DE102011078400A1 - fuel injector - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor (1; 1a; 1b), insbesondere für selbstzündende Brennkraftmaschinen, mit einem Steuerventil (15) und einem Steuerraum (8), wobei der Steuerraum (8) über eine Ablaufbohrung (25) mit einem Ventilraum (16) des Steuerventils (15) verbunden ist, wobei in dem Ventilraum (16) ein Ventilbolzen (20) angeordnet ist, wobei der Ventilbolzen (20) von der Federkraft einer Druckfeder (30) in einer ersten Stellung in eine Schließstellung belastet ist, in der er mit einer Ventilsitzfläche (41) zusammenwirkt, wobei die Druckfeder (30) in einem gegenüber dem Ventilraum (16) abgedichteten Niederdruckbereich (27) angeordnet ist, wobei der Öffnungshub des Ventilbolzens (20) für eine zweite Stellung, in der der Ventilbolzen (20) von der Ventilsitzfläche (41) beabstandet ist einstellbar ist, und wobei der Ventilbolzen (20) im Ventilraum (16) von einer den Ventilbolzen (20) radial umfassenden Dichthülse (19) geführt ist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der Öffnungshub des Ventilbolzens (20) durch ein zumindest mittelbares Anliegen des Ventilbolzens (20) an der Dichthülse (19) erfolgt.The invention relates to a fuel injector (1, 1a, 1b), in particular for self - igniting internal combustion engines, with a control valve (15) and a control chamber (8), the control chamber (8) being connected to a valve chamber (16) via a drainage bore (25) Control valve (15) is connected, wherein in the valve chamber (16) a valve pin (20) is arranged, wherein the valve pin (20) is loaded by the spring force of a compression spring (30) in a first position in a closed position, in which he a valve seat surface (41) cooperates, wherein the compression spring (30) in a relative to the valve chamber (16) sealed low pressure region (27) is arranged, wherein the opening stroke of the valve pin (20) for a second position in which the valve pin (20) of the valve seat surface (41) is adjustable, and wherein the valve pin (20) in the valve chamber (16) by a valve pin (20) radially extending sealing sleeve (19) is guided. According to the invention, it is provided that the opening stroke of the valve pin (20) is effected by an at least indirect abutment of the valve pin (20) on the sealing sleeve (19).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel injector according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Kraftstoffinjektor ist aus der DE 10 2010 063 540 A1 der Anmelderin bekannt. Bei dem bekannten Kraftstoffinjektor ist es zur Verringerung des Kraftstoffvolumens im Ventilraum vorgesehen, dass eine den Ventilbolzen in seine Schließstellung mit Federkraft beaufschlagende Druckfeder in einem vom Ventilraum getrennten Niederdruckbereich angeordnet ist, wobei der Niederdruckbereich über eine Beißkante einer Dichthülse hydraulisch von dem Ventilraum getrennt ist. Die Dichthülse wiederum dient der Führung des im Ventilraum axial verschiebbar angeordneten Ventilbolzens und der hydraulischen Trennung von dessen unterer Stirnfläche von dem Ventilraum. Such a fuel injector is from the DE 10 2010 063 540 A1 the applicant known. In the known fuel injector, it is provided to reduce the fuel volume in the valve chamber, that a pressure spring acting on the valve pin in its closed position in a low pressure region separated from the valve chamber is arranged, wherein the low pressure region is hydraulically separated from the valve chamber via a biting edge of a sealing sleeve. The sealing sleeve in turn serves to guide the valve pin axially displaceably arranged valve pin and the hydraulic separation of the lower end face of the valve chamber.

Bei dem bekannten Kraftstoffinjektor ist es vorgesehen, dass innerhalb des Niederdruckbereichs eine Einstellscheibe angeordnet ist, gegen die sich gleichzeitig eine Stirnseite der Druckfeder abstützt, wobei die Einstellscheibe der Begrenzung des maximalen Öffnungshubs des Ventilbolzens dient, wenn dieser mit seiner unteren Stirnseite an der Einstellscheibe anliegt. Die Druckfeder ist innerhalb des Niederdruckbereichs im Bereich eines Führungskörpers angeordnet, dessen sphärisch ausgebildete Unterseite am Grund des Niederdruckbereichs anliegt, um Kippbewegungen bzw. Planfehler des Grundes des Niederdruckbereichs ausgleichen zu können.In the known fuel injector, it is provided that within the low pressure region, a shim is arranged, against which at the same time a front side of the compression spring is supported, wherein the shim limiting the maximum opening stroke of the valve pin is used when it rests with its lower end face on the shim. The compression spring is arranged within the region of a low-pressure region in the region of a guide body whose spherically formed bottom rests against the bottom of the low-pressure region in order to be able to compensate for tilting or plan errors of the bottom of the low-pressure region.

