DE3021220A1

DE3021220A1 - Magnet-einspritzventil zur kraftstoffeinspritzung

Info

Publication number: DE3021220A1
Application number: DE19803021220
Authority: DE
Inventors: Kenichiro Kamai; Shinichi Nishioka; Norio Omori
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1979-06-05
Filing date: 1980-06-04
Publication date: 1980-12-11
Also published as: US4331317A; JPS55161957A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnet-Einspritzventil zur Kraftstoffeinspritzung und insbesondere auf ein für Brennkraftmaschinen geeignetes Magnet-Einspritzventil, das öffnet, wenn ein Elektromagnet durch Stromimpulse, die von einer elektronischen Steuereinrichtung gesteuert werden, erregt wird und das in eine Saugleitung der Brennkraftmaschine unter vorgegebenem Druck stehenden Kraftstoff einspritzt. Der Druck des Kraftstoffes liegt in der Regel im Bereich zwischen 2 und 5 kp/cm².

Bekannt und weit verbreitet ist ein Einspritzventil mit einem stationären Kern, der durch Erregung einer Magnetwicklung magnetisierbar ist, mit einem bewegbaren Kern, der gegenüber einem Ende des stationären Kerns angeordnet ist und zum sta-

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tionären Kern bewegbar ist, wenn die Magnetwicklung erregt ist, und mit einer Ventilnadel, die mit ihrem einen Ende am bewegbaren Kern befestigt ist und in Axialrichtung zusammen mit dem bewegbaren Kern als Einheit bewegbar ist. 5

Bei diesem Einspritzventil ist es bekannt, die Verbindung zwischen der Ventilnadel und dem bewegbaren Kern derart auszubilden, daß ein Ende der Ventilnadel mit dem bewegbaren Kern verschraubt ist und daß diese Verbindung durch ein Bindemittel gesichert ist, das eine Relativdrehung zwischen der Ventilnadel und dem bewegbaren Kern verhindern soll. Diese Ausbildung hat den Nachteil, daß das Bindemittel in eine Ventilnadelführung gelangen kann und dadurch die Ventilnadel unbewegbar macht.

Aus der DE-OS 2 3 49 584 ist eine Ausbildung bekannt, bei der eine Ventilnadel, die an ihrem Ende mit Unregelmäßigkeiten versehen ist, in ein Loch eingesetzt wird, das in einem bewegbaren Kern ausgebildet ist, und bei der dann der bewegbare Kern radial nach innen zusammengedrückt wird, um die Wand des Loches so zu verformen, daß ihre Form den Unregelmäßigkeiten am Ende der Ventilnadel entspricht, um auf diese Weise eine formschlüssige Verbindung herzustellen und dadurch das mit den Unregelmäßigkeiten versehene Ende der Ventilnadel mit der Wand des Loches im bewegbaren Kern fest zu verbinden. Diese Ausbildung hat die Nachteile, daß dann, wenn das unregelmäßig geformte Ende der Ventilnadel mit der Wand des Loches im bewegbaren Kern zusammengepreßt wird, die koaxiale Ausrichtung zwischen dem bewegbaren Kern und der Ventilnadel nicht gewährleistet ist und daß durch wiederholte Betätigung der Ventilnadel die feste Verbindung zwischen der Ventilnadel und dem bewegbaren Kern lose werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile her- !5 kömmlicher Magnet-Einspritzventile zu vermeiden. Insbesondere

