförmiger Elektromagnet untergebracht ist, einen Kern und ein bewegliches Ventil-Verschlußteil. Der Elektromagnet besteht aus einer Wickelschablone und einer elektrischen Wicklung.
• Ein Hauptnachteil liegt in der Tatsache, daß die Schablone und der Hauptkörper nicht direkt miteinander, sondern indirekt durch eine Verbindung zwischen den verschiedenen fixierten Komponenten des Ventils verbunden sind. Es ist klar, daß Abstände zwischen der Schablone und dem Hauptkörper bestehen können, die sich mit der Zeit erhöhen könnten, was die Position der elektrischen Wicklung instabil bezüglich des axialen Luftspaltes des magnetischen Kreise macht, der im Ventil gebildet ist. Es ist klar, daß diese Instabilität die axiale Komponente der Magnetkraft beeinträchtigt, die die Hubbetätigung des Ventil-Verschlußteils steuert, was bedeutet, daß für jeden ännlichen Befehl an den Elektromagneten die vom Ventil-Verschluß teil fur eine vollständige Hubbetätigung benötigte Zeit unterschiedlich sein könnte. Zusätzlich könnte dieses Spiel die Flüssigkeitsdichtwirkung des Ventils beeinträchtigen, da die Dichtungen aufgrund einer zusätzlichen Belastung (Vibration der verschiedenen Elemente), denen sie ausgesetzt wurden, frühzeitig altern.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein elektromagnetisch betätigtes Kraftstoff-Dosierungs- und -Zerstäubungsventil zu schaffen, das frei von den oben erörterten Nachteilen ist, d.h. ein Ventil, das mit einem System versehen ist, das die Bildung von Spiefräumen verhindert und gleichzeitig eine verläßliche Flüssigkeitsabdichtung schafft.
• Weitere Zielsetzungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich. Ein elektromagnetisch betätigtes Kraftstoff-Dosierungs- und -Zerstäubungsventil, das dazu bestirnirit ist, in ein Kraftstoffzulhhrsystem einer Brennkraftmaschine eingebaut zu werden, umfaßt:
• ein röhrenförmiges Gehäuse, das den unteren Abschnitt des Ventils aufnimmt;
• einen Elektromagneten, der durch eine röhrenförmige Wickelschablone und eine elektrische Wicklung gebildet ist, die in einem ringförmigen Sitz angebracht ist, der innerhalb der Wickelschablone ausgebildet ist;
• einen röhrenförmigen Körper mit einem unteren Abschnitt, der aus ferromagrietischem Material hergestellt ist, der den Kern eines Magnetkreises bildet, der innerhalb des Ventils definiert ist,
• ein bewegliches Ventil-Verschlußteil, das betätigbar ist, um den Kraftstofffluß durch eine Einspritzöfihung zu steuern;
• einen beweglichen röhrenförmigen Magnetanker, der von dem unteren Abschnitt des Körpers angezogen wird, wenn der Elektromagnet erregt ist, und der das Ventil-Verschlußteil trägt;
• eine Platte mit der darin eingeformten Einspritzöffnung; und einen Kraftstoffeinlaß, der in dem Körper gebildet ist;
• dadurch gekennzeichnet, daß es eine axiale Blockierung zwischen dem Gehäuse und der Wickelschablone aufweist, wobei die Blockierung zunlindest eine Zunge umfaßt, die in das Gehäuse eingefonnt ist und in eine Nut eingreift, die in die Wickelschablone eingefonnt ist.
• Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird nun eine bevorzugte Ausführungsform lediglich irn Wege eines nicht-beschränkenden Beispieles unter Bezugnahrne auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
• Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht eines Ventils entsprechend dem Prinzip hier in der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 2 einen Schnitt entlang der Geraden II-II nach Fig. 1;
• Fig. 3 einen Schnitt in einer Explosionsdarstellung einiger der Komponenten des Ventils gemäß Fig. 1; und