Nachteilig dabei ist, dass die Einstellung des maximalen Öffnungshubs des Ventilbolzens insofern relativ aufwendig ist, als dass die verwendete Einstellscheibe von der Genauigkeit der Ausbildung des Niederdruckbereichs, insbesondere von dessen Tiefe, sowie von der Genauigkeit der Fertigung des Führungskörpers abhängig ist. Man könnte nun zwar versuchen, durch eine plane bzw. ebene Fläche am Grund des Niederdruckbereichs eine einfachere Fertigung des Führungskörpers zu ermöglichen, eine derartige plane Oberfläche am Grund des Niederdruckbereichs ist jedoch mittels einer Bohr- bzw. Drehbearbeitung nicht zu fertigen, vielmehr müsste die Fläche plan geschliffen werden, was jedoch aus Kostengründen ausscheidet.The disadvantage here is that the setting of the maximum opening stroke of the valve pin is relatively complicated insofar as that the dial used depends on the accuracy of the formation of the low pressure region, in particular its depth, as well as the accuracy of the production of the guide body. One could try to make it easier to manufacture the guide body by means of a plane or even surface at the base of the low-pressure region, but such a flat surface at the bottom of the low-pressure region can not be produced by means of a boring or turning process; plan ground, but this eliminates cost reasons.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass eine besonders einfache bzw. kostengünstige Einstellung des Öffnungshubs des Ventilbolzens erzielt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Öffnungshub durch ein zumindest mittelbares Anliegen des Ventilbolzens an der Dichthülse erfolgt. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass die Einstellung des Hubs des Ventilbolzens aus dem Niederdruckbereich heraus in den Ventilraum verlagert wird, so dass die Einstellung des Ventilhubes unabhängig von den in dem Niederdruckbereich angeordneten Bauteilen und deren Genauigkeit, und somit relativ kostengünstig, erfolgen kann. Bei der Grundidee der Erfindung genügt es somit, die den Ventilbolzen radial umfassende Ventilhülse hinsichtlich ihrer Länge mit einer gewünschten bzw. erforderlichen Genauigkeit auszubilden, damit ein bestimmter Öffnungshub des Ventilbolzens erzielt wird.Based on the illustrated prior art, the invention has the object, a fuel injector according to the preamble of claim 1 such that a particularly simple or inexpensive adjustment of the opening stroke of the valve pin is achieved. This object is achieved in a fuel injector with the features of claim 1, characterized in that the opening stroke is effected by an at least indirect concern of the valve pin on the sealing sleeve. In other words, this means that the setting of the stroke of the valve pin is shifted out of the low pressure area in the valve chamber, so that the setting of the valve lift can be independent of the components arranged in the low pressure region and their accuracy, and thus relatively inexpensive. In the basic idea of the invention, it is thus sufficient to design the valve sleeve radially enclosing valve sleeve with respect to its length with a desired or required accuracy, so that a certain opening stroke of the valve pin is achieved.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.Advantageous developments of the fuel injector according to the invention are specified in the subclaims. All combinations of at least two of the features disclosed in the claims, the description and / or the figures fall within the scope of the invention.

In einer ganz besonders bevorzugten konstruktiven Umsetzung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Hubbegrenzung mittels einer Einstellscheibe erfolgt, die im Ventilraum angeordnet ist. Dadurch kann die Fertigung der Dichthülse hinsichtlich ihrer Länge mit größeren Toleranzen behaftet sein, was deren Herstellkosten verringert. Weiterhin wird es dadurch beispielsweise ermöglicht, die Dichthülse und die Einstellscheibe aus unterschiedlichem Material auszubilden, wobei die Einstellscheibe beispielsweise mit einer besonders verschleißfesten bzw. harten Oberfläche ausgestaltet ist, um Verschleißerscheinungen beim Auftreffen des Ventilbolzens an der Einstellscheibe zu vermeiden bzw. zu minimieren. Demgegenüber kann die Dichthülse beispielsweise aus einem gegenüber der Einstellscheibe weicherem bzw. anderem Material bestehen.In a very particularly preferred structural implementation of the invention, it is proposed that the stroke limiter be effected by means of a shim which is arranged in the valve chamber. As a result, the manufacture of the sealing sleeve can be subject to greater tolerances with regard to its length, which reduces its production costs. Furthermore, this makes it possible, for example, to design the sealing sleeve and the adjusting disk made of different materials, wherein the adjusting disk is designed, for example, with a particularly wear-resistant or hard surface in order to avoid or minimize signs of wear when the valve pin strikes the adjusting disk. In contrast, the sealing sleeve may consist, for example, of a material softer or different from the adjusting disk.

Bei letztgenannter Variante unter Benutzung einer Einstellscheibe ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Einstellscheibe auf der der Ventilsitzfläche zugewandten Seite der Dichthülse angeordnet ist und zur Ausbildung des Hubanschlags mit einem im Durchmesser vergrößerten Abschnitt des Ventilbolzens zusammenwirkt.In the latter variant using a shim, it is particularly preferably provided that the shim is arranged on the valve seat surface side facing the sealing sleeve and cooperating to form the stroke stop with an enlarged diameter portion of the valve pin.

Die Druckfeder im Niederdruckbereich weist gegenüber dem Ventilbolzen im Ventilraum üblicherweise einen Durchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser des Ventilbolzens. Um eine einfache Übertragung der Federkraft von der Druckfeder auf den Ventilbolzen zu ermöglichen, ist es daher vorgesehen, dass zwischen der Druckfeder und dem Ventilbolzen ein vorzugsweise scheibenförmiger Übertragungskörper im Niederdruckbereich angeordnet ist, der von der Federkraft der Druckfeder belastet an der der Ventilfläche abgewandten Stirnseite des Ventilbolzens anliegt.The compression spring in the low-pressure region usually has a diameter, which is greater than the diameter of the valve pin, relative to the valve pin in the valve chamber. In order to enable a simple transfer of the spring force from the compression spring to the valve pin, it is therefore provided that between the compression spring and the valve pin, a preferably disc-shaped transfer body is arranged in the low pressure region, which loaded by the spring force of the compression spring rests against the valve face remote from the end face of the valve pin.

Die Reaktionsgeschwindigkeit der von dem Steuerventil betätigten, nachgeschalteten Hochdruckhydraulik auf die Ventilbolzenbewegung hängt insbesondere von dem Kraftstoffvolumen im Ventilraum ab. Um den Ventilraum zur Erzielung eines möglichst geringen Kraftstoffvolumens gegenüber dem Niederdruckbereich abzudichten ist es daher in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Dichthülse auf der der Druckfeder zugewandten Seite eine Beißkante aufweist, die an einer Stirnfläche des Ventilraums dichtend anliegt.The reaction rate of the actuated by the control valve, downstream high-pressure hydraulics on the valve pin movement depends in particular on the fuel volume in the valve chamber. In order to seal the valve space to achieve the lowest possible fuel volume compared to the low-pressure region, it is therefore provided in a further embodiment of the invention that the sealing sleeve on the side facing the compression spring has a biting edge which rests sealingly on an end face of the valve chamber.

Um unabhängig von der Genauigkeit der Ausbildung des Grundes des Niederdruckbereichs eine möglichst gute Ausrichtung der Druckfeder zur Längsachse des Ventilbolzens zu ermöglichen, ist es in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Druckfeder auf der dem Ventilbolzen abgewandten Seite an einem Federauflageelement anliegt. Dieses Federauflageelement bildet insbesondere eine plane bzw. ebene Auflage für die Druckfeder aus.In order to enable the best possible alignment of the compression spring to the longitudinal axis of the valve pin regardless of the accuracy of the formation of the bottom of the low pressure region, it is provided in a further embodiment of the invention that the compression spring rests on the side facing away from the valve pin on a spring support element. This spring support element in particular forms a plane or even support for the compression spring.

Eine weitere Verbesserung der Führung der Druckfeder wird erzielt, wenn das Federauflageelement Teil eines Führungselements ist, das einen vorzugsweise zapfenförmigen Führungsabschnitt aufweist, der von der Druckfeder radial umfasst ist.A further improvement of the leadership of the compression spring is achieved when the spring support member is part of a guide member having a preferably pin-shaped guide portion which is radially surrounded by the compression spring.

Eine nochmalige Verbesserung der Führung der Druckfeder durch das Federauflageelement wird erzielt, wenn das Federauflageelement auf der der Druckfeder abgewandten Seite eine radial umlaufende Fase aufweist. Dadurch liegt das Federauflageelement auch bei relativ großem Durchmesser, insbesondere einem Durchmesser der zumindest nahezu dem Durchmesser des Niederdruckbereichs entspricht, bündig am Grund des Niederdruckbereichs auf, da ein Übergangsbereich von der umlaufenden Seitenwand zum Grund vorhandene, fertigungstechnisch bedingte Ausrundung keinen Einfluss auf die plane Ausrichtung des Federauflageelements am Grund des Niederdruckbereichs hat.A further improvement of the leadership of the compression spring by the spring support member is achieved when the spring support member on the side facing away from the compression spring has a radially circumferential chamfer. As a result, even with a relatively large diameter, in particular a diameter which corresponds at least almost to the diameter of the low-pressure region, the spring-contact element is flush with the bottom of the low-pressure region, since a transition region from the circumferential side wall to the base does not influence the flat alignment of the production-related rounding Spring support element has at the bottom of the low pressure area.

Zur Erhöhung der Schließkraft des Ventilbolzens in Richtung der Ventilsitzfläche durch Ausbildung einer hydraulischen Schließkraft wird darüber hinaus vorgeschlagen, dass ein Durchmesser des Dichtsitzes zwischen dem Ventilbolzen und der Ventilsitzfläche größer ist als ein Durchmesser einer Führungsbohrung der Dichthülse, in der der Ventilbolzen geführt ist.To increase the closing force of the valve pin in the direction of the valve seat surface by forming a hydraulic closing force is also proposed that a diameter of the sealing seat between the valve pin and the valve seat surface is greater than a diameter of a guide bore of the sealing sleeve, in which the valve pin is guided.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.

Diese zeigt in:This shows in:

1 einen Ausschnitt eines ersten erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors im Bereich des Steuerventils im Längsschnitt und 1 a detail of a first fuel injector according to the invention in the region of the control valve in longitudinal section and

2 und 3 jeweils modifizierte Kraftstoffinjektoren, bei denen die Anordnung der Druckfeder im Niederdruckbereich sich von der Anordnung der Druckfeder im Niederdruckbereich gemäß der 1 unterscheidet, ebenfalls im Längsschnitt. 2 and 3 each modified fuel injectors, in which the arrangement of the compression spring in the low-pressure region of the arrangement of the compression spring in the low-pressure region according to the 1 different, also in longitudinal section.

Gleiche Bauteile bzw. Bauteile mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same components or components with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.

In der 1 ist ein erster erfindungsgemäßer Kraftstoffinjektor 1 ausschnittsweise dargestellt, wie er insbesondere für selbstzündende Brennkraftmaschinen zum Einspritzen in den Brennraum der Brennkraftmaschine dient. Ein bevorzugter Einsatz des Kraftstoffinjektors 1 besteht für eine Brennstoffeinspritzanlage mit einem Common-Rail, das den Dieselbrennstoff unter hohem Druck zu mehreren Kraftstoffinjektoren 1 führt. Der Kraftstoffinjektor 1 weist ein Gehäuse auf, in dem eine Drosselplatte 2 und eine Ventilplatte 3 angeordnet sind. Hierbei weist die Drosselplatte 2 eine Stirnseite 4 auf. Ferner weist die Ventilplatte 3 eine Stirnseite 5 auf, wobei die Drosselplatte 2 mit ihrer Stirnseite 4 an der Stirnseite 5 der Ventilplatte 3 anliegt. Weiterhin weist die Drosselplatte 2 eine von der Stirnseite 4 abgewandte, weitere Stirnseite 6 auf.In the 1 is a first inventive fuel injector 1 shown in detail, as it is used in particular for self-igniting internal combustion engines for injection into the combustion chamber of the internal combustion engine. A preferred use of the fuel injector 1 consists of a fuel injection system with a common rail, which supplies the diesel fuel under high pressure to several fuel injectors 1 leads. The fuel injector 1 has a housing in which a throttle plate 2 and a valve plate 3 are arranged. Here, the throttle plate 2 a front side 4 on. Furthermore, the valve plate 3 a front side 5 on, with the throttle plate 2 with her front side 4 at the front 5 the valve plate 3 is applied. Furthermore, the throttle plate 2 one from the front 4 opposite, further front side 6 on.

Beim Betrieb des Kraftstoffinjektors 1 wird von einer durch den Kraftstoffinjektor 1 geführten Brennstoffleitung über einen Kanalabschnitt 7, der durch die Drosselplatte 2 geführt ist, Brennstoff in einen Steuerraum 8 geführt. Hierbei weist der Kanalabschnitt 7 eine in der Drosselplatte 2 ausgebildete Zulaufdrossel 9 auf. Der Steuerraum 8 ist einerseits durch die Stirnseite 6 der Drosselplatte 2, und andererseits durch eine Stirnfläche 10 einer Düsennadel 11 sowie seitlich durch eine Hülse 12 begrenzt. Die Hülse 12 liegt an der Stirnseite 6 der Drosselplatte 2 an. Entsprechend dem Druck im Steuerraum 8 wird die Düsennadel 11 in einer Schließstellung gehalten oder entgegen der Schließrichtung 13 geöffnet. Der Druck des Brennstoffs im Steuerraum 8 wirkt hierbei gegen einen Brennstoffdruck in einem Brennstoffraum 14 und eine Düsenfederspannung. Aufgrund des an dem ventilraumseitigen Ende des Führungsspalts 48 anstehenden hohen Drucks entsteht ein geringfügiger Leckagestrom durch den Führungsspalt 48 zum druckentlasteten Raum 27.When operating the fuel injector 1 gets from one through the fuel injector 1 guided fuel line over a channel section 7 passing through the throttle plate 2 led fuel into a control room 8th guided. Here, the channel section 7 one in the throttle plate 2 trained inlet throttle 9 on. The control room 8th is on the one hand by the front page 6 the throttle plate 2 , and on the other hand by an end face 10 a nozzle needle 11 as well as laterally through a sleeve 12 limited. The sleeve 12 lies on the front side 6 the throttle plate 2 at. According to the pressure in the control room 8th becomes the nozzle needle 11 held in a closed position or opposite to the closing direction 13 open. The pressure of the fuel in the control room 8th acts against a fuel pressure in a fuel chamber 14 and a nozzle spring tension. Due to the valve space end of the guide gap 48 Pending high pressure creates a slight leakage current through the guide gap 48 to the pressure-relieved room 27 ,

Zum Steuern des Brennstoffdrucks im Steuerraum 8 dient ein Steuerventil 15. Das Steuerventil 15 weist einen Ventilraum 16 auf, der in der Ventilplatte 3 ausgebildet ist. Der Ventilraum 16 ist durch eine Innenwand 17, die an der Ventilplatte 3 ausgebildet ist und eine Dichtfläche 18 begrenzt, die Teil der Stirnseite 4 der Drosselplatte 2 ist. For controlling the fuel pressure in the control room 8th serves a control valve 15 , The control valve 15 has a valve chamber 16 on that in the valve plate 3 is trained. The valve room 16 is through an inner wall 17 attached to the valve plate 3 is formed and a sealing surface 18 limited, the part of the front 4 the throttle plate 2 is.

In dem Ventilraum 16 sind eine Dichthülse 19 und zumindest abschnittsweise ein Ventilbolzen 20 angeordnet. Der Ventilbolzen 20 ist in einer Führungsbohrung 22 der Dichthülse 19 geführt. Das Steuerventil 15 weist eine Längsachse 23 auf, entlang der der Ventilbolzen 20 betätigbar ist.In the valve room 16 are a sealing sleeve 19 and at least partially a valve pin 20 arranged. The valve pin 20 is in a pilot hole 22 the sealing sleeve 19 guided. The control valve 15 has a longitudinal axis 23 on, along the valve pin 20 is operable.

Die Ventilplatte 3 weist eine Ausnehmung 24 auf, in die eine Ablaufbohrung 25 mündet. Die Ablaufbohrung 25 ist über die Ausnehmung 24 einerseits mit dem Ventilraum 16 verbunden. Andererseits mündet die Ablaufbohrung 25 in den Steuerraum 8. Die Ablaufbohrung 25 weist eine Ablaufdrossel 26 auf. Somit verbindet die Ablaufbohrung 25 den Steuerraum 8 mit dem Ventilraum 16. Die Ablaufbohrung 25 ist mit der Ablaufdrossel 26 in diesem Ausführungsbeispiel in der Drosselplatte 2 ausgebildet.The valve plate 3 has a recess 24 on, in which a drain hole 25 empties. The drain hole 25 is over the recess 24 on the one hand with the valve chamber 16 connected. On the other hand, the drain hole opens 25 in the control room 8th , The drain hole 25 has an outlet throttle 26 on. Thus, the drain hole connects 25 the control room 8th with the valve room 16 , The drain hole 25 is with the drain throttle 26 in this embodiment in the throttle plate 2 educated.

In der Drosselplatte 2 ist außerdem ein Niederdruckbereich in Form eines druckentlasteten Raums 27 ausgebildet, der über einen Rücklaufkanal 28 mit einem Niederdruckrücklauf oder dergleichen verbunden ist. Der druckentlastete Raum 27 bildet somit einen Niederdruckbereich aus. In dem druckentlasteten Raum 27 ist ein Führungselement 29 für eine Druckfeder 30 angeordnet. Hierbei weist das Führungselement 29 einen zapfenförmigen Führungsabschnitt 31 auf, der von der Druckfeder 30 radial umfasst ist. In Richtung des Grundes 32 des druckentlasteten Raums 27, der in Form einer Sacklochbohrung ausgebildet ist, weist das Führungselement 29 ein Federauflageelement 33 auf, das einstückig am Führungsabschnitt 31 angeformt ist. Das Federauflageelement 33 weist auf der dem Grund 32 des druckentlasteten Raums 27 zugewandten Seite eine radial umlaufende Fase 34 auf.In the throttle plate 2 is also a low-pressure area in the form of a pressure-relieved room 27 formed, which via a return channel 28 is connected to a low pressure return or the like. The pressure relieved room 27 thus forms a low pressure area. In the pressure-relieved room 27 is a guide element 29 for a compression spring 30 arranged. Here, the guide element 29 a peg-shaped guide portion 31 up, from the compression spring 30 is included radially. Towards the bottom 32 the pressure-relieved room 27 , which is formed in the form of a blind hole, has the guide element 29 a spring support element 33 on, the one-piece at the guide section 31 is formed. The spring support element 33 points to the reason 32 the pressure-relieved room 27 facing side a radially circumferential chamfer 34 on.

Die Druckfeder 30 stützt sich mit ihrer einen Stirnseite gegen das Federauflageelement 33 und mit ihrer anderen Stirnseite gegen einen scheibenförmigen Übertragungskörper 35 ab. Sowohl der Übertragungskörper 35, als auch das Federauflageelement 33 weisen einen Durchmesser auf, der vorzugsweise lediglich etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des druckentlasteten Raums 27, der im Übergangsbereich zwischen seiner radial umlaufenden Innenwand zum Grund 32 hin mit einer gerundet ausgebildeten Kante 36 im Bereich der Fase 34 ausgebildet ist.The compression spring 30 is supported with its one end face against the spring support element 33 and with its other end face against a disk-shaped transmission body 35 from. Both the transmission body 35 , as well as the spring support element 33 have a diameter which is preferably only slightly smaller than the inner diameter of the pressure-relieved space 27 , in the transition region between its radially encircling inner wall to the bottom 32 out with a rounded edge 36 in the area of the chamfer 34 is trained.

Die Dichthülse 19 weist auf der der Druckfeder 30 zugewandten Stirnseite eine radial umlaufende Beißkante 38 auf, die an der Stirnseite 4 der Drosselplatte 2 dichtend anliegt. The sealing sleeve 19 indicates the pressure spring 30 facing end face a radially encircling biting edge 38 on, at the front 4 the throttle plate 2 sealingly rests.

Die Ventilplatte 3 weist eine teilweise kegelförmige Anlagefläche 40 auf. Ferner ist an der Ventilplatte 3 eine Ventilsitzfläche 41 ausgebildet, die Teil der kegelförmigen Anlagefläche 40 ist. Der Ventilbolzen 20 wirkt mit der Ventilsitzfläche 41 zu einem Dichtsitz 42 zusammen. In unbetätigtem Zustand des Steuerventils 15 ist der Dichtsitz 42 geschlossen. Hierbei wirkt zum Einen die Kraft der Druckfeder 30 in die Schließrichtung 13, zum Anderen wirkt beim Betrieb eine durch den Druck des Brennstoffs bedingte hydraulische Kraft in Richtung der Schließstellung 43.The valve plate 3 has a partial conical bearing surface 40 on. Further, on the valve plate 3 a valve seat surface 41 formed, which is part of the conical bearing surface 40 is. The valve pin 20 acts with the valve seat surface 41 to a sealing seat 42 together. In the unactuated state of the control valve 15 is the seal seat 42 closed. This acts on the one hand, the force of the compression spring 30 in the closing direction 13 On the other hand, during operation, a hydraulic force caused by the pressure of the fuel acts in the direction of the closed position 43 ,

Zwischen der Innenwand 17 und einer Außenseite 45 der Dichthülse 19 ist ein Brennstoffspalt 46 ausgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Brennstoffspalt 46 als ringförmiger Brennstoffspalt 46 ausgebildet. Über den Brennstoffspalt 46 gelangt der Brennstoff aus der Ablaufbohrung 25 zu einem Durchgangsspalt 47 im Bereich der kegelförmigen Anlagefläche 40. Über den Durchgangsspalt 47 gelangt der Brennstoff wiederum in einen Führungsspalt 48, der zwischen der Dichthülse 19 und dem Ventilbolzen 20 ausgebildet ist.Between the inner wall 17 and an outside 45 the sealing sleeve 19 is a fuel gap 46 educated. In this embodiment, the fuel gap 46 as an annular fuel gap 46 educated. About the fuel gap 46 the fuel comes out of the drain hole 25 to a passage gap 47 in the area of the conical bearing surface 40 , About the passage gap 47 the fuel in turn enters a guide gap 48 that is between the sealing sleeve 19 and the valve pin 20 is trained.

Beim Betrieb des Kraftstoffinjektors 1 wird unter Hochdruck stehender Brennstoff über die Zulaufdrossel 9 in den Steuerraum 8 geführt. Somit stellt sich auch im Brennstoffspalt 46 ein hoher Brennstoffdruck ein. Dieser hohe Brennstoffdruck wirkt über den Durchgangsspalt 47 auch im Führungsspalt 48. Aufgrund des geschlossenen Dichtsitzes 42 ist eine Abdichtung gegenüber einem Niederdruckraum 49 gewährleistet, der jenseits des Dichtsitzes 42 an den Ventilbolzen 20 angrenzt. Da ein Durchmesser 51 des Ventilbolzens 20 kleiner ist als ein Durchmesser 52 des Dichtsitzes 42 ergibt sich durch den Druck des Brennstoffs eine hydraulische Schließkraft in der Schließrichtung 43.When operating the fuel injector 1 High-pressure fuel is supplied via the inlet throttle 9 in the control room 8th guided. Thus, also arises in the fuel gap 46 a high fuel pressure. This high fuel pressure acts across the passage gap 47 also in the lead gap 48 , Due to the closed sealing seat 42 is a seal against a low-pressure space 49 guaranteed, beyond the seal seat 42 on the valve pin 20 borders. Because a diameter 51 of the valve pin 20 is smaller than a diameter 52 of the sealing seat 42 results from the pressure of the fuel, a hydraulic closing force in the closing direction 43 ,

Die Betätigung des Ventilbolzens 20 erfolgt durch einen Aktor 55, der auf ein Übergangsstück 59 entgegen der Schließrichtung 43 wirkt. Der Aktor 55 kann als Piezoaktor (vorzugsweise mit hydraulischem Koppler) oder auch als Magnetaktor ausgebildet sein.The actuation of the valve pin 20 done by an actuator 55 who is on a transitional piece 59 against the closing direction 43 acts. The actor 55 can be designed as a piezoelectric actuator (preferably with a hydraulic coupler) or as a magnetic actuator.

Zur Begrenzung des Öffnungshubes des Ventilbolzens 20 bei betätigtem Aktor 55 wirkt ein im Durchmesser vergrößerter Abschnitt 60 des Ventilbolzens 20 mit seiner Unterseite 61 zumindest mittelbar mit der Dichthülse 19 zusammen. Hierzu ist zwischen der Unterseite 61 und der dem Abschnitt 60 zugewandten Stirnfläche der Dichthülse 19 eine Einstellscheibe 65 angeordnet. Die Dicke 66 der Einstellscheibe 65 ergibt sich aus den geometrischen Abmessungen des Ventilraums 16, insbesondere der Höhe zwischen der Stirnseite 4 zur Ventilsitzfläche 41 und der Höhe der Dichthülse 19. Wesentlich dabei ist, dass in der Öffnungsstellung des Ventilbolzens 20, in der bei betätigtem Aktor 55 die Unterseite 61 des Ventilbolzens 20 auf der Oberseite der Einstellscheibe 65 anliegt, zwischen der der Druckfeder 30 zugewandten Unterseite des Übertragungskörpers 35 und dem Führungselement 29 noch ein Spalt 67 verbleibt.To limit the opening stroke of the valve pin 20 with actuated actuator 55 acts an enlarged diameter section 60 of the valve pin 20 with its bottom 61 at least indirectly with the sealing sleeve 19 together. This is between the bottom 61 and the section 60 facing end face of the sealing sleeve 19 a dial 65 arranged. The fat 66 the shim 65 results from the geometric dimensions of the valve chamber 16 , in particular the height between the front side 4 to the valve seat surface 41 and the height of the sealing sleeve 19 , It is essential that in the open position of the valve pin 20 , in which actuator is actuated 55 the bottom 61 of the valve pin 20 on the top of the shim 65 is present, between the pressure spring 30 facing bottom of the transmission body 35 and the guide element 29 another gap 67 remains.

Besonders vorteilhaft ist es, zumindest eine Kontaktfläche zwischen dem Ventilbolzen 20 und der Einstellscheibe 65 und/oder zwischen der Einstellscheibe 65 und der Dichthülse 19 mit mindestens einer radial umlaufenden Nut zu versehen, die in der Darstellung der 1 nicht erkennbar ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass auch bei geöffnetem Steuerventil 15, also bei an seinem Hubanschlag befindlichen Ventilbolzen 20, das ventilraumseitige Ende des Kraftstoffspalts 48 hydraulisch mit dem Ventilraum 16 verbunden ist. Auf diese Weise wird ein hydraulisches Kleben zwischen dem Ventilbolzen 20 und der Dichthülse 19 vermieden.It is particularly advantageous to have at least one contact surface between the valve pin 20 and the dial 65 and / or between the dial 65 and the sealing sleeve 19 to provide at least one radially circumferential groove, which in the illustration of 1 is not recognizable. In this way it is achieved that even with the control valve open 15 , ie with the valve pin located on its stroke stop 20 , the valve chamber end of the fuel gap 48 hydraulically with the valve chamber 16 connected is. In this way, a hydraulic bonding between the valve pin 20 and the sealing sleeve 19 avoided.

Bei dem in der 2 dargestellten Kraftstoffinjektor 1a weist das Führungselement 29a lediglich ein Federaufnahmeelement 33a, jedoch keinen Führungsabschnitt 31 entsprechend dem Kraftstoffinjektor 1 auf.In the in the 2 illustrated fuel injector 1a has the guide element 29a only a spring receiving element 33a but no guidance section 31 according to the fuel injector 1 on.

Bei dem in der 3 dargestellten Kraftstoffinjektor 1b ist im Gegensatz zum Kraftstoffinjektor 1 innerhalb des druckentlasteten Raums 27 kein Führungselement 29 vorgesehen. Vielmehr stützt sich die Druckfeder 30 zwischen dem Übertragungskörper 35 und dem Grund 32 des druckentlasteten Raums 27 ab.In the in the 3 illustrated fuel injector 1b is unlike the fuel injector 1 within the pressure-relieved room 27 no guide element 29 intended. Rather, the compression spring is supported 30 between the transfer body 35 and the reason 32 the pressure-relieved room 27 from.

Die soweit beschriebenen Kraftstoffinjektoren 1, 1a und 1b können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Dieser besteht darin, den Hubanschlag für den Ventilbolzen 20 in seiner Öffnungsstellung durch eine entsprechende Dimensionierung der Dichthülse 19, insbesondere jedoch durch die Dimensionierung einer Einstellscheibe 65 einzustellen, die zwischen der Dichthülse 19 und der Drosselplatte 2 bzw. dem druckentlasteten Raum 27 angeordnet ist. So liegt es auch im Rahmen der Erfindung, auf die Einstellscheibe 65 zu verzichten, und die Hubbegrenzung des Ventilbolzens 20 durch eine entsprechend genaue Fertigung der Länge bzw. Höhe der Dichthülse 19 auszubilden. Weiterhin können die Kontaktflächen zwischen der Dichthülse 19 und der Einstellscheibe 65 und/oder zwischen der Einstellscheibe 65 und dem Ventilbolzen 20 jeweils plan oder konisch ausgebildet sein. Die Kegelwinkel können dabei jeweils derart gewählt sein, dass sich eine echte Kontaktfläche ausbildet, aber auch derart, dass sich eine Kontaktline ausbildet.The fuel injectors described so far 1 . 1a and 1b can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention. This consists in the stroke stop for the valve pin 20 in its open position by a corresponding dimensioning of the sealing sleeve 19 , but especially by the dimensioning of a shim 65 adjust, between the sealing sleeve 19 and the throttle plate 2 or the pressure-relieved room 27 is arranged. So it is also within the scope of the invention, on the shim 65 to dispense, and the stroke limit of the valve pin 20 by a correspondingly accurate production of the length or height of the sealing sleeve 19 train. Furthermore, the contact surfaces between the sealing sleeve 19 and the dial 65 and / or between the dial 65 and the valve pin 20 each be planed or conical. The cone angles can each be selected such that a true contact surface is formed, but also in such a way that a contact line is formed.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010063540 A1 [0002] DE 102010063540 A1 [0002]

Claims (11)

Kraftstoffinjektor (1; 1a; 1b), insbesondere für selbstzündende Brennkraftmaschinen, mit einem Steuerventil (15) und einem Steuerraum (8), wobei der Steuerraum (8) über eine Ablaufbohrung (25) mit einem Ventilraum (16) des Steuerventils (15) verbunden ist, wobei in dem Ventilraum (16) ein Ventilbolzen (20) angeordnet ist, wobei der Ventilbolzen (20) von der Federkraft einer Druckfeder (30) in einer ersten Stellung in eine Schließstellung belastet ist, in der er mit einer Ventilsitzfläche (41) zusammenwirkt, wobei die Druckfeder (30) in einem gegenüber dem Ventilraum (16) abgedichteten Niederdruckbereich (27) angeordnet ist, wobei der Öffnungshub des Ventilbolzens (20) für eine zweite Stellung, in der der Ventilbolzen (20) von der Ventilsitzfläche (41) beabstandet ist, einstellbar ist, und wobei der Ventilbolzen (20) im Ventilraum (16) von einer den Ventilbolzen (20) radial umfassenden Dichthülse (19) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungshub des Ventilbolzens (20) durch ein zumindest mittelbares Anliegen des Ventilbolzens (20) an der Dichthülse (19) erfolgt. Fuel injector ( 1 ; 1a ; 1b ), in particular for self-igniting internal combustion engines, with a control valve ( 15 ) and a control room ( 8th ), whereby the control room ( 8th ) via a drain hole ( 25 ) with a valve space ( 16 ) of the control valve ( 15 ), wherein in the valve space ( 16 ) a valve pin ( 20 ), wherein the valve pin ( 20 ) of the spring force of a compression spring ( 30 ) is loaded in a first position into a closed position in which it is provided with a valve seat surface ( 41 ) cooperates, wherein the compression spring ( 30 ) in one opposite the valve space ( 16 ) sealed low pressure area ( 27 ), wherein the opening stroke of the valve pin ( 20 ) for a second position in which the valve pin ( 20 ) from the valve seat surface ( 41 ) is adjustable, and wherein the valve pin ( 20 ) in the valve chamber ( 16 ) of a the valve pin ( 20 ) radially comprehensive sealing sleeve ( 19 ), characterized in that the opening stroke of the valve pin ( 20 ) by an at least indirect concern of the valve pin ( 20 ) on the sealing sleeve ( 19 ) he follows. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubbegrenzung mittels einer Einstellscheibe (65) erfolgt, die im Ventilraum (16) angeordnet ist.Fuel injector according to claim 1, characterized in that the stroke limitation by means of a shim ( 65 ), which in the valve space ( 16 ) is arranged. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellscheibe (65) auf der der Ventilsitzfläche (41) zugewandten Seite der Dichthülse (19) angeordnet ist und zur Ausbildung des Hubanschlags mit einem im Durchmesser vergrößerten Abschnitt (60) des Ventilbolzens (20) zusammenwirkt. Fuel injector according to claim 2, characterized in that the shim ( 65 ) on the valve seat surface ( 41 ) facing side of the sealing sleeve ( 19 ) is arranged and for the formation of the stroke stop with an enlarged diameter section ( 60 ) of the valve pin ( 20 ) cooperates. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Druckfeder (30) und dem Ventilbolzen (20) ein vorzugsweise scheibenförmiger Übertragungskörper (35) im Niederdruckbereich (27) angeordnet ist, der von der Federkraft der Druckfeder (30) belastet an der der Ventilsitzfläche (41) abgewandten Stirnseite des Ventilbolzens (20) anliegt.Fuel injector according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the compression spring ( 30 ) and the valve pin ( 20 ) a preferably disk-shaped transmission body ( 35 ) in the low pressure range ( 27 ) is arranged, by the spring force of the compression spring ( 30 ) loaded on the valve seat surface ( 41 ) facing away from the end face of the valve pin ( 20 ) is present. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichthülse (19) auf der der Druckfeder (30) zugewandten Seite eine Beißkante (38) aufweist, die an einer Stirnfläche (18) des Ventilraums (16) dichtend anliegt. Fuel injector according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sealing sleeve ( 19 ) on the compression spring ( 30 ) facing side a biting edge ( 38 ), which at an end face ( 18 ) of the valve space ( 16 ) sealingly. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (30) auf der dem Ventilbolzen (20) abgewandten Seite an einem Federauflageelement (33; 33a) anliegt.Fuel injector according to one of claims 1 to 5, characterized in that the compression spring ( 30 ) on the valve pin ( 20 ) facing away from a spring support element ( 33 ; 33a ) is present. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Federauflageelement (33) Teil eines Führungselements (29) ist, das einen vorzugsweise zapfenförmigen Führungsabschnitt (31) aufweist, der von der Druckfeder (30) radial umfasst ist. Fuel injector according to claim 6, characterized in that the spring support element ( 33 ) Part of a guide element ( 29 ), which has a preferably peg-shaped guide section ( 31 ), of the compression spring ( 30 ) is radially included. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Federauflageelement (33; 33a) auf der der Druckfeder (30) abgewandten Seite eine radial umlaufende Fase (34) aufweist.Fuel injector according to claim 6 or 7, characterized in that the spring support element ( 33 ; 33a ) on the compression spring ( 30 ) facing away from a radially circumferential chamfer ( 34 ) having. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruckraum (27) als Sackloch ausgebildet ist und an seinem Grund (32) eine gerundete Kante (36) aufweist. Fuel injector according to one of claims 1 to 8, characterized in that the low pressure space ( 27 ) is formed as a blind hole and at its bottom ( 32 ) a rounded edge ( 36 ) having. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an einer der Kontaktflächen zwischen dem Ventilbolzen (20) und der Einstellscheibe (65), zwischen der Einstellscheibe (65) und der Dichthülse (19), oder zwischen dem Ventilbolzen (20) und der Dichthülse (19) zumindest eine sich in radialer Richtung erstreckende Nut ausgebildet ist, und dass die Nut den Ventilraum (16) und das ventilraumseitige Ende des Führungsspalts zwischen der Dichthülse (19) und dem Ventilbolzen (20) hydraulisch miteinander verbindet.Fuel injector according to one of claims 2 to 9, characterized in that at least at one of the contact surfaces between the valve pin ( 20 ) and the shim ( 65 ), between the shim ( 65 ) and the sealing sleeve ( 19 ), or between the valve pin ( 20 ) and the sealing sleeve ( 19 ) is formed at least one extending in the radial direction groove, and that the groove the valve space ( 16 ) and the valve chamber end of the guide gap between the sealing sleeve ( 19 ) and the valve pin ( 20 ) connects hydraulically to each other. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser (52) eines Dichtsitzes (42) zwischen dem Ventilbolzen (20) und der Ventilsitzfläche (41) größer ist als ein Durchmesser (51) einer Führungsbohrung (22) der Dichthülse (19), in der der Ventilbolzen (20) geführt ist.Fuel injector according to one of claims 1 to 10, characterized in that a diameter ( 52 ) of a sealing seat ( 42 ) between the valve pin ( 20 ) and the valve seat surface ( 41 ) is larger than a diameter ( 51 ) a guide bore ( 22 ) of the sealing sleeve ( 19 ), in which the valve pin ( 20 ) is guided.
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