DD153505A3

DD153505A3 - Magnetbetaetigte brennstoffeinspritzvorrichtung

Info

Publication number: DD153505A3
Application number: DD21953280A
Authority: DD
Inventors: Rolf Sobadky; Bernd Bleistein
Original assignee: Rolf Sobadky; Bernd Bleistein
Priority date: 1980-03-07
Filing date: 1980-03-07
Publication date: 1982-01-13
Also published as: DE3046072A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine magnetbetaetigte Brennstoffeinspritzvorrichtung fuer Brennkraftmaschinen, insbesondere mit elektronisch gesteuerter Gleichdruckeinspritzung. Ziel der Erfindung ist es,einen moeglichst steilen Anstieg der Magnetkraft zu erreichen und Streuungen der fuer die Ventilbetaetigung wirksam werdenden Magnetkraft als Funktion der Zeit so gering wie moeglich zu halten. Aufgabe der Erfindung ist es, eine magnetbetaetigte Brennstoffeinspritzvorrichtung zu schaffen, die extrem kurze Einspritzzeiten mit hoher Einspritzfolge bei hoher Einspritzmengen-konstanz gewaehrleistet. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest,dass ein lamelliert aufgebauter Spulentraeger einschliesslich Erregerwicklungen mit glasfaserverstaerktem Polyesterharz zu einem gemeinsamen Gehaeuse umpresst ist, in welches stirnseitig je eine Membran als reibungsfreies Fuehrungselement fuer den Ankerbolzen eingespannt ist. Die lamelliert aufgebaute und mit glasfaserverstaerktem Polyesterharz umpresste Ankerplatte ist ueber eine schraubbare Aufnahme am Ankerbolzen bei aufeinanderliegenden Polflaechen ausgerichtet und verspannt. Die Anwendung erfolgt im wesentlichen auf dem Gebiet der Brennstoffeinspritzung, vorzugsweise fuer Dieselmotoren.

Description

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Titel der Erfindung

Magnetbetätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine niagnetbetätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit elektronisch gesteuerter GIeichdruckeinspritzunge

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bisher ausgeführte magnetbetätigte Brennstoffeinspritzvorrichtungen haben den Nachteil, daß auftretende Streuungen im zeitlichen Kraftverlauf infolge fehlender Justiermöglichkeiten zum Ausgleich fertigungsbedingter Toleranzen zu unerwünschten Abweichungen der Einspritzmengen bei Ivlehrzylindermotoren führen. Außerdem ist der Kxaftanstieg nach dem Einschalten des Erregerstromes unzureichend steil, um auch extrem kurze Einspritzzeiten mit hoher Einspritzfolge exakt zu reproduzieren.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, an magnetbetätigten Brennstoffeinspritzvorrichtungen gleicher Bauart und -größe bei konstantem Erregerstromverlauf die Streuung der für die Ventilbetätigung wirksam v/erdenden Magnetkraft als funktion der Zeit so gering wie möglich zu halten. Außerdem soll ein möglichst steiler Anstieg der Magnetkraft erreicht werden.

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Darlegung des Y/esens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine magnetbetätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung zu schaffen, die extrem kurze .Einspritzzeiten mit hoher Einspritzfolge bei hoher Einspritzmengenkonstanz gewährleistet. Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß ein lamelliert aufgebauter Spulenträger und zugehörige Erregerwicklungen mit Kabelanschlußenden- bzw. gewindestiften durch vorzugsweise glasfaserverstärktes Polyesterharz zu einem gemeinsamen Gehäuse umpreßt sind, wobei das Gehäuse stirnseitig ge eine Zentrierung zur Aufnahme einer Membran sowie je eine weitere Zentrierung zur Aufnahme eines Membranspannringes aufweist, mit dem die Membran fest in das Gehäuse einspannbar ist, wobei die an den Stirnseiten angeordneten Membranen vorzugsweise gleichartig ausgeführt sind und eine zentrische Bohrung zur Aufnahme eines Ankerbolzens aufweisen und der Ankerbolzen mit einer Ankerplatte in Verbindung steht und daß das Gehäuse einerseits über den Membranspannring zentrierend mit einer Bodenplatte, welche mit einem Hochdruckspeicheranschluß bzv/. Sicherheits- und Entlastungsrücklauf an-

