DE4125155C1

DE4125155C1 -

Info

Publication number: DE4125155C1
Application number: DE4125155A
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Dipl.-Ing. Reiter (Ba), 7145 Markgroeningen, De; Martin Dipl.-Ing. Dr. 7141 Moeglingen De Maier; Alwin Stegmaier; Kenneth North Charleston Us Tanski
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-07-30
Filing date: 1991-07-30
Publication date: 1993-02-04
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: DE59203652D1; JP3162492B2; JPH05196164A; EP0525377A1; US5217204A; EP0525377B1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Ventil nach der Gattung des Hauptan spruchs. Aus der DE 38 31 196 A1 ist bereits ein Ventil bekannt, bei dem in eine Federraumöffnung eine Einstellhülse eingepreßt ist, an der sich eine auf das Ventilschließteil wirkende Rückstellfeder abstützt und deren Einpreßtiefe in die Federraumöffnung die Federkraft der Rück stellfeder bestimmt. Bei dem Einpressen der Einstellhülse besteht die Gefahr der Spanbildung an der Einstellhülse und an der Wandung der Federraumöffnung, so daß das Ventil verschmutzt und durch die metalli schen Späne beschädigt werden kann.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine einfache Möglichkeit der Fixierung der Rückstellfeder aufzuzeigen und dabei die Gefahr einer Spanbildung zu vermeiden sowie die Herstellkosten des Ventils zu redu zieren.

Dieses Problem wird durch die im Hauptanspruch aufgeführten Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Ventil hat insbesondere den Vorteil, daß auf die Einstellhülse, die zur Abstützung und zur Einstellung der Federkraft der Rückstellfeder dient, verzichtet werden kann. Auf diese Weise wird die Gefahr der Spanbildung beim Einpressen der Einstellhülse verhin dert. Zudem können die Herstellkosten des Ventils wesentlich reduziert werden.

Durch das Einpressen der Rückstellfeder wird ein Drehen der Rück stellfeder um ihre Längsachse im Betrieb des Ventils verhindert und der Verschleiß an der dem Ventilschließteil zugewandten Federstirn seite der Rückstellfeder und der an dieser Federstirnseite anlie gende Stirnseite z. B. einer Ventilnadel minimiert.

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

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Rückstellfeder als Schrauben feder aus einem Federstahldraht ausgebildet ist, so daß die Rück stellfeder sehr einfach und kostengünstig herstellbar und in die Fe derraumöffnung montierbar ist. Durch die Selbsthemmung der als Schraubenfeder ausgebildeten, in die Federraumöffnung eingepreßten Rückstellfeder ist ein Verschieben der Rückstellfeder wirkungsvoll verhindert, so daß eine im Betrieb des Ventils gleichbleibende Federkraft der Rückstellfeder gewährleistet ist. Weist der Feder stahldraht einen runden Querschnitt auf, so wird eine Spanbildung bei dem Einpressen der Rückstellfeder in die Federraumöffnung beson ders wirkungsvoll vermieden.

Von Vorteil ist es, wenn die Rückstellfeder an einem der Ventilnadel abgewandten Ende ein in radialer Richtung nach innen weisendes Drahtende des Federstahldrahtes hat. Eine solche Rückstellfeder kann unter axialer Druckbelastung durch Drehen in Windungsrichtung in die Federraumöffnung montiert werden, wobei sich der Außendurchmesser der Rückstellfeder einschnürt und so die Montage erleichtert wird, ohne daß die Gefahr der Spanbildung durch ein an der Wandung der Federraumöffnung anliegendes und sich gegenüber dieser in Umfangs richtung bewegendes Drahtende besteht.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Ventil gemäß eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 eine Rückstellfeder gemäß des ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 3 eine Ansicht der Rückstellfeder des ersten Ausführungsbeispiels in Richtung des Pfeiles X in Fig. 2,

Fig. 4 eine Rückstellfeder gemäß eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,

Fig. 5 eine Ansicht der Rückstellfeder gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in Richtung des Pfeiles Y in Fig. 4 und

Fig. 6 eine Rückstellfeder gemäß eines dritten erfindungs gemäßen Ausführungsbeispieles.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Fig. 1 ist beispielsweise ein elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von ge mischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen dargestellt. Das Brennstoffeinspritzventil hat einen von einer Magnetspule 1 um gebenen, als Brennstoffeinlaßstutzen dienenden rohrförmigen Innenpol 3. Die Magnetspule 1 weist einen in radialer Richtung gestuften Spu lenkörper 5 mit einer in radialer Richtung gestuften Wicklung 7 auf und ermöglicht in Verbindung mit dem einen konstanten Außendurchmes ser aufweisenden Innenpol 3 einen besonders kompakten Aufbau des Brennstoffeinspritzventils.

