DE10342484A1

DE10342484A1 - Druckregelventil für Speicherkraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE10342484A1
Application number: DE10342484A
Authority: DE
Inventors: Christian Braeuer; Stefan Holl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-09-15
Filing date: 2003-09-15
Publication date: 2005-04-07
Also published as: FR2860048A1; JP2005090497A; US7165756B2; FR2860048B1; US20050056802A1; JP4537157B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckregelventil (1) zur Regulierung des Druckes in einem Kraftstoffspeicher (2) mit einem in einer Bohrung axial verschiebbar geführten kolbenförmigen Ventilglied (6), das auf ein Schließelement (7) wirkt, welches gegen einen Ventilsitz (8) pressbar ist, wobei das Ventilglied (6) einen Anker eines Elektromagneten (3) bildet, der bestrombar ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist der minimale Abstand zwischen Anker und Ventilgehäuse (2) einstellbar. DOLLAR A Auf diese Weise kann die Einstellung der Schließkraft des Ventils in vormontiertem Zustand erfolgen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem für Brennstoffkraftmaschinen mit einem Druckregelventil zur Regulierung des Drucks in einem Kraftstoffspeicher mit einem in einer Bohrung axial verschiebbar geführten kolbenförmigen Ventilglied, das auf ein Schließelement in Schließrichtung wirkt und dieses gegen ein Ventilsitz presst, wobei das Ventilglied einen Ankerbolzen eines Elektromagneten bildet, der bestrombar ist.
Elektromagneten mit bewegbaren Ankern werden außerdem als Aktuatoren in vielfältigen Anwendungen benutzt.
Stand der Technik
Druckregelventile sind in vielfältigen Ausführungen bekannt. Das Druckregelventil dient zur Regelung des Drucks in einem Kraftstoffspeicher, mit dem es über einen Zulauf verbunden ist. Das Druckregelventil weist ein in einer Bohrung axial verschiebbar geführtes, kolbenförmiges Ventilglied auf, das sich gegen eine Kraft, die vorzugsweise durch den Strom im Elektromagneten auf das Ventilglied wirkt, bewegen kann. Die Kraft wirkt in Schließrichtung, sodass das Ventilglied auf ein Schließelement des Druckregelventils gedrückt und gegen einen Ventilsitz gepresst wird. Das Ventilglied bildet einen Ankerbolzen eines Elektromagneten, der zur Kraftsteuerung bestrombar ist.
Durch die Bestromung entsteht ein magnetischen Feld, das den Anker des Elektromagneten durchdringt, wodurch eine magnetischen Kraft auf den Ankerbolzen wirkt. Das Ventilglied drückt das Schließelement mit dieser Kraft gegen den Ventilsitz. Wenn die durch den hydraulischen Druck des Kraftstoffs erzeugte Kraft die Schließkraft, die über das Ventilglied auf das Schließelement ausgeübt wird, überschreitet, wird das Schließelement vom Ventilsitz abgehoben. In dem Fall fließt Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher durch den Zulauf über das geöffnete Druckregelventil in einen Entlastungsraum ab.
Bei der Einstellung eines höheren Drucks im Kraftstoffspeicher wird der Strom im Elektromagnet vergrößert, so dass die Schließkraft erhöht wird und somit das Schließelement erst bei einem höheren Druck im Kraftstoffspeicher vom Ventilsitz abhebt und Kraft stoff aus dem Kraftstoffspeicher in den Entlastungsraum abfließen kann.
Ohne Bestromung des Elektromagneten wird das Ventilglied nur durch sein Eigengewicht gegen den Ventilsitz gedrückt. Außerdem kann eine mechanische Feder angebracht sein, welche das Ventilglied mit ihrer Federkraft gegen das Schließelement und den Ventilsitz presst. Diese Kraft ist unabhängig von der Bestromung des Elektromagneten.
Nachteile des Standes der Technik
Die Regulierung des Drucks erfolgt über die Einstellung des Stroms in der Spule des Elektromagneten. Der tatsächliche Druck hängt somit von den Kenngrößen des Elektromagneten ab. Zu diesen gehören außer den elektromagnetische Parametern auch die geometrischen Abmessungen. Von besonderer Bedeutung ist der Luftspalt zwischen Anker und dem festen Gehäuse, in dem sich die Spule befindet. Der Luftspalt wird durch die Bauteilgeometrie festgelegt.
Um den Druck präzise einstellen zu können, bzw. ein präzises Druckintervall regeln zu können, müssen die Bauteile genau aneinander angepasst sein. Die notwendigen Fertigungstoleranzen sind entsprechend klein, was einen erheblichen Montage- und damit Kostenaufwand bedeutet.

Aufgabe der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, das aus dem Stand der Technik bekannte Druckregelventil derart weiter zu bilden, dass eine präzise Einstellung der Schließkraft des Ventils in vormontiertem Zustand erfolgen kann.

Lösung der Aufgabe

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Der Abstand zwischen Anker und Ventilgehäuse ist massgeblich für die Durchdringung des Anker von den magnetischen Feldlinien und dementsprechend für die magnetischen Kraft, die von dem Anker übertragen werden kann und zur Schließkraft des Ventils führt.

Der Anker des Elektromagneten besteht in der Regel aus einer Abdeckung und einem Ankerbolzen, welcher gleichzeitig das Ventilglied bildet, das auf das Schließelement wirkt. Die Durchdringung des Ankers von den magnetischen Flusslinien und damit die Magnetkraft, mit der das Ventilglied wirkt, hängt wesentlich von dem Luftspalt zwischen Ankerabdeckung und Ventilgehäuse ab. Insbesondere hängt das zu regelnde Druckintervall von dem minimalen Abstand zwischen der Ankerabdeckung und dem Gehäuse ab.