4-5 Schluß verbunden ist und andererseits über den Membranspannring zentrierend mit einem Ventildeckel in Verbindung steht, v/elcher eine einstellbare Federglocke aufnimmt, wobei die Bodenplatte- des Dosierventil und des Sicherheits- und Entlastungsventils über entsprechende Ventilkörper mit einem Aufnahmeblock druckdicht verspannt sind, welcher die hochdruckführenden Kanäle mit einem Anschluß für die Einspritzdüsenleitung aufweist. Die Einzelbleche des Spulenträgers weisen Verklammerungsnuten auf und sind zu einem massiven Block mit ebener PoI-fläche vorzugsweise mittels Epoxidharz zusammengefügt. Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit ist der Block zusätzlich mit einem temperaturbeständigen Gewebeband, vorzUo'sv/eise Asbestgewebeband,umgurtet und verklebt.

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Die Verklammerungsaussparungen an den Einzelblechen -bilden im vorgeklebten Block entsprechende Verklammerungsnuten für eine feste Verbindung mit dem Polyesterharz. Die Erregerwicklungen v/erden in den vorgeklebten Block eingelegt und verklebt und nachfolgend in einem speziellen 7/erkzeug mit glasfaserverstärktem Polyesterharz zu einem kompletten Gehäuse mit allen erforderlichen Zentrierungen und Gewindebohrungen usw. umpreßt. Das Gehäuse weist eine^Größe der Ankerplatte entsprechende Aussparunge auf, in der die Ankerplatte verdrehsicher geführt ist. Im Bereich der Stirnseiten der Ankerplatte sind im Gehäuse Verdrängungsnuten bis zur Gehäusepolfläche ausgeführt, in denen die im Gehäuse zwischen den Polflächen befindliche Dämpfungsflüssigkeit bei der Ankerhubbewegung ausweichen kann. Die Einzelbleche der Ankerplatte weisen ebenfalls Verklammerungsaussparungen auf und sind ebenfalls zu einem massiven Block mit ebener Polfläche zusammengefügt; und mit temperaturbeständigem Gewebeband umgurtet und verklebt. In einem speziellen Werkzeug erfolgt dann das Umpressen mit glasfaserverstärktem Polyesterharz, wobei die der Polfläche gegenüberliegende Seite der Ankerplatte eine ringförmige Verstärkung zur Aufnahme von Zugspannungen erhält. An der der Polfläche gegenüberliegenden Seite der Ankerplatte ist im Bereich der Durchgangsbohrung für den Ankerbolzen eine konische Aufnahme eingearbeitet, die mit einem kugeligen Druckstück in Verbindung steht, während von der PoIflache aus eine kugelförmige Einarbeitung konvex zur Polfläche eingebracht ist, die mit einer kegeligen Aufnahme am Ankerbolzen in Verbindung steht. Der Ankerbolzen ist hohl ausgeführt und nimmt einen Druckbolzen auf, der sich am unteren Ende auf einer Ventilnadel abstützt und dessen oberes Ende mittels einer Schraube belastbar und dadurch der Ankerbolzen und die Ankerplatte in ihrer Lage zur Polfläche des Gehäuses einstellbar sind. Der Ankerbolzen besitzt zur Verspannung mit der

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Ankerplatte einen Spannbund mit kegeliger Einarbeitung. Die Befestigung der Ankerplatte auf dem Ankerbolzen erfolgt mittels einer Spannmutter, welche gleichzeitig einen Bund zur Aufnahme eines Federtellers aufweist.