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liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Magnet-Einspritzventil zu schaffen, bei dem die Ventilnadel und der bewegbare Kern mit einfachen konstruktiven Mitteln fest miteinander verbunden sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Magnet-Einspritzventil mit einer Magnetwicklung, einem stationären Kern, der durch Erregung der Magnetwicklung magnetisierbar ist, einem bewegbaren Kern, dessen eines Ende dem einen Ende des stationären Kerns zugewandt ist und der mit einem axialen Loch versehen ist, das zum anderen, vom stationären Kern abgewandten Ende des bewegbaren Kerns offen ist, wobei der bewegbare Kern zu dem einen Ende des stationären Kerns bewegbar ist, wenn der stationäre Kern magnetisiert ist, und einer Ventilnadel, deren eines Ende in das axiale Loch eingesetzt ist und die zusammen mit dem bewegbaren Kern bewegbar ist, um eine Kraftstoff-Einspritzöffnung zu öffnen und zu schließen, wobei das Magnet-Einspritzventil ferner versehen ist mit einer ersten Querbohrung, die als Durchgangsbohrung in der das axiale Loch umgebenden Wand des bewegbaren Kerns ausgebildet ist und im wesentlichen senkrecht zum axialen Loch verläuft, einer zweiten Querbohrung, die in dem einen Ende der Ventilnadel im wesentlichen mit der ersten Querbohrung fluchtendbzw. ausgerichtet ausgebildet ist, und einem länglichen Element, das fest und dicht anliegend in die erste und die zweite Querbohrung eingepaßt ist und die Ventilnadel fest mit dem bewegbaren Kern verbindet.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen senkrechten Schnitt durch ein Magnet-Einspritzventil zur Kraftstoffeinspritzung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

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Figur 2 eine Darstellung, die in vergrößertem Maßstab die Verbindung der Ventilnadel mit dem bewegbaren Kern des Magnet-Einspritzventils gemäß Figur 1 zeigt;
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Figur 3 eine perspektivische Ansicht des bei der Verbindung gemäß Figur 2 verwendeten Sicherungsstiftes; und

Figur 4 eine Schnittdarstellung gemäß IV-IV in Figur 1.

Im folgenden wird zunächst auf Figur 1 eingegangen, die im Schnitt ein Magnet-Einspritzventil zum Einspritzen vom Kraftstoff zeigt, das einen rohrförmigen, stationären Kern 1, der in einem Gehäuse 3 befestigt ist, sowie einen bev/egbaren Kern 12 umfaßt, der gegenüber dem unteren Ende des stationären Kerns 1 angeordnet ist. In den stationären Kern 1 ist eine Justierhülse 10 eingesetzt, und zwischen dem unteren Ende der Justierhülse 10 und dem oberen Ende des bewegbaren Kerns 12 ist eine Feder 11 angeordnet, die auf den bewegbaren Kern 12 eine solche Vorspannkraft ausübt, daß dieser normalerweise nach unten und weg vom stationären Kern 1 gedrückt wird. Die Vorspannkraft der Feder 11 kann eingestellt werden, indem die Justierhülse 10 in einer axialen Bohrung des stationären Kerns 1 in geeignete axiale Stellung gebracht wird und in dieser Stellung fixiert wird. Der obere Endabschnitt des stationären Kerns 1 ist als Anschlußabschnxtt 1a ausgebildet, mittels dessen das Magnet-Einspritzventil an eine nicht dargestellte Kraftstoffleitung angeschlossen werden kann. In den Anschlußabschnitt 1a ist ein Filter 2 eingepreßt, der verhindert, daß vom zugeführten Kraftstoff mitgeführte Fremdstoffe zur Brennkraftmaschine strömen.

Eine Magnetwicklung 4 ist um einen Spulenkörper 5 gewickelt, der in einem Ringraum zwischen dem stationären Kern 1 und dem

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Gehäuse 3 ortsfest angeordnet ist und mit Hilfe von O-Ringen 6 und 7 abgedichtet ist. Die Magnetwicklung 4 ist mit einem Anschluß 9 verbunden, der in einem Verbinder 8 befestigt ist, der aus Kunt stoff besteht und fest mit dem Gehäuse 3 verbunden ist. Der Anschluß 9 empfängt elektrische Stromimpulse von einer nicht dargestellten elektronischen Steuereinrichtung.