In einem Grenzfall, in dem dieser Abstand zu null wird, liegt die Ankerabdeckung auf dem Gehäuse auf und der Druck kann überhaupt nicht mehr geregelt werden.

Das Ventil ist daher erfindungsgemäß so auszulegen, das der Luftspalt zwischen Anker und Ventilgehäuse einstellbar ist. Dies kann beispielweise durch jederzeit einmontierbare Abstandhalter erfolgen.

Vorteilhafterweise ist das Ventilgehäuse jedoch so ausgelegt, dass seine Ausdehnung in Längsrichtung einstellbar ist. Dazu ist erfindungsgemäß eine Sollverformungsstelle vorgesehen, die sich an der schwächsten Stelle des Gehäuses befindet, nämlich zwischen Ventilsitz und Spulenwicklung.

Durch eine äußere Kraft, die an das Gehäuse anzulegen ist, kann an der Sollverformungsstelle eine Stauchung stattfinden, durch die die Längsausdehnung des Ventilgehäuses verringert und der Luftspalt zwischen Ankerabdeckung und Ventilgehäuse vergrößert wird.

Diese Verformung kann vorgenommen werden, wenn das Druckregelventil bereits an dem Kraftstoffspeicher montiert ist. Das zu regelnde Druckintervall kann also im tatsächlichen Betriebszustand eingestellt werden und in Abhängigkeit von den gewünschten Druckwerten im jeweiligen Kraftstoffspeicher gewählt werden.

Es braucht nicht auf eine aufwendige Voreinstellung des Luftspalts geachtet werden und Bauteile können unabhängig von ihrem Einsatzort kombiniert werden. Die Einhaltung genauester Fertigungstoleranzen ist ebenfalls nicht notwendig.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ansprüchen hervor.

Zeichnung
Es zeigt:
1 einen Schnitt durch eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Druckregelventils.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
In 1 ist ein Längsschnitt durch eine schematischen Darstellung eines Druckregelventils 1 gezeigt, das an einem in der Figur nicht dargestellten Kraftstoffspeicher angeordnet sein kann.
Das Druckregelventil 1 selbst weist einen Ventilkörper 2 auf, in dem ein Elektromagnet mit einer Spulenwicklung 3 angeordnet ist. Die Spule ist in weichmagnetisches Material eingebettet, z.B. ausgebildet als Transformatorblech.
In einer axialen Ausnehmung befindet sich der Ankerbolzen 4 des Elektromagneten, welcher als Ventilglied 5 gegen das Schließelement 6 und den Ventilsitz 7 drückbar ist. Der Anker weist außerdem noch eine Abdeckung 8 auf, welche vom Ventilgehäuse 2 durch einen Luftspalt 9 beabstandet ist.
Durch Bestromung des Elektromagneten werden Ankerabdeckung 8 und Ankerbolzen 4 von magnetischen Flusslinien 10 durchdrungen, wodurch eine magnetische Kraft wirkt, die das Ventilglied 5 gegen das Schließelement 5 sowie den Ventilsitz 6 drückt.
Die Größe der Kraft ist abhängig von der Größe des Luftspalts 9, also vom Abstand 11 zwischen Ankerabdeckung 8 und Ventilgehäuse 2.
Dieser Abstand 11 kann variiert werden, indem auf das Ventilgehäuse 2 eine äußere Kraft ausgeübt wird. Am Ventilgehäuse 2 befinden sich zwischen dem Ventilsitz 7 und den Spulenwicklungen 3 Sollverformungsstellen 12. Diese werden gestaucht, wenn eine Kraft in axialer Richtung 13 auf einen Kraftaufnehmer 14 am Ventilgehäuse 2 gegeben wird.
Durch die Stauchung des Ventilgehäuses 2 wird der Abstand 11 zwischen Ventilgehäuse 2 und Ankerabdeckung 8 vergrößert und der Anker wird nicht mehr im selben Maße von den magnetischen Feldlinien 10 durchdrungen wie vorher. Entsprechend verändert sich die magnetische Kraft, mit welcher das Ventilglied 5 gegen das Schließelement 6 und den Ventilsitz 7 drückt.
Der Bereich des regelbaren Schließdrucks kann also eingestellt werden, wenn das Druckregelventil 1 bereits an den in der Figur nicht dargestellten Kraftstoffspeicher montiert ist, also in einem vormontierten Zustand.

Claims

Druckregelventil für ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen zur Regelung des Drucks in einem Kraftstoffspeicher mit einem in einer Bohrung des Ventilgehäuses axial verschiebbar geführten kolbenförmigen Ventilglied, das auf ein Schließelement wirkt, welches gegen einen Ventilsitz pressbar ist, wobei das Ventilglied einen Ankerbolzen eines Elektromagneten bildet, der bestrombar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der minimale Abstand zwischen Anker und Ventilgehäuse (2) nach der Montage einstellbar ist.
Druckregelventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsausdehnung des Ventilgehäuses (2) einstellbar ist.
Druckregelventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (2) zwischen Ventilsitz (7) und Spule (3) eine Sollverformungsstelle (12) aufweist, die durch eine äußere Kraft stauchbar ist, wodurch sich der minimale Abstand (11) zwischen Anker und Ventilgehäuse (2) vergrößert.
Druckregelventil gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ventilgehäuse (2) mindestens ein Kraftaufnehmer (14) angebracht ist, der von einer äußeren Kraft zur Stauchung des Ventilgehäuses (2) beaufschlagbar ist.