• Fig. 4 einen Schnitt einer Komponente des Ventils gemäß Fig. 1.
• Unter Bezugnahme auf Fig. list ein allgemein mit 1 bezeichnetes magnetisch betätigtes Kraftstoff-Dosierungs- und -Zerstäubungsventil dazu bestimmt, in die Kraftstoffzufuhrvorrichtung einer Brenkkraftmaschinen eingebautzuwerden.
• Das Ventil 1 umfaßt:
• einen Hauptkörper 2, der ein röhrenförmiges Gehäuse für den unteren Abschnitt des Ventils bildet;
• einen Elektromagneten 3, der durch eine röhrenförmige Wickelschablone 4 und eine eleklrische Wicklung 5 gebildet ist, die in einem ringförmigen Sitz innerhalb der Wickelschablone 4 montiert ist;
• einen röhrenförmigen Körper 6, von dem ein unterer Abschnitt aus ferromagnetischem Material hergestellt ist, um so den Kern eines magnetischen Kreises zu bilden, der im Ventil 1 defmiert ist;
• ein bewegliches Ventil-Verschlußteil 8, das betätigbar ist, um dem Krattstoffiluß durch eine Einspritzöffiiung 11 zu steuern;
• einen beweglichen röhrenförmigen Magnetanker 12, der vom Abschnitt 7 angezogen wird, wenn der Elektromagnet 3 erregt wird, und der das Ventil-Verschlußteil 8 trägt;
• eine Platte 13 mit der darin eingeformten Einspritzöffnung 11;
• ein Kraftstoffeinlaß 14, der am oberen Abschnitt 15 des Körpers 6 gebildet ist; und
• ein Filter 16, der im Einlaß 14 montiert ist.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 3 wird die Wickelschablone 4 durch zwei röhrenförmige Teile 4a und 4b gebildet, von denen einer sicher innerhalb des anderen befestigt ist und die aus Kunststoffmaterial hergestellt sind, wobei zwischen den Teilen 4a und 4b der Sitz für die Wicklung 5 gebildet ist. Ein Körper 17 erstreckt sich schräg nach oben von einem oberen Bereich des äußeren Abschnittes 4b ausgehend und bildet einen elektrischen Verbinder, da er schneidenförmige Stifte 18 aufnimmt, über die die Wicklung 5 versorgt wird. Eine Wand 19 erstreckt sich von einem oberen Bereich des Abschnitts 4b nach oben in eine Position, die diametral dem Körper 17 gegenüberliegt Eine ringförmige Ausnehmung 21 ist in der inneren Oberfläche des oberen Endes des Innenteils 4a der Wickelschablone 4 gebildet, um eine Ringdichtung 22 aufzunehmen, die radial durch den Abschnitt 7 des Körpers 6 komprimiert wird. Der Sitz für die Dichtung 22 wird oben durch eine ringförmige Schulter 23 geschlossen, die am Körper 6 gebildet ist.
• Der Teil 4a der Wickelschablone 4 weist eine ringförmige Basiswand auf, von der ausgehend sich ein ringförmiger Druckfuß 24 nach unten erstreckt. Diametral gegenüberliegend sind zwei kleine teilringförmige Nuten 25 in die Außenfläche des Teils 4b eingeformt. Insbesondere ist eine Nut 25 gerade neben dem unteren Ende der Wand 19 und die andere Nut 25 gerade neben dem unteren Ende des Körpers 17 eingeformt.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist der Abschnitt 7 des Körpers 6 innerhalb der Wickelschablone 4 installiert und umfaßt einen ringförmigen Stift 26, dessen Funktion darin besteht, sich gegen eine Schraubenfeder 27 abzustützen, die zwischen dem Stift 26 und dem Ventil-Verschlußteil 8 eingepaßt angeordnet ist, welches durch eine Platte 13 gebildet ist.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 3 und 4 umfaßt der Körper 2:
• einen unteren Abschnitt 28, der die Platte 13 aufnimmt;:
• einen zentralen Abschnitt 31, der einen kleineren Innendurchinesser als der Abschnitt 28 aufweist und innerhalb dessen der Magnetanker 12 und das Ventil-Verschlußteil 8 gleitgelagert sind; und
• einen oberen Abschnitt 32, der einen größeren Innendurchmesser als der des Abschnittes 31 aufweist, so daß eine ringförmige Wand 33 zwischen diesen beiden gebildet wird.