Die Bohrung der in die axiale Bohrung des stationären Kerns 1 eingesetzten Justierhülse 10 dient als Kraftstoffkanal, und die O-Ringe 6 und 7 verhindern das Einströmen des Kraftstoffes in den die Magnetwicklung 4 aufnehmenden Raum.

Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, sind im oberen Abschnitt des bewegbaren Kerns 12 Kanäle 12a und 12b ausgebildet, durch die der Kraftstoff in einen Außenraum 13 geleitet wird. Ferner ist im unteren Abschnitt des bewegbaren Kerns 12 eine Bohrung bzw. ein Loch 12c ausgebildet, dessen Achse mit der Achse des bewegbaren Kerns 12 zusammenfällt und in das der obere Endabschnitt einer Ventilnadel 14 eingesetzt ist. Im das Loch 12c umgebenden unteren Wandabschnitt des bewegbaren Kerns 12 ist als Durchgangsloch eine Querbohrung 24a ausgebildet, die im wesentlichen senkrecht zur Achse des Loches 12c verläuft. In ähnlicher Weise verläuft durch den oberen Endabschnitt der Ventilnadel 14 eine als Durchgangsloch ausgebildete Querbohrung 24b, die im wesentlichen mit der Querbohrung 24a ausgerichtet ist. Ein längliches Element bzw. ein Sicherungsstift 23 ist bündig bzw. genau passend in die Querbohrungen 24a und 24b eingesetzt und verbindet auf diese Weise die Ventilnadel 14 fest mit dem bewegbaren Kern 12.

Wie Figur 3 zeigt, ist der dargestellte und beschriebene Sicherungsstift 23 dieser Ausführungsform als Federstift ausgebildet, der durch Aufwickeln eines Stücks aus Federstahlblech erzeugt wurde. Im entspannten Zustand hat der Sicherungsstift 23 einen Außendurchmesser, der etwas größer als der Durchmes-

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ser der Querbohrungen 24a und 24b ist. Der als Federstift ausgebildete Sicherungsstift 23 wird im radial zusammengedrückten Zustand in die Querbohrungen 24a und 24b eingedrückt, so daß sich der Sicherungsstift 23 in den Querbohrungen 24a und 24b danach radial elastisch ausdehnen kann.Auf diese Weise gelangt der Sicherungsstift 23 in enge Berührung mit den Innenflächen der Querbohrungen 24a und 24b, so daß die Ventilnadel 14 zuverlässig am bewegbaren Kern 12 befestigt ist. Wenn der bewegbare Kern 12 bewegt wird, bewegen sich daher die Ventilnadel 14 und der bewegbare Kern 12 zusammen als Einheit in einem Nadelgehäuse 15, und zwar in dessen Axialrichtung. Während sich die Ventilnadel 14 zusammen mit dem bewegbaren Kern 12 bewegt, wird das untere Ende der Ventilnadel 14 in und außer Berührung mit einem im Nadelgehäuse 15 ausgebildeten Ventilsitz 16 gebracht, so daß dadurch eine Einspritzöffnung 17 geöffnet und geschlossen wird, die am unteren Ende des Nadelgehäuses 15 ausgebildet ist.

Der obere Abschnitt der Ventilnadel 14 ist mit einem als Anschlag dienenden Flansch 18 versehen. Ferner umfaßt die Ventilnadel 14 Führungsabschnitte 19 und 20, die unterhalb des Flansches 18 angeordnet sind. Zwischen den Führungsabschnitten 19 und 20 besteht ein Kraftstoffkanal 21. Wie Figur 4 deutlicher zeigt, weist der Führungsabschnitt Anfasungen 20a, 20b, 20c und 2Od auf, die Kraftstoffkanäle zwischen dem Führungsabschnitt 20 und dem Nadelgehäuse 15 bilden. Der Führungsabschnitt 19 ist auf ähnliche Weise angefast. Ferner umfaßt das Magnet-Einspritzventil einen O-Ring 22 sowie einen Abstandshalter 25.