Mit einem unteren Polende 9 des Innenpols 3 ist konzentrisch zu ei ner Ventillängsachse 11 dicht ein rohrförmiges Zwischenteil 13 bei spielsweise durch Schweißen verbunden und umgibt dabei mit einem oberen Zylinderabschnitt 15 das Polende 9 teilweise axial. Der ge stufte Spulenkörper 5 übergreift teilweise den Innenpol 3 und mit einer Stufe 17 größeren Durchmessers den oberen Zylinderabschnitt 15 des Zwischenteiles 13. Das Zwischenteil 13 ist an seinem dem Innen pol 3 abgewandten Ende mit einem unteren Zylinderabschnitt 19 ver sehen, der einen rohrförmigen Düsenhalter 21 übergreift und mit die sem beispielsweise durch Schweißen verbunden ist. In das stromab wärts liegende Ende des Düsenhalters 21 ist in einer konzentrisch zu der Ventillängsachse 11 verlaufenden Durchgangsöffnung 23 ein zylin derförmiger Ventilsitzkörper 25 durch Schweißen dicht montiert. Der Ventilsitzkörper 25 weist der Magnetspule 1 zugewandt einen festen Ventilsitz 27 auf, stromabwärts dessen im Ventilsitzkörper 25 z. B. zwei Abspritzöffnungen 29 ausgebildet sind. Stromabwärts der Ab spritzöffnungen 29 ist in dem Ventilsitzkörper 25 beispielsweise eine sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig erweiternde Aufbe reitungsbohrung 31 ausgebildet.

Der feste Ventilsitz 27 wirkt mit einem z. B. kugelförmigen Ventil schließteil 33 zusammen, das zum Offnen und Schließen des Ventils dient. Das Ventilschließteil 33 ist mit seinem dem festen Ventil sitz 27 abgewandten Ende mit einer rohrförmigen Ventilnadel 35 bei spielsweise durch Schweißen verbunden. An ihrem anderen, dem Ventil schließteil 33 abgewandten Ende ist die Ventilnadel 35 mit einem rohrförmigen Anker 37 z. B. durch Schweißen verbunden. Der Anker 37 wird an seinem Umfang beispielsweise durch einen Führungsbund 39 des Zwischenteils 13 geführt.

In eine konzentrisch zu der Ventillängsachse 11 verlaufende, durch gehende gestufte Federraumöffnung 41 des rohrförmigen Innenpols 3, die der Zufuhr des Brennstoffs in Richtung des Ventilsitzes 27 dient, ist eine Rückstellfeder 43 eingepreßt, die sich z. B. im Be reich des Polendes 9 erstreckt. Die Rückstellfeder 43 ist beispiels weise als Schraubenfeder aus einem z. B. einen kreisförmigen Quer schnitt aufweisenden Draht ausgebildet. Der kreisförmige Querschnitt des Drahtes verhindert eine Spanbildung beim Einpressen der Rück stellfeder 43 an der Rückstellfeder und an der Wandung der Feder raumöffnung 41. Die Rückstellfeder 43 kann z. B. aus einem Messing draht, aus einem Federstahldraht oder aus einem beliebigen anderen Draht ausgebildet sein.

Mit z. B. drei, an einem dem Ventilschließteil 33 abgewandten Ende 59 ausgebildeten Haltewindungen 45, die einen größeren Außendurchmesser aufweisen als den Durchmesser der Federraumöffnung 41, liegt die Rückstellfeder 43 mit einer in radialer Richtung wirkenden Spannung an der Wandung der Federraumöffnung 41 an. Durch die Selbsthemmung der Haltewindungen 45 der eingepreßten, als Schraubenfeder ausgebil deten Rückstellfeder 43 wird diese in der Federraumöffnung 41 gehal der Federraumöffnung 41 in Richtung der Ventillängsachse 11 besteht.

Die Rückstellfeder 43 liegt mit ihrer dem festen Ventilsitz 27 zuge wandten Federstirnseite 46 an einer dem Ventilschließteil 33 abge wandten Stirnseite 47 der Ventilnadel 35 an und ist bestrebt, das Ventilschließteil 33 in Richtung des festen Ventilsitzes 27 zu bewe gen. Die Einpreßtiefe der Rückstellfeder 43 in die Federraumöffnung 41 des Innenpols 3 bestimmt die Federkraft der Rückstellfeder 43 und beeinflußt damit auch die dynamische, während des Offnungs- und des Schließhubes des Ventils abgegebene Brennstoffmenge.