• Die Wickelschablone 4 ist im Abschnitt 32 untergebracht und die ringförmige Basiswand des Teils 4a der Wickelschablone 4 und die Wand 33 bilden zwischen sich einen ringförmigen Sitz, in dem eine ringförmige Dichtung 29 eingepaßt ist, die axial durch den Teil 4a komprimiert wird. Der Sitz für die Dichtung 29 ist auf der Innenseite durch den ringförmigen Fuß 24 gescmossen.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 sind zwei diametral gegenüberliegende Kerben 34 mit Längsachsen parallel zu einer Längsachse X des Körpers 2 im Abschnitt 32 dieses Körpers gebildet. Unter der Bodenwand jeder Kerbe 34 ist eine Durchgangsschlitz im Abschnitt 32 gebildet, der eine Zunge 36 mit der Bodenwand der Kerbe 34 bildet. Es muß hervorgehoben werden, daß in Fig. 3 und 4 der Körper 2 vor dem Zusammenbau des Ventils 1 dargestellt ist.
• Im Einsatz wird die Dichtung 29 zuerst auf der Wand 33 plaziert, anschließend wird die Wickelschablone 4 in den Abschnitt 32 des Körpers 2 eingesetzt, wobei dafür Sorge getragen wird, daß die Wickelschablone 4 auf eine solche Weise orientiert ist, daß die Wand 19 und der Körper 17 mit einer jeweiligen Kerbe 34 korrespondieren. Die Wickelschablone 4 wird dann gegen die Wand 33 gepreßt, so daß die Dichtung 29 in einer solchen Weise komprimiert wird, daß die Zungen 36 in Überdeckung mit den jeweiligen Nuten 25 bewegt werden.
• Danach wird ein Werkzeug verwendet, um die Zungen 36 in Richtung der Achse X zu deformieren, so daß sie eng mit den jeweiligen Nuten 25 in Eingriff gelangen, wie dies in Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Die vorgespannte Dichtung 29 wirkt als Feder, die die Wickelschablone 4 nach oben drückt, welche Schablone fest durch den Eingriff der Zungen 36 in die Nuten 25 gehalten ist.
• Die in der Umsetzung der vorliegenden Erfindung innewohnenden Vorteile werden aus der vorstehenden Beschreibung klar.
• Insbesondere schafft die Erfindung ein Ventil, das einfach herzustellen und leicht zusammenzubauen ist. Es kann unter Einsatz von automatischen Maschinen zusammengebaut werden. Der Hauptvorteil des Ventils gemäß der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß eine axiale Blockierung zwischen dem Ventilgehäuse und dem Elektromagneten geschaffen wird. Diese Verriegelung ermöglicht es, daß die Position der elektrischen Wicklung stabil bezüglich der Wand 33 und folglich relativ zum Luftspalt des Magnetkreises gehalten wird, wobei dieser Lufispalt zwischen dem Abschnitt 7 des Körpers 6 und dem Magnetanker 2 gebildet ist.
• Es ist klar, daß die stabile Position der elektrischen Wicklung dahingehend wirkt, die Leistungsfähigkeit des Magnetkreises zu verbessern. Zusätzlich muß betont werden, das ergänzend zu ihrer Rolle beim Schaffen einer axialen und daher besonders effektiven, flüssigkeitsundurchlässigen Abdichtung die Dichtung 20 auch als eine Axialfeder wirkt, die den Druck des Bodens der Nuten 25 gegen die Unterkante der Zungen 36 konstant hält. Das Verriegelungssystem zwischen dem Gehäuse und dem Elektromagneten ermöglicht es, die Größe des Ventils 1 kompakt zu halten.
• Insbesondere kann das Verriegelungssystern zwischen dem Gehäuse und dem Elektrornagneten auch bei Ventilen eingesetzt werden, die dafür sorgen, daß der Kraftstoff in einen zentralen Bereich eintritt. Zusätzlich kann dieses Verriegelungssystem abweichend von der oben beschriebenen Weise ausgeführt werden. Insbesondere kann es eine unterschiedliche Anzahl von Zungen geben und diese können geometrische Formen aufweisen, die von den oben beschriebenen abweichen.

