DE3735288A1

DE3735288A1 - Elektromagnetisches einspritzventil fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3735288A1
Application number: DE19873735288
Authority: DE
Inventors: Walter Schauer
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1987-10-17
Filing date: 1987-10-17
Publication date: 1989-04-27
Also published as: EP0312708B1; DE3863526D1; ES2023985B3; EP0312708A1

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Einspritzventil für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 3.

Derartige Einspritzventile sind bekannt. Hierbei tritt das Problem auf, daß zur Durchflußmengenbestimmung die Notwendigkeit besteht, eine Ab stimmung zwischen der den Ventilkörper belastenden Federkraft und der Magnetöffnungskraft herzustellen, so daß gewährleistet ist, daß das Ventil bei abgeschaltetem Erregerstrom sicher auf dem Ventilsitz auf liegt und diesen abdichtet und andererseits die in Öffnungsrichtung wirkende Magnetkraft hohe Schaltfrequenzen ermöglicht, ohne daß dies durch die Federkraft beeinträchtigt wird. Ferner ist es erforderlich, daß zum gleichen Zweck der Durchflußmengenbestimmung der Hub des Ven tilkörpers genau justiert wird. Für die Justierung ist es bekannt, daß der den Ventilsitz tragende Düsenkopf aus Blech ausgebildet ist und in der Einstelloperation solange deformiert wird, bis das geforderte Maß des Hubes erreicht ist. Ferner ist es bekannt, daß innerhalb eines zen trisch im Ventil angeordneten Rohres ein Element axial verschoben wird, womit die Vorspannung der den Ventilschließkörper belastenden Feder ein gestellt werden soll. Das genannte Element wird auf verschiedene Weise gesichert. Sofern das Rohr gleichzeitig der Magnetkern ist, an dessen freies Ende der Magnetanker anschlägt, so besteht die Gefahr, daß sich der Anker nach längerer Betriebszeit verkantet, wenn er sich durch asymmetrisches Aufschlagen etwas in das Rohr eingearbeitet hat. Das Ventil mißt dann nicht mehr präzise zu und ist auch nicht mehr dicht.

Aus der DE-OS 34 31 677 ist bereits bekannt, daß eine Anschlagbuchse durch Verquetschen von Material in Einstiche, die sich am Umfang der Ventil nadel befinden, mit dieser formschlüssig zu verbinden. Da jedoch das Material der Anschlagbuchse im Quetschbereich zu Rückfederung neigen kann, bestehen hinsichtlich der Dauerhaltbarkeit dieser Verbindung Pro bleme.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Einspritzventil eingangs genannter Art derart auszubilden, daß die für die Funktion des Ventils maßgeb lichen Einstellvorgänge von Federkraft und Hub einfach und präzise durchgeführt und dauerhaft gesichert werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind mit den Unteransprüchen genannt.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß durch eine durch Verformung gebildete Längenänderung zur Hubeinstellung mit nachfolgender Federkrafteinstellung über einen Spannring sehr einfache Einstellmethoden höchster Genauigkeit bei geringen Kosten erreicht werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Einspritzventil,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Spannring.

Ein Ventiloberteil 1 ist aus magnetisierbarem Weicheisen als Fließpreß teil oder dergleichen hergestellt und in Verbindung mit einem aus mag netisierbarem Werkstoff bestehenden Rundstab 2 mit der Funktion eines Justierstiftes und einem Ventilgehäuse 3. In dem zwischen Rundstab 2 und Ventilgehäuse 3 verbleibenden Ringraum ist eine elektrische Spule 4 eingesetzt, die über nicht dargestellte Zuleitungen erregbar ist. Der Brennstoff fließt von einer Zuleitung 5 um die Spule herum zum Brenn stoffrücklauf 6 und kühlt auf diese Weise die Spule. Gleichtzeitig steht der Brennstoff entsprechend seinem Förderdruck im Bereich eines am Ven tilgehäuse 3 befestigten Ventilsitzkörpers 7 an einem Ventilsitz 8 an. Auf dem Rundstab 2 befindet sich ein Spannring 9 (in Fig. 2 dargestellt), der mit einer Feder 10 zusammenwirkt, die einen Ventilschließkörper 11 in Richtung des Ventilsitzes 8 belastet. Im vorliegenden Ausführungsbei spiel befindet sich der Hub des als Anker wirkenden Ventilschließkörpers 11 zwischen der Stirnfläche des Rundstabes 2 und der balligen Stirnfläche des Ventilschließkörpers 11, der als Rundstab, jedoch auch als Platte, Kugel oder Halbkugel ausgebildet sein kann.

Bevor zur Vervollständigung des Ventils die dazu benötigten Bauteile (in der Zeichnung nicht dargestellt) montiert werden, erfolgen nach stehend beschriebene Einstellvorgänge.