Durch das Einpressen der Rückstellfeder 43 in die Federraumöffnung 41 des Innenpols 3 wird ein Drehen der Rückstellfeder 43 um ihre Längsachse im Betrieb des Ventils verhindert und damit der Ver schleiß sowie die Spanbildung an der Stirnseite 47 der Ventilnadel 35 und an der an der Stirnseite 47 anliegenden Federstirnseite 46 der Ruckstellfeder 43 minimiert.

In der gestuften Federraumöffnung 41 des Innenpols 3 ist stromauf wärts der Rückstellfeder 43 in dem Polende 9 abgewandter Richtung ein Brennstoffilter 49 angeordnet. Die Magnetspule 1 ist von wenig stens einem, beispielsweise als Bügel ausgebildeten und als ferro magnetisches Element dienenden Leitelement 51 umgeben, das die Mag netspule 1 in Umfangsrichtung wenigstens teilweise umgibt sowie mit seinem einen Ende an dem Innenpol 3 und mit seinem anderen Ende an dem Düsenhalter 21 anliegt und mit diesen z. B. durch Schweißen oder Löten verbunden ist. Ein Teil des Brennstoffeinspritzventils ist von einer Kunststoffummantelung 53 umschlossen, die sich vom Innenpol 3 ausgehend in axialer Richtung über die Magnetspule 1 und das wenig stens eine Leitelement 51 erstreckt und an die ein elektrischer An schlußstecker 55 mitangespritzt ist.

Die Rückstellfeder 43 gemaß des in der Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt, wobei die Fig. 3 eine Ansicht der Rückstellfeder in Richtung des Pfeiles X in Fig. 2 zeigt. Die Rückstellfeder 43 hat an ihrem der Feder stirnseite 46 abgewandten Ende 59 beispielsweise drei Haltewindungen 45, die einen größeren Außendurchmesser als den Durchmesser der Fe derraumöffnung 41 des Innenpols 3 aufweisen und einen zylindrischen Klemmbereich 57 bilden. Durch das Einpressen der Rückstellfeder 43 in die Federraumöffnung 41 wird die Rückstellfeder aufgrund der in radialer Richtung wirkenden Spannungen zwischen den Haltewindungen 45 bzw. dem zylindrischen Klemmbereich 57 und der Wandung der Feder raumöffnung 41 sicher gehalten, ohne daß die Gefahr eines Verschie bens der Rückstellfeder 43 in Richtung der Ventillängsachse 11 be steht. An die Haltewindungen 45 schließen sich der Federstirnseite 46 der Rückstellfeder 43 zugewandt aktive Federwindungen 61 an. Wird die Rückstellfeder 43, wie in der Fig. 1 dargestellt, in ein Ventil montiert, so üben ihre aktiven Federwindungen 61 eine Federkraft auf das Ventilschließteil 33 in Richtung des Ventilsitzes 27 aus. Die Federwindungen 61 weisen einen kleineren Außendurchmesser auf als den Durchmesser der Federraumöffnung 41 des Innenpols 3 und bilden einen zylindrischen aktiven Federbereich 62. Der Drahtabschnitt hat an den beiden Enden der Rückstellfeder 43 jeweils ein Drahtende 63, das in Umfangsrichtung gebogen und zumindest an der Federseite 46 teilweise abgeschliffen ist, so daß sich eine ebene Federstirnseite 46 ergibt.