Das auf vorstehend beschriebene Weise ausgebildete Magnet-Einspritzventil arbeitet in folgender Weise. Während keine elektrischen Stromimpulse über den Anschluß 9 an die Magnetwicklung 4 angelegt sind, nimmt das Magnet-Einspritzventil die in Figur 1 dargestellte Stellung ein. Während das Magnet-

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Einspritzventil diese Stellung einnimmt, strömt der unter Druck stehende Kraftstoff vom Anschlußabschnitt 1a in die Bohrung der Justierhülse 10, durch die Feder 11 sowie die Kanäle 12a und T2b im bewegbaren Kern einerseits und den Spalt zwischen dem bewegbaren Kern 12 und dem stationären Kern 1 andererseits in den Äußenraum 13. Der in den Außenraum 13 eingeströmte Kraftstoff strömt ferner am Führungsabschnitt

19 vorbei, durch den Kraftstoffkanal 21, am Führungsabschnitt

20 vorbei und schließlich zum Ventilsitz 16. Wenn zu diesem Zeitpunkt ein Stromimpuls an die Magnetwicklung 4 angelegt wird und dadurch der stationäre Kern T magnetisiert wird, wird der bewegbare Kern 12 entgegen der Kraft der Feder 11 zum stationären Kern 1 gezogen. Dadurch wird die Ventilnadel 14 in Figur 1 nach oben gezogen, so da& das untere- Ende der Ventilnadel 14 vom Ventilsitz 16 abgehoben wird und dadurch wiederum der Kraftstoff fein zerstäubt durch die Einspritzöffnung 17 eingesDritzt werden kann. Wenn dann der an die Magnetwicklung 4 angelegte Stromimpuls endet, wird der stationäre Kern 1 entmagnetisiert, so daß der bewegbare Kern Ϊ2 von der Vorspannkraft der Feder 11 nach unten bewegt wird und das untere Ende der Ventilnadel 14 wieder auf dem Ventilsitz 16 aufsitzt, was das Einspritzen von Kraftstoff durch die Einspritzöffnung 17 beendet.

Die vorstehende Beschreibung zeigt deutlich, daß beim erfindungsgemäßen Magnet-Einspritzventil jede einzelne Einspritzung dadurch bewirkt wird, daß die Ventilnadel 14 in Axialrichtung zusammen mit dem bewegbaren Kern 12 als Einheit bewegt wird, während Stromimpulse an die Magnetwicklung 4 angelegt sind.

Erfindungsgemäß ist nun die Ventilnadel 14 fest mit dem bewegbaren Kern 12 dadurch verbunden, daß ein Endabschnitt der Ventilnadel 14 in das im bewegbaren Kern 12 entlang dessen Achse ausgebildete Loch 12c eingesetzt ist und daß das längliche Element bzw. der Sicherungsstift 23 in die Querbohrungen 24a und 24b bündig eingepaßt ist. Aufgrund dieser Ausbildung ist es

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einfacher, die Ventilnadel 14 und den bewegbaren Kern 12 koaxial zueinander ausgerichtet miteinander fest zu verbinden, und es sind die Nachteile der herkömmlichen Verwendung eines Bindemittels vermieden. Der bündig- in die Querbohrungen 24a und 24b eingepaßte Sicherungsstift 23 verhindert wirkungsvoll jegliche axiale Relativbewegung und Drehung zwischen der Ventilnadel 14 und dem bewegbaren Kern. 12 _r und selbst nach häufiger Betätigung der Ventilnadel 14 ist die Verbindung zwischen dem bewegbaren Kern 12 und der Ventilnadel 14 ohne axiales Spiel und nicht locker. Indem der Sicherungsstift 23 wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Federstift ausgebildet wird, ist es aufgrund der Elastizität des Federstiftes möglich, die Ventilnadel 14 zuverlässig am bewegbaren Kern 12 zu befestigen, und- zwar selbst dann, wenn die Querbohrungen 24a und 24b nicht sehr genau fertigbearbeitet werden. Dies bringt den Vorteil mit sieh, daß die Querbohrungen 24a und 24b auf einfache Weise vorzugsweise ausgebildet werden, nachdem das eine Ende der Ventilnadel 14 in das Loch 12c eingesetzt worden ist.