Zur Erzielung einer planparallelen Ausrichtung der PoI-flache der Ankerplatte zur Polfläche des Gehäuses erfolgt; das Anziehen der Spannmutter bei fest aufeinander gepreßten Polflächen

Um eine Dämpfung der Ankerhubbewegung zu erzielen, ist das Gehäuse mit dem am Dosierventil anfallenden Lecköl gefüllt. Der Überlauf erfolgt am Ventildeckel über einen entsprechenden Leckölanschluß, der über eine Verbindungsleitung mit dem Gehäuse des Sicherheits- und Entlastungsventils in Verbindung steht. Dadurch wird die Füllung

HO beider Gehäuse mit Lecköl, welches als Dämpfungsflüssigkeit dient, gewährleistet.

Die an den Stirnseiten des Gehäuses angeordneten Membranen dienen zur £eibungsfreien !führung des Ankerbolzens und sind als ausschließlich in Richtung der Ankerbolzenachse elastisch verschiebbare Führungselemente ausgeführt. Sie weisen mehrere exzentrisch angeordnete Durchgangsbohrungen auf, damit die Dämpfungsflüssigkeit innerhalb des Gehäuses zirkulieren kann

Der Magnetventildeckel ist ebenfalls aus glasfaserverstärktem Polyesterharz gefertigt und nimmt eine Federglocke auf, mit der die Kraft einer Feder einstellbar ist, welche über den Federteller, den Ankerbolzen und die Stellschraube zur Justierung des Luftspaltes zwischen

: den Polflächen und den Druckbolzen auf die Ventilnadel wirkt. In der Federglocke ist zusätzlich ein einstellbarer Hubanschlag angeordnet, an dem der Federteller bei angezogener Ankerplatte anliegt und mit dem der notwendige Ankerplattenhub einjustiert werden kann. Die mit hohem Kraftstoffdruck beaufschlagten Teile, wie die Bodenplatte des Dosierventils und des Sicherheits- und Entlastungsventils sowie der· Aufnähmeblocken sind aus einer Aluminium-Knetlegierung geschmiedet.

Die Einzelteile des Dosierventils und des Sicherheits- und Entlastungsventils bestehen im wesentlichen aus gleichen Bauteilen,wodurch eine rationelle Fertigung erreicht wird. ·

Die dargestellte magnetbetätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung oder deren einzelne Baugruppen können auch in anderen nicht dargestellten Anordnungen, beispielsweise für direkt betätigte Brennstoffeinspritzventile oder zur kurzzeitigen Betätigung von Yerschlußorganen anderer Anwendungsgebiete Anwendung finden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend beispielhaft anhand von Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigen

3?igo 1 Schnittdarstellung einer magnetbetätigten Brennstoffeinspritzvorrichtung

Pig. 2 Seitenansicht der magnetbetätigten Brennstoffeinspritzvorrichtung

Fig. 3 Draufsicht der magnetbetätigten Brennstoffeinspritzvorrichtung

Pig. S Sinzelblech der Ankerplatte

Pig. ψ Vorgeklebter und umgürteter Block der Ankerplatte

Pig. 4/· Sinzelblech des Spulen trägers

Pig. & Spulenträger als eingeklebter und umgürteter Block

Ein Spulenträger T mit Erregerwicklungen 2 ist mittels Polyesterharz zu einem kompletten Gehäuse y umpreßt.