Eine Rückstellfeder gemäß eines zweiten erfindungsgemäßen Ausfüh rungsbeispiels ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt, wobei die Fig. 5 eine Ansicht der Rückstellfeder 43 in Richtung des Pfeiles Y in der Fig. 4 zeigt. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel weist die aus einem Drahtabschnitt ausgebildete Rückstellfeder 43 an ihrem Ende 59 z. B. drei Haltewindungen 45 auf, die einen größeren Außen durchmesser als den Durchmesser der Federraumöffnung 41 aufweisen und gemeinsam einen zylindrischen Klemmbereich 57 bilden. An die Haltewindungen 45 schließen sich der Federstirnseite 46 zugewandt aktive Federwindungen 61 an, die einen kleineren Außendurchmesser als den Durchmesser der Federraumöffnung 41 aufweisen und einen ak tiven zylindrischen Federbereich 62 bilden. Im Gegensatz zu der Rückstellfeder nach dem ersten Ausführungsbeispiel hat die Rück stellfeder 43 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel eine andere Win dungsrichtung und an ihrem der Federstirnseite 46 abgewandten Ende 59 ein in radialer Richtung nach innen weisendes Drahtende 63. Die ses nach innen weisende Drahtende 63 ermöglicht es, die Rückstell feder 43 in die Federraumöffnung 41 durch Drehen in Windungsrichtung um ihre eigene Achse einzuschieben, wobei eine Kraft in der Ventil nadel 35 zugewandter Richtung aufgebracht wird. Dabei schnürt sich der Außendurchmesser der Haltewindungen 45 ein und erleichtert so die Montage der Rückstellfeder 43 in der Federraumöffnung 41 des In nenpols 3. Durch das nach innen weisende Drahtende 63 wird die Ge fahr der Spanbildung durch ein an der Wandung der Federraumöffnung 41 anliegendes und sich bei der Montage in Umfangsrichtung gegenüber der Wandung bewegendes Drahtende verhindert.

In der Fig. 6 ist eine Rückstellfeder 43 gemäß eines dritten erfin dungsgemäßen Ausführungsbeispiels dargestellt. An ihrem Ende 59 weist die Rückstellfeder 43, die die Form einer aus einem Draht aus gebildeten Schraubenfeder hat, z. B. fünf Haltewindungen 45 auf, die einen größeren Außendurchmesser haben als den Durchmesser der Feder raumöffnung 41 des Innenpols 3 und die gemeinsam einen zylindrischen Klemmbereich 57 bilden, mit dem die Rückstellfeder 43 durch Einpres sen in der Federraumöffnung 41 eines Ventils gehalten ist. Der Fe derstirnseite 46 zugewandt hat die Rückstellfeder 43 eine Mehrzahl von aktiven Federwindungen 61, die einen zylindrischen aktiven Fe derbereich 62 bilden, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Federraumöffnung 41. Zwischen dem zylindrischen Klemmbereich 57 und dem aktiven zylindrischen Federbereich 62 ist ein konisch verlaufender Übergangsbereich 65 mit Übergangswindungen 67 vorgesehen. Ist die Rückstellfeder 43 in einem z. B. in der Fig. 1 dargestellten Ventil montiert, so üben die aktiven Federwindungen 61 zusammen mit den Übergangswindungen 67 eine in Richtung des Ven tilsitzes 27 gerichtete Federkraft auf die Ventilnadel 35 und damit auf das Ventilschließteil 33 aus.

Die in die Federraumöffnung 41 des Ventils eingepreßte Rückstellfe der 43 ermöglicht einen Verzicht auf die Einstellhülse und damit ei ne Senkung der Herstellkosten des Ventils. Zudem wird die Gefahr der Spanbildung beim Einpreßvorgang vermieden.

Claims

1. Ventil, insbesondere Einspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem Ventilschließteil (33), das mit einem Ventilsitz (27) zusammenwirkt, und einer in einer Federraumöffnung (41) angeordneten Rückstellfeder (43), die das Ventilschließteil (33) in Richtung des Ventilsitzes (27) drückt, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest teilweise im nicht montierten Zustand im Querschnitt einen größeren Außendurchmesser als die Bohrung der Federraumöffnung (41) aufweisende Rückstellfeder (43) so in die Federraumöffnung (41) einge preßt ist, daß sie allein durch eine radial nach außen gerichtete Spannung in der Federraumöffnung (41) gehalten und auch in deren axia ler Richtung fixiert ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rück stellfeder (43) als Schraubenfeder aus einem Federstahldraht ausge bildet ist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rück stellfeder (43) dem Ventilschließteil (33) zugewandt einen aktiven Federbereich (62) mit einem geringeren Durchmesser als die Feder raumöffnung (41) und dem Ventilschließteil (33) abgewandt einen zy lindrischen Klemmbereich (57) mit einem größeren Durchmesser als die Federraumöffnung (41) hat.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rück stellfeder (43) zwischen dem Federbereich (62) und dem zylindrischen Klemmbereich (57) einen konisch verlaufenden Übergangsbereich (65) hat.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (43) an einem der Ventilnadel (35) abgewand ten Ende (59) ein in radialer Richtung nach innen weisendes Draht ende (63) des Federstahldrahtes hat.