Das erfindungsgemäße Magnet-Einspritzventil zur Kraftstoffeinspritzung umfaßt somit einen stationären Kern, der bei Erregung einer Magnetwicklung magnetisiert wird, sowie einen bewegbaren Kern, der am einen Ende dem stationären Kern- gegenüberliegt und von einer Feder normalerweise vom stationären.

Kern weggedrückt wird und der an seinem anderen Ende mit einem axialen Loch versehen ist, das einen Endabschnitt einer Ventilnadel aufnimmt, das normalerweise eine Einspritzöffnung geschlossen hält. Der bewegbare Kern wird vom stationären Kern angezogen und zusammen mit der Ventilnadel zu diesem bewegt, wenn der stationäre Kern magnetisiert ist, so daß dadurch die Einspritzöffnung geöffnet wird. Durch den das axiale Loch umgebenden Wandabschnitt des bewegbaren Kerns verläuft eine Querbohrung, die sich im wesentlichen senkrecht zum axialen Loch erstreckt. Eine weitere Querbohrung ist als Durchgangs-

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loch im einen Ende der Ventilnadel derart ausgebildet, daß sie mit der ersten <)uerbohrung fluchtet. Ein Sicherungsstift ist bündig passend in die Querbohrungen eingesetzt und sorgt dadurch für feste Verbindung zwischen der Ventilnadel und dem bewegbaren Kern.

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Leerseite.

Claims

TlEDTKE - BüHLING - ΚίΝΝΕ

GD Dipl.-Ing. H.Tiedtke

RUPE - r ELLMANN Dipl.-Chem. G. Bühling

Dipl.-Ing. R. Kinne 3021220 Dipl.-Ing. R Grupe

Dipl.-Ing. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2

Tel.: 0 89-539653

Telex: 5-24845 ti pat

cable: Germaniapatent München

04. Juni 1980 DE 0459/case A4448-O2 Denso

Patentansprüche

i 1./Magnet-Einspritzventil mit einer Magnetwicklung, einem stationären Kern, der durch Erregung der Magnetwicklung magnetisierbar ist, einem bewegbaren Kern, dessen eines Ende dem einen Ende des stationären Kerns zugewandt ist und der mit einem axialen Loch versehen ist, das zum anderen, vom stationären Kern abgewandten Ende des bewegbaren Kerns offen ist, wobei der bewegbare Kern zu dem einen Ende des stationären Kerns bewegbar ist, wenn der stationäre Kern magnetisiert ist, und einer Ventilnadel ,deren eines Ende in das axiale Loch eingesetzt ist und die zusammen mit dem bewegbaren Kern bewegbar ist, um eine Kraftstoff-Einspritzöffnung zu öffnen und zu schließen, gekennzeichnet

durch eine erste Ouerbohrung (24a), die als Durchgangsbohrung in der das axiale Loch (12c) umgebenden Wand des bewegbaren Kerns (12) ausgebildet ist und im wesentlichen senkrecht zum axialen Loch verläuft, eine zweite Querbohrung (24b), die in dem einen Ende der Ventilnadel (14) im wesentlichen mit der ersten Querbohrung fluchtend ausgebildet ist, und ein längliches Element (23) , das fest in die erste und die zweite Ouerbohrung eingepaßt ist und die

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ORIQlMAL INSPECTED

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Ventilnadel fest mit dem bewegbaren Kern verbindet.
2. Magnet-Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das längliche Element (23) einen Federstift umfaßt, der aus Federstahl gefertigt ist-und einen gekrümmten, SDiralförmigen Querschnitt hat.