Claims (5)

1. Elektromagnetisch betätigtes Kraftstoff-Dosierungs- und -Zerstäubungsventil, das dazu bestimmt ist, in ein Kraftstoffzuführsystem einer Brennnraftmaschine eingebaut zu werden, umfassend:

ein röhrenförmiges Gehäuse (2), das den unteren Abschnitt des Ventils aufnimmt;

einen Elektromagneten (3), der durch eine röhrenförmige Wickelschablone (4) und eine elektrische Wicklung (5) gebildet ist, die in einem ringförmigen Sitz angebracht ist, der innerhalb der Wickelschablone (4) ausgebildet ist;

einen röhrenförmigen Körper (6) mit einem unteren Abschnitt (7), der aus ferromagnetischem Material hergestellt ist, der den Kern eines Magnetkreises bildet, der innerhalb des Ventils definiert ist,

ein bewegliches Ventil-Verschlußteil (8), das betätigbar ist, um den Kraftstofffluß durch eine Einspritzöffnung (11) zu steuern;

einen beweglichen röhrenförmigen Magnetanker (12), der von dem unteren Abschnitt (7) des Körpers (6) angezogen wird, wenn der Elektromagnet (3) erregt ist, und der das Ventil-Verschlußteil (8) trägt;

eine Platte (13) mit der darin eingeformten Einspritzöffnung (11); und einen Kraftstoffeinlaß (14), der in dem Körper (6) gebildet ist;

dadurch gekennzeichnet, daß es eine axiale Blockierung zwischen dem Gehäuse (2) und der Wickelschablone (4) aufweist, wobei die Blockierung zumindest eine Zunge (36) umfaßt, die in das Gehäuse (2) eingeformt ist und in eine Nut (25) eingreift, die in die Wickelschablone (4) eingeformt ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriff der Zunge (36) in die Ausnehmung (25) durch eine Deformation der Zunge (36) gebildet ist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) umfaßt:

einen unteren Abschnitt (28), der die Platte (13) aufnimmt;

einen zentralen Abschnitt (31), der einen kleineren Innendurchmesser als der des unteren Abschnittes (28) aufweist, innerhalb dessen der Magnetanker (12) und das Ventil-Verschlußteil (8) gleitgelagert sind; und

einen oberen Abschnitt (32), der einen größeren Innendurchmesser als der des zentralen Abschnittes (31) aufweist, um so eine ringförmige Wand (33) zwischen diesen beiden zu bilden, wobei die Wickelschablone (4) innerhalb des oberen Abschnittes (32) aufgenommen ist.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Sitz zwischen einer ringförmigen Basiswand an der Wickelschablone und der ringförmigen Wand (33) des Gehäuses gebildet ist, der eine ringförmige Dichtung (29) aufnimmt, die in axialer Richtung durch die Wickelschablone (4) komprimiert ist.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei kleine teilringförmige Nuten (25) in der Wickelschablone (4) an diametral gegenüberliegenden Positionen ausgebildet sind, und daß zwei diametral gegenüberliegende Kerben (34) in dem oberen Abschnitt (32) des Gehäuses (2) mit ihren Längsachsen parallel zu einer Längsachse (X) des Gehäuses (2) ausgebildet sind, und daß irn Boden jeder Kerbe (34) ein Schlitz durch den oberen Abschnitt (32) ausgebildet ist, der die Zunge (36) mit dem Boden einer jeweiligen Kerbe (34) umgrenzt.