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An den Stirnseiten des Gehäuses 3 sind Membranen 4.1 und 4.2 in Zantrierungen angeordnet, die mittels 'Membranspannringen 5·1 uod 5·2 im Gehäuse 3 fest eingespannt sind. Die Membranen 4₀1 und 4.2 sind zentriech mit einem Ankerbolzen 6 verspannt, an dem eine Ankerplatte befestigt ist. Das Gehäuse 3 steht einerseits über einen Membranspannring 5°1 zentrierend mit einem Yentildeckel 11 und andererseits mit einem Membranspannring 5·2 zentrierend mit einer Bodenplatte 8.1 in Verbindung. In der Bodenplatte 8_e1 befindet sich • ein Hochdruckspeicheranschluß 9» der bei der Bodenplatte 8.2. für das Sicherheits- und Entlastungsventil als Sicherheits- und Entlastungsrücklaufanschluß 10 dient. Im Ventildeckel 11 ist eine Pederglocke 12 angeordnet, mit der eine Jeder 39 in ihrer Vorspannung einstellbar ist. Die Bodenplatten 8.1 und 8.2 stehen über entsprechende Veatilkörper 13.1 und 13*2 mit einem Aufnahmeblock 14 in Verbindung, v/elcher die hochdruckführenden Kanäle 15 mit einem Anschluß für die Einspritzdüse nleitung 16 aufweist.

Die Einzelbleche I7 des Spulenträgers 1 sind mit Verklammerungsaussparungen 18o1;19«1 und 20.1 versehen. und zu einem massiven Block mit ebener Polfläche zusammengefügt und mit einem temperaturbeständigen Gewebeband 21 umgurtet und verklebt, wobei die Ver-. klammerungsaussparungen 18.1;19»1 und 20.1. entsprechen-185' de Verklaramerungsnuten 18.2;19.2 und 20₀2 bilden. Die Erregerwicklungen 2 werden in den vorgeklebten Block eingelegt und verklebt und nachfolgend in einem speziellen Y/erkzeug mit glasfaserverstärktem Polyesterharz zu einem kompletten Gehäuse 3 umpreßt. Die Sinzelbleche 22 der Ankerplatte 7 weisen ebenfalls VerklaKimsrungsaussparungen 23*1 ;24.1 ;25.1 ;26.1 ;27·1 auf und sind ebenfalls zu.einem massiven Block mit ebener PoIflache zusammengefügt und mit temperaturbeständigem

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Gewebeband 21 umgürtet; und verklebt. Die der Po!fläche gegenüberliegende Seite der Ankerplatte 7 weist eine ringförmige Verstärkung zur Aufnahme von Zugspannungen auf. Außerdem ist hier im Bereich der Durchgangsbohrung für den Ankerbolzen 6 .eine konische Aufnahme eingearbeitet, die mit einem kugeligen Druckstück 29 in Verbindung steht, während von der Polfläche aus " eine kugelförmige Einarbeitung 30 konvex zur Polfläche eingebracht ist, die mit einer kegeligen Aufnahme am Ankerbolzen 6 in Verbindung steht. Der Ankerbolzen 6 ist hohl ausgeführt und nimmt einen Druckbolzen 31 auf, der sich am unteren Ende auf einer Ventilnadel abstützt und dessen oberes Ende mittels einer Schraube belastbar ist. Der Ankerbolzen 6 besitzt zur Verspannung mit der Ankerplatte 7 einen Spannbund 34- nri.fc kegeliger Einarbeitung. Die Befestigung der Ankerplatte auf dem Ankerbolzen 6 erfolgt mittels einer Spann-

. mutter 35, welche gleichzeitig einen Bund zur Aufnahme eines Jedertellers 36 attfaiHSS aufweist. Der Ventildeckel 11 weist einen Leckölanschluß 37 auf, der mit einer Verbindungsleitung 38 verbunden ist. Die Federglocke 12, welche die Peder 39 aufnimmt, weist zusätzlich einen einstellbaren Hubanschlag 40 auf.

Claims

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Erfindungsanspruch

1* Magnetbetätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung, bei welcher der Brennstoff durch eine Brennstoffpumpe in einen Speicher mit konstant hohem Druck gefordert und von hier aus über elektromagnetisch betätigte Verschlußorgane durch Stromimpulse ent- sprechender Länge den Einspritzdüsen der einzelnen Zylinder* dosiert zugeführt wird, wobei vom Speicher eine Kraftstoffleitung zu einem elektromagnetisch betätigten Dosierventil und von hier aus weiter als Einspritzlei'tung zu einem konventionellen federbelasteten Einspritzventil führt und zusätzlich eine von der Einspritzleitung abzweigende Verbindung zu einem weiteren elektromagnetisch betätigten Sicherheits- und Entlastungsventil führt, welches während der Eiüspritzperiode eine Verbindung zu einer Entlastungs- und Kicklaufleitung gegen den herrschenden Einspritzdruck absperrt, gekennzeichnet dadurch, daß ein lamelliert aufgebauter Spulenträger (1) und zugehörige Erregerwicklungen (2) mit Kabelanschlußenden- bzw. gewindestiften durch vorzugsweise glasfaserverstärktes Polyesterharz zu einem gemeinsamen Gehäuse (3) umpreßt sind, wobei das Gehäuse (3) stirnseitig je eine Zentrierung zur Aufnahme einer Membran (4.1;4.2) sowie ge eine weitere Zentrierung zur Aufnahme eines Membranspannringes (5.1j5·2) aufweist, mit dem die Membran (4.1$4.2) fest in das Gehäuse einspannbar sind, wobei die an den Stirnseiten angeordneten Membranen (4.1;4.2) vorzugsweise gleichartig ausgeführt sind UQd eine zentrische Bohrung zur Aufnahme eines Ankerbolzens (6) aufweisen und der Ankerbolzen (6) mit einer Ankerplatte (7) in Verbindung steht und daß das Gehäuse (3) einerseits über den Membranspannring (5.2) zentrierend mit einer Bodenplatte (Syf), v/eiche mit einem Hochdruckspeicheranschluß (9) bzw, Sicheriieits- und Entlastungsrücklaufanschluß (10)

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verbunden ist und andererseits über den Membranspannring (5·Ό zentrierend mit einem Ventildeckel (11) in Verbindung steht, welcher eine einstellbare Peder-

4-0 glocke (12) aufnimmt, wobei die Bodenplatte (8.1) des Dosierventils und die Bodenplatte (8.2) des Sicherheits- und Entlastungsventils .über entsprechende Ventilkörper (13„1;13.2) mit einem Aufnähmeblock (14) druckdicht verspannt sind, welcher die hochdruckführenden

4-5 Kanäle (15) mit einem Anschluß für die Einspritzdüsenleitung (15) aufweist.

2«. Magnetbetätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß Einzelbleche (17) des Spulenträgers (1), welche Verklammerungsaussparungen (18.1 ;19.1; 20.1) aufweisen, zu einem massiven Block mit ebener Polfläche zusammengefügt und mit einem temperaturbeständigen Gewebeband (21), vorzugsweise Asbestgewebeband, umgurtet und vorzugsweise mit Epoxidharz verklebt sind, wobei die Verklammerungsaussparungen (18_O1;19o1;20_e1) entsprechende Verklammerungsnuten (18.2;19o2;20.2) bilden.

3<> Magnetbetätigte Brennstoff einspritzvorrichtungen* nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß in dem vorgeklebten und umgurteten Spulenträger (1) die zugehörigen Erregerwicklungen eingelegt und vorzugsweise mit Epoxidharz verklebt und nachfolgend in einem speziellen Werkzeug mit vorzugsweise glasfaserverstärktem Polyesterharz zu dem kompletten Gehäuse (3) mit allen erforderlichen Zentrierungen und Gewindebohrungen usw. umpreßt sind, wobei das Gehäuse (3) eine der Größe der Ankerplatte (7) entsprechende Aussparung aufweist, in der die Ankerplatte (7) verdrehsicher geführt ist, wobei im Bereich der Stirnseiten der Ankerplatte (7)

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Gehäuse (3) Verdrängungsnuten bis zur Gehäusepolfläclie ausgeführt sind.

4. Magnetbetätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Einzelbleche (22) der Ankerplatte (7) Verklammerungsaussparungen (23.1$24.1;25·1;26.1j27.1) aufweisen und zu einem massiven Block mit ebener PoIflache zusammengefügt und mit dem temperaturbeständigen Gewebeband (21), .vorzugsweise Asbestgewebeband, umgürtet und vorzugsweise mit Epoxidharz verklebt sind·

5· Magnetbetätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet, dadurch, daß die vorgeklebte und umgurtete Ankerplatte (7) in einem speziellen Werkzeug mit vorzugsweise glasfaserverstärktem Polyesterharz umpreßt ist, wobei die der Polfläche gegenüberliegende Seite der Ankerplatte (7) eine vorzugsweise ringförmige Verstärkung (28) zur Aufnähme der Zugspannungen aufweist.
6. Magnetbetätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Punkt 1, 4 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß an der der Polfläche gegenüberliegenden Seite der Anker-

- platte (7) im Bereich der Durchgangsbohrung für den Ankerbolzen (6) eine konische Aufnahme eingearbeitet ist, die mit einem kugeligen Druckstück (29) in Verbindung steht und daß von der Polfläche aus eine kugelförmige Einarbeitung (30) konvex zur Polfläche eingebracht ist, die mit einer kegeligen Aufnahme am Ankerbolzen (6) in Verbindung steht.

7e Magnetbetätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Ankerbolzen (6) hohl ausgeführt ist und einen Druckbolzen (31) aufnimmt, der sich am unteren Ende auf einer Ventilnadel (32) abstützt und dessen oberes Ende mittels einer Schraube (33) belastbar und dadurch der

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Ankerbolzen (6) und die Ankerplatte (7) in ihrer Lage zuj? PoIf lache-des Gehäuses (3) einstellbar sind und der Ankerbolzen (6) zur Verspannung mit der Ankerplatte (7) einen Spannbund (34) mit kegeliger Einarbeitung aufweist. ·
8. Magnetbetätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung nach

Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Spannmutter (35) einen Bund zuj? Aufnahme eines Pedertellers (36) aufweist und daß bei der Befestigung der Ankerplatte (7) auf dem Ankerbolzen (6) mittels der Spannmutter (35) zur Erzielung einer planparallelen Ausrichtung der Polfläche der Ankerplatte (7) zur Polfläche des Gehäuses (3) die vorgenannten Polflächen fest aufeinander gepreßt sind.
9. Magnetbetätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das am Dosierventil anfallende Lecköl im Gehäuse (3) aufsteigt, und über einen an dem Ventildeckel (11) angeordneten Leckölanschluß (37) über eine Verbindungsleitung (38) mit dem Gehäuse ,' des Sieherheits- und Entlastungsventils in Verbindung steht.
10. Iviagnetbetätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die an den Stirnseiten des Gehäuses (3) angeordneten Membranen (4-.1;4.2) als in Richtung der Ankerbolzenachse elastisch verschiebbare Führungselemente ausgeführt sind und mindestens eine exzentrisch angeordnete Durchgangsbohrung aufweisen.
11. iLagnetbetätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß mittels der in dem vorzugsweise aus glasfaserverstärktem PoIy-35" esterharz gefertigten iuagnetve η tilde ckel (11)

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angeordneten Federglocke (12) die Kraft einer Feder (39) einstellbar ist und daß in der Federglocke (12) zusätzlich ein einstellbarer Hubanschlag (40) zur Justierung des notwendigen Ankerplattenhubes angeordnet ist, an dein der Federteller (36) bei angezogener Ankerplatte (7) anliegt,
11. Magnefrbetätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung nach

Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Boden- . 14-5 platten (8.1j8₀2) des Dosierventils und des Sicherheits- und Entlastungsventils, so v/i e der Aufnahmeblock (14) aus einer Aluminium-Knetlegierung geschmiedet sind.

Hierzu 5 Blatt' Zeichnung