Das vormontierte Einspritzventil wird in seinem Ventilhub in mehreren Schritten justiert:

a) Grobeinstellung
Der zentrisch angeordnete Rundstab 2 (Justierstift) wird bei erregter Spule (angezogenes Ventilschließglied 11) durch ein Werkzeug um einen festgelegten Sollwert, z.B. ca. 0,03-0,08 mm, axial in Richtung Ventilsitz 8 verschoben und in dieser Stellung mit dem Hals 12 des Ventiloberteils 1 durch z.B. Laserschweißung verbunden. Die Grob einstellung kann auch, bei entsprechender Auslegung der betroffenen Teile, durch Pressen erreicht werden, wodurch das Laserschweißen ent fällt. Ebenso ist es denkbar als Führungsgröße der axialen Verschie bung einen Durchflußwert vorzugeben.
b) Feineinstellung
Durch zwei sich im Hals 12 des Ventiloberteils 1 gegenüberliegende Bohrungen 13, 14 erfolgt mit Hilfe einer Prägevorrichtung 15 durch radiale Krafteinwirkung auf den Rundstab 2 eine Längenänderung des selben. Der Prägungsvorgang wird in Abhängigkeit des Durchflußes eines unter Betriebsdruck stehenden Prüfmediums (Luft, Kraftstoff oder anderes Medium) und unter Berücksichtigung der Rückfederung des verformten Materials durchgeführt. Dabei ist es wichtig, daß die Prägung mit einer konstanten Geschwindigkeit ausgeführt wird und nach Erreichen des Sollwertes die Prägestempel sofort aus den Prägemarken 16 gezogen werden, um ein weiteres Fließen des Materials und damit eine weitere ungewünschte Längenänderung zu vermeiden.
Vorteilhafterweise sind die Prägestempel abhängig vom zu verfor menden Material und dessen Profil und Durchmesser zylindrisch in einem bestimmten Durchmesser und mit einer geringen Aushebeschräge ausgebildet, um einmal eine gewünschte konstante, fein dosierte Längenänderung, in diesem Fall im Verhältnis von ca. 10:1, zu erreichen, zum anderen, um ein Klemmen beim Zurückziehen der Präge stempel aus dem verformten Material zu vermeiden. Mit diesem Hub einstellverfahren ist eine Einstellgenauigkeit von ≧0.001 mm er reichbar.

Anschließend an die unter angelegter Spannung bei stets geöffnetem Einspritzventil durchgeführte Hubeinstellung erfolgt die Einstellung der Federkraft der Feder 10 bei dynamischem Betrieb des Ventils, d.h. dieses wird mit einer festgelegten Frequenz und Öffnungsdauer getaktet, wobei Brennstoff unter Betriebsdruck anliegt. Dabei wird der auf dem Rundstab 2 angeordnete Spannring 9 mittels eines Werkzeugs 17 axial verschoben. Das Werkzeug 17 ist mit zwei Stempeln ausgerüstet, die durch zwei sich in dem Ventiloberteil 1 befindliche, gegenüberlie gende Rücklaufbohrungen 6 in Ausnehmungen 18, 19 des Spannrings 9 ein greifen, wobei der eine Stempel zuerst den Spannring 9 auseinanderdrückt und somit die Klemmverbindung löst. Beide Stempel heben oder senken den gelösten Spannring 9, wodurch die Feder 10 mehr oder weniger gespannt wird. Die Position,in der der festgelegte Brennstoffdurchsatz gemessen wird, wird durch Spannen des Spannringes 9 auf den Rundstab 2, unter stützt durch beide Arme der Vorrichtung 17, fixiert. Dabei fährt der eine Arm der Vorrichtung 17 soweit aus der Ausnehmung 18 des Spannrin ges 9 heraus, bis die Klemmverbindung zwischen Spannring 9 und Rund stab 2 wieder hergestellt ist.

Für sämtliche Einstellvorgänge wird nur eine Vorrichtung benötigt, wo bei darauf zu achten ist, daß das Einspritzventil dabei schwimmend auf gehängt ist, um die beim Prägevorgang auftretenden Querkräfte nicht auf das Ventilgehäuse zu übertragen.

Weiter von Vorteil ist, daß bei Alterung die Veränderung des Hubes durch Zurückfedern des quer zur Längsrichtung verformten Materials maximal nur im Verhältnis ca. 1:10 auftreten kann. Eine damit ver bundene Durchsatzänderung bleibt innerhalb enger Toleranzen.

Claims

1. Elektromagnetisches Einspritzventil für Brennkraftmaschinen, dessen Brennstoffaustritt von einem durch eine Feder auf einen Ventilsitz belasteten Ventilschließkörper kontrolliert wird, der unter der Kraft wirkung eines erregten, mittels einer elektrischen Spule und Eisen kreis in einem eisenfreien Spalt erzeugten Magnetfeldes als Anker wirkt und vom Ventilsitz abhebt, wobei der in die Spule hineinragende Eisenkern als Rundstab ausgeführt und mit einem Abschnitt fest, aber in Längsrichtung justierbar, im Ventilgehäuse eingespannt ist und einen Anschlag für den Ventilschließkörper bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht eingespannte Abschnitt des Rundstabes (2) quer zur Längs richtung wenigstens zwei zur Rundstabmitte gerichtete Prägemarken (16) aufweist, die eine bleibende Längsverformung zur Feineinstellung des Ventilhubes bewirkten.

2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ven tiloberteil (1) im Bereich der Prägemarken (16) Öffnungen (13, 14) zum Einführen von Prägewerkzeugen aufweist.

3. Einspritzventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der nicht eingespannte Abschnitt des Rundstabes (2) einen in Längsrichtung des Rundstabes verstellbaren Spannring (9) aufweist, an dem sich die den Ventilschließkörper (11) belastende Feder (10) ab stützt, wobei der Spannring (9) durch durch Ventilgehäuseöffnungen (6) einfahrbare Werkzeuge entspannbar und verstellbar ist.

4. Einspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht eingespannte Abschnitt des Rundstabes (2) quer zur Längs richtung wenigstens zwei zur Rundstabmitte gerichtete Prägemarken (16) aufweist, die eine bleibende Längsverformung zur Feinein stellung des Ventilhubes bewirkten.