DE102020215215A1

DE102020215215A1 - fuel injector

Info

Publication number: DE102020215215A1
Application number: DE102020215215.2A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Schmieder; David Pfefferle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-12-02
Filing date: 2020-12-02
Publication date: 2022-06-02

Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, umfasst eine Magnetspule (10), einen durch die Magnetspule (10) in einer Schließrichtung von einer Rückstellfeder (23) beaufschlagten Anker (20) und eine mit dem Anker (20) kraftschlüssig in Verbindung stehende Ventilnadel (3) zur Betätigung eines Ventilschließkörpers (4), der zusammen mit einer Ventilsitzfläche (6) einen Dichtsitz bildet. In einer der zulaufseitigen Brennstoffzufuhr (16) dienenden Anschlusshülse (40) bzw. in einem Innenpol (13) ist ein Einstellelement (50) zur Einstellung der Federkraft einer Rückstellfeder (23) angeordnet. Das Einstellelement (50) ist von einer dünnwandigen Hülse (51) nach außen begrenzt, und im Inneren der Hülse (51) sind ein Filterelement (62) und ein Drosselelement (52) als jeweils eigenständige Einbauteile eingebracht. Im Inneren der Hülse (51) ist des Weiteren ein vorgespannter Klemmring (57) angeordnet, der eine radiale Pressung der Hülse (51) gegen die Innenwandung einer Längsöffnung (70) der Brennstoffzufuhr (16), insbesondere des Innenpols (13), ausübt.A fuel injection valve (1) for fuel injection systems of internal combustion engines, in particular for injecting fuel directly into the combustion chamber of an internal combustion engine, comprises a magnetic coil (10), an armature (20) acted upon by the magnetic coil (10) in a closing direction by a restoring spring (23) and a valve needle (3) which is non-positively connected to the armature (20) in order to actuate a valve closing body (4) which, together with a valve seat surface (6), forms a sealing seat. An adjusting element (50) for adjusting the spring force of a restoring spring (23) is arranged in a connection sleeve (40) serving for the supply-side fuel supply (16) or in an inner pole (13). The adjusting element (50) is delimited on the outside by a thin-walled sleeve (51), and inside the sleeve (51) a filter element (62) and a throttle element (52) are introduced as separate built-in parts. Inside the sleeve (51) there is also a prestressed clamping ring (57) which exerts radial pressure on the sleeve (51) against the inner wall of a longitudinal opening (70) in the fuel supply (16), in particular the inner pole (13).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention is based on a fuel injection valve according to the species of the main claim.

Aus der DE 40 03 228 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei dem ein Brennstofffilter am zulaufseitigen Ende des Brennstoffeinspritzventils in den Brennstoffeinlassstutzen eingepresst ist. Dieser Brennstofffilter ist am Umfang beispielsweise mit einem Messingring versehen, der mit der Wandung des Brennstoffeinlassstutzens die Paarung beim Einpressen des Brennstofffilters bildet. Der Messingring umgibt einen ringförmigen Kunststoffmassivabschnitt des Grundkörpers des Brennstofffilters, von dem aus z.B. drei Stege in Längsrichtung bis zu einem gemeinsamen Bodenabschnitt verlaufen, von denen das eigentliche Siebgewebe in diesen Teilbereichen umspritzt ist. Eine Einstellhülse stromabwärts des Brennstofffilters dient zur Einstellung der Federvorspannung einer an der Einstellhülse anliegenden Rückstellfeder.From the DE 40 03 228 A1 a fuel injector is known in which a fuel filter is pressed into the fuel inlet connector at the inlet end of the fuel injector. This fuel filter is provided with a brass ring on the circumference, for example, which forms the pairing with the wall of the fuel inlet connection when the fuel filter is pressed in. The brass ring surrounds a ring-shaped solid plastic section of the base body of the fuel filter, from which, for example, three webs run in the longitudinal direction to a common bottom section, of which the actual screen fabric is injection molded in these partial areas. An adjustment sleeve downstream of the fuel filter is used to adjust the spring preload of a restoring spring resting on the adjustment sleeve.

Bekannt sind desweiteren bereits Brennstoffeinspritzventile, bei denen die Einstellhülse und der Brennstofffilter als ein so genanntes Kombibauteil vorliegen, also die beiden Funktionen der Einstellung der Federvorspannung einer an der Einstellhülse anliegenden Rückstellfeder und die Filterung des einströmenden Brennstoffs in einem Bauteil integriert sind ( US 5,335,863 A , US 6,434,822 B1 , EP 1 296 057 B1 , EP 2 426 351 A1 , EP 1 377 747 A1 ). Alle bekannten Lösungen zeichnen sich dadurch aus, dass ein Pressbereich im Bereich der Einstellhülse vorgesehen ist, der mit der Wandung des sie umgebenden Anschlussstutzens eine Presspassung eingeht, die so eng gewählt ist, dass über die Lebensdauer des Brennstoffeinspritzventils die Federspannung konstant gehalten bleibt, also ein Verrutschen der Einstellhülse ausgeschlossen ist.Furthermore, fuel injection valves are already known in which the adjustment sleeve and the fuel filter are present as a so-called combined component, i.e. the two functions of adjusting the spring preload of a return spring lying against the adjustment sleeve and filtering the inflowing fuel are integrated in one component ( US 5,335,863A , US 6,434,822 B1 , EP 1 296 057 B1 , EP 2 426 351 A1 , EP 1 377 747 A1 ). All known solutions are characterized in that a pressing area is provided in the area of the adjusting sleeve, which enters into a press fit with the wall of the connecting piece surrounding it, which is selected so tightly that the spring tension remains constant over the service life of the fuel injector, i.e. on Slipping of the adjustment sleeve is excluded.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass ein Einstellelement als Kombibauteil im Brennstoffzulauf eingesetzt ist, dass eine hohe Funktionsintegration (Einstellung der Federkraft der Rückstellfeder, Filterung des Brennstoffs, Dämpfung von Druckpulsationen) in sich vereint, wobei das Einstellelement von einer Hülse nach außen hin gebildet ist und im Inneren der Hülse des Weiteren ein vorgespannter Klemmring angeordnet ist, der eine radiale Pressung der Hülse gegen die Innenwandung einer Längsöffnung der Brennstoffzufuhr ausübt.The fuel injector according to the invention with the features of the main claim has the advantage that an adjustment element is used as a combination component in the fuel feed that combines a high degree of functional integration (adjustment of the spring force of the return spring, filtering of the fuel, damping of pressure pulsations), the adjustment element being Sleeve is formed towards the outside and inside the sleeve further a prestressed clamping ring is arranged, which exerts a radial pressure of the sleeve against the inner wall of a longitudinal opening of the fuel supply.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Klemmrings und dessen Anordnung in der Hülse erhöhen sich in vorteilhafter Weise die Reibkräfte der Paarung Hülse des Einstellelements und Innenpol bzw. Anschlussstutzen/-hülse im Pressbereich. Auch bei hohen Einspritzdrücken von ca. 500 bar ist dadurch eine immer ausreichende Presskraft zwischen Einstellelement und Anschlussstutzen oder Innenpol gegeben.Due to the design of the clamping ring according to the invention and its arrangement in the sleeve, the frictional forces of the pairing of the sleeve of the adjustment element and the inner pole or connecting piece/sleeve in the pressing area increase in an advantageous manner. Even at high injection pressures of approx. 500 bar, there is always sufficient pressing force between the adjustment element and the connecting piece or inner pole.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.Advantageous developments and improvements of the fuel injector specified in the main claim are possible as a result of the measures listed in the subclaims.

Von Vorteil ist es, die Hülse zu konturieren und zwar indem radial nach außen stehende Vorwölbungen der Hülse durch eingeprägte Sicken gebildet sind, die über den Umfang des weitgehend zylindrischen Mantelbereichs der Hülse überstehen, wobei umfänglich zwischen den Vorwölbungen befindliche Verdrückabschnitte liegen, auf die der vorgespannte Klemmring die radiale Kraftausübung vornimmt, um diese radial elastisch zu verformen und die Hülse insgesamt über ihren gesamten Umfang zu pressen.It is advantageous to contour the sleeve, namely by forming radially outward protrusions of the sleeve by stamped beads that protrude beyond the circumference of the largely cylindrical jacket area of the sleeve, with compression sections located circumferentially between the protrusions, onto which the prestressed Clamping ring carries out the radial exertion of force in order to deform it radially elastically and to press the sleeve as a whole over its entire circumference.

In vorteilhafter Weise kann der Klemmring auch mit einer unrunden Kontur versehen sein, wobei der Klemmring im Querschnitt entweder spangenförmig mit einem Schlitz oder geschlossen ausgeführt ist. Für beide Fälle gilt, dass der Klemmring in seiner unrunden Kontur derart ausgestaltet ist, dass er wenigstens zwei, insbesondere drei Anlagebereiche an der Hülse garantiert, um eine möglichst große Radialkraft über die Hülse auf die Innenwandung von Innenpol bzw. Anschlussstutzen/-hülse zu übertragen.Advantageously, the clamping ring can also be provided with a non-round contour, with the clamping ring being designed either in the form of a clip with a slot or in a closed manner in cross section. In both cases, the non-round contour of the clamping ring is designed in such a way that it guarantees at least two, in particular three contact areas on the sleeve in order to transmit the greatest possible radial force via the sleeve to the inner wall of the inner pole or connecting piece/sleeve .

Mit sehr geringen Zusatzkosten und zudem einfach herstellbar ist durch das Einbringen eines zusätzlichen Drosselelements mit einer integrierten Drosselbohrung in dem Einstellelement eine erhebliche Geräuschreduzierung gegenüber Brennstoffeinspritzventilen ähnlicher Bauart und vergleichbarer konstruktiver Ausgestaltung erzielbar.With very low additional costs and also easy to manufacture, a significant noise reduction compared to fuel injectors of a similar design and comparable design can be achieved by introducing an additional throttle element with an integrated throttle bore in the adjusting element.

Da in idealer Weise in dem Einstellelement ein Filterelement integriert ist, ist die höchste denkbare Funktionsintegration an dem erfindungsgemäßen Einstellelement vorgenommen.Since a filter element is ideally integrated in the adjustment element, the highest conceivable functional integration is carried out on the adjustment element according to the invention.

Figurenlistecharacter list

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

1 einen axialen Schnitt durch ein Brennstoffeinspritzventil gemäß dem Stand der Technik,
2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem in 1 dargestellten Brennstoffeinspritzventil im Bereich II in 1 mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Einstellelements,
3 ein erstes Einstellelement gemäß 2 in einer Schnittdarstellung zusammen mit einer angedeuteten Rückstellfeder,
4 das Einstellelement in einer Schnittdarstellung in einem Schnitt entlang der Linie IV-IV in 3,
5 eine Detailansicht im Bereich einer Sicke der dünnwandigen Hülse des Einstellelements gemäß 4,
6 ein zweites Einstellelement gemäß 2 in einer Schnittdarstellung zusammen mit einer angedeuteten Rückstellfeder analog der Ansicht von 3,
7 das Einstellelement in einer Schnittdarstellung in einem Schnitt entlang der Linie VII-VII in 6,
8 ein drittes Einstellelement gemäß 2 in einer Schnittdarstellung zusammen mit einer angedeuteten Rückstellfeder analog der Ansicht von 3 und
9 das Einstellelement in einer Schnittdarstellung in einem Schnitt entlang der Linie IX-IX in 8.

Exemplary embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it

1 an axial section through a fuel injector according to the prior art,
2 an enlarged section of the in 1 illustrated fuel injector in area II in 1 with an inventive configuration of the adjustment element,
3 a first adjustment according to 2 in a sectional view together with an indicated return spring,
4 the adjusting element in a sectional view in a section along the line IV-IV in 3 ,
5 a detailed view in the area of a bead of the thin-walled sleeve of the adjustment element 4 ,
6 a second adjustment according to 2 in a sectional view together with an indicated return spring analogous to the view of 3 ,
7 the adjusting element in a sectional view in a section along the line VII-VII in 6 ,
8th a third adjustment according to 2 in a sectional view together with an indicated return spring analogous to the view of 3 and
9 the adjusting element in a sectional view in a section along the line IX-IX in 8th .

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

Bevor anhand der 2 bis 9 Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils näher beschrieben werden, soll zum besseren Verständnis der Erfindung zunächst anhand von 1 ein bereits bekanntes Brennstoffeinspritzventil bezüglich seiner wesentlichen Bauteile kurz erläutert werden.Before using the 2 until 9 Exemplary embodiments of a fuel injection valve according to the invention are described in more detail for a better understanding of the invention 1 an already known fuel injection valve will be explained briefly with regard to its essential components.

Das in 1 dargestellte Brennstoffeinspritzventil 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils 1 für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ausgeführt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine.This in 1 Fuel injection valve 1 shown is in the form of a fuel injection valve 1 for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines. Fuel injection valve 1 is particularly suitable for injecting fuel directly into a combustion chamber (not shown) of an internal combustion engine.

Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 angeordnet ist. Die Ventilnadel 3 steht mit einem Ventilschließkörper 4 in Wirkverbindung, der mit einer auf einem Ventilsitzkörper 5 angeordneten Ventilsitzfläche 6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1, welches über wenigstens eine Abspritzöffnung 7 verfügt. Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen einen Außenpol 9 einer Magnetspule 10 abgedichtet. Die Magnetspule 10 ist in einem Spulengehäuse 11 gekapselt und auf einen Spulenträger 12 gewickelt, welcher an einem Innenpol 13 der Magnetspule 10 anliegt. Der Innenpol 13 und der Außenpol 9 sind durch eine Verengung 26 voneinander getrennt und miteinander durch ein nicht ferromagnetisches Verbindungsbauteil 29 verbunden. Die Magnetspule 10 wird über eine Leitung 19 von einem über einen elektrischen Steckkontakt 17 zuführbaren elektrischen Strom erregt. Der Steckkontakt 17 ist von einer Kunststoffummantelung 18 umgeben, die am Innenpol 13 angespritzt sein kann.The fuel injection valve 1 consists of a nozzle body 2 in which a valve needle 3 is arranged. The valve needle 3 is in operative connection with a valve closing body 4 which cooperates with a valve seat surface 6 arranged on a valve seat body 5 to form a sealing seat. In the exemplary embodiment, fuel injector 1 is a fuel injector 1 that opens inwards and has at least one spray-discharge opening 7 . The nozzle body 2 is sealed against an outer pole 9 of a magnet coil 10 by a seal 8 . The magnetic coil 10 is encapsulated in a coil housing 11 and wound onto a coil carrier 12 which bears against an inner pole 13 of the magnetic coil 10 . The inner pole 13 and the outer pole 9 are separated from each other by a constriction 26 and connected to each other by a non-ferromagnetic connecting member 29 . The magnetic coil 10 is excited via a line 19 by an electrical current that can be supplied via an electrical plug contact 17 . The plug contact 17 is surrounded by a plastic casing 18 which can be injection molded onto the inner pole 13 .

Die Ventilnadel 3 ist in einer Ventilnadelführung 14 geführt, welche scheibenförmig ausgeführt ist. Zur Hubeinstellung dient eine zugepaarte Einstellscheibe 15. Stromaufwärts der Einstellscheibe 15 befindet sich ein Anker 20. Dieser steht über einen ersten Flansch 21 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 in Verbindung, welche durch eine Schweißnaht 22 mit dem ersten Flansch 21 verbunden ist. Auf dem ersten Flansch 21 stützt sich eine Rückstellfeder 23 ab, welche in der vorliegenden Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch eine Einstellhülse 24 auf Vorspannung gebracht wird.The valve needle 3 is guided in a valve needle guide 14 which is disk-shaped. A paired shim 15 is used to adjust the stroke. An armature 20 is located upstream of the shim 15. This is non-positively connected via a first flange 21 to the valve needle 3, which is connected to the first flange 21 by a weld seam 22. A restoring spring 23 is supported on first flange 21 and is pretensioned by an adjusting sleeve 24 in the present design of fuel injector 1 .

In der oberen Ventilnadelführung 14, im Anker 20 und an einem unteren Führungselement 36 verlaufen Brennstoffkanäle 30, 31 und 32. Der Brennstoff wird über eine zentrale Brennstoffzufuhr 16 zugeführt und durch ein Filterelement 25 gefiltert. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegen eine nicht weiter dargestellte Brennstoffverteilerleitung und durch eine weitere Dichtung 37 gegen einen nicht weiter dargestellten Zylinderkopf abgedichtet. Zwischen dem ersten Flansch 21 und dem Anker 20 ist eine Vorhubfeder 38 angeordnet, welche den Anker 20 im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 in Anlage an dem zweiten Flansch 34 hält. Die Federkonstante der Vorhubfeder 38 ist dabei wesentlich kleiner als die Federkonstante der Rückstellfeder 23.Fuel channels 30, 31 and 32 run in the upper valve needle guide 14, in the armature 20 and on a lower guide element 36. The fuel is supplied via a central fuel supply 16 and filtered by a filter element 25. Fuel injection valve 1 is sealed by a seal 28 against a fuel distribution line (not shown) and by a further seal 37 against a cylinder head (not shown). A pre-stroke spring 38 is arranged between first flange 21 and armature 20 and holds armature 20 in contact with second flange 34 when fuel injector 1 is in the idle state. The spring constant of the pre-stroke spring 38 is significantly smaller than the spring constant of the return spring 23.

Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Anker 20 von der Rückstellfeder 23 und der Vorhubfeder 38 entgegen seiner Hubrichtung so beaufschlagt, dass der Ventilschließkörper 4 an der Ventilsitzfläche 6 in dichtender Anlage gehalten wird. Bei Erregung der Magnetspule 10 baut diese ein Magnetfeld auf, welches den Anker 20 zunächst entgegen der Federkraft der Vorhubfeder 38 in Hubrichtung bewegt, wobei ein Ankerfreiweg durch den Abstand zwischen dem ersten Flansch 21 und dem Anker 20 vorgegeben ist. Nach Durchlaufen des Ankerfreiwegs nimmt der Anker 20 den ersten Flansch 21, welcher mit der Ventilnadel 3 verschweißt ist, entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 23 ebenfalls in Hubrichtung mit. Der Anker 20 durchläuft dabei einen Gesamthub, der der Höhe des Arbeitsspaltes 27 zwischen dem Anker 20 und dem Innenpol 13 entspricht. Der mit der Ventilnadel 3 in Verbindung stehende Ventilschließkörper 4 hebt von der Ventilsitzfläche 6 ab, und der über die Brennstoffkanäle 30 bis 32 geführte Brennstoff wird durch die Abspritzöffnung 7 abgespritzt.When fuel injector 1 is at rest, armature 20 is acted upon by restoring spring 23 and pre-stroke spring 38 counter to its stroke direction in such a way that valve-closing body 4 is held in sealing contact with valve seat surface 6 . When the magnet coil 10 is energized, it builds up a magnetic field which initially moves the armature 20 in the lifting direction against the spring force of the pre-stroke spring 38 , with an armature free travel being predetermined by the distance between the first flange 21 and the armature 20 . After passing through the free travel of the armature, the armature 20 also takes along the first flange 21, which is welded to the valve needle 3, against the spring force of the restoring spring 23 in the stroke direction. The armature 20 runs through a total stroke that corresponds to the height of the Working gap 27 between the armature 20 and the inner pole 13 corresponds. The valve closing body 4 connected to the valve needle 3 lifts off the valve seat surface 6 and the fuel guided via the fuel channels 30 to 32 is sprayed off through the spray-discharge opening 7 .

Wird der Spulenstrom abgeschaltet, fällt der Anker 20 nach genügendem Abbau des Magnetfeldes durch den Druck der Rückstellfeder 23 vom Innenpol 13 ab, wodurch sich der mit der Ventilnadel 3 in Verbindung stehende erste Flansch 21 entgegen der Hubrichtung bewegt. Die Ventilnadel 3 wird dadurch in die gleiche Richtung bewegt, wodurch der Ventilschließkörper 4 auf der Ventilsitzfläche 6 aufsetzt und das Brennstoffeinspritzventil 1 geschlossen wird. Die Vorhubfeder 38 beaufschlagt den Anker 20 dann wiederum so, dass dieser nicht von dem zweiten Flansch 34 zurückprellt, sondern ohne Anschlagspreller in den Ruhezustand zurückkehrt.If the coil current is switched off, the armature 20 falls off the inner pole 13 after the magnetic field has sufficiently decayed due to the pressure of the return spring 23, as a result of which the first flange 21 connected to the valve needle 3 moves in the opposite direction to the stroke direction. As a result, valve needle 3 is moved in the same direction, as a result of which valve closing body 4 touches valve seat surface 6 and fuel injector 1 is closed. The pre-stroke spring 38 then acts on the armature 20 in such a way that it does not bounce back from the second flange 34 but returns to the resting state without a stop bounce.

Der Innenpol 13 ist zum Zulaufende des Brennstoffeinspritzventils 1 hin hülsenförmig ausgeführt und bildet insofern in diesem Bereich eine Anschlusshülse 40. Die Anschlusshülse 40 kann auch als separates Bauteil unabhängig vom Innenpol 13 ausgeformt sein, in die dann z.B. der Innenpol 13 eingepasst ist. Im Bereich der Anschlusshülse 40 ist das Filterelement 25 eingebracht, das der Herausfiltrierung solcher Partikel im Brennstoff dient, die ansonsten zu Funktionsbeeinträchtigungen an den relevanten Ventilbauteilen wie dem Dichtsitz führen könnten.Inner pole 13 is sleeve-shaped toward the inlet end of fuel injector 1 and forms a connection sleeve 40 in this area. The filter element 25 is introduced in the area of the connecting sleeve 40 and serves to filter out those particles in the fuel which could otherwise lead to functional impairments in the relevant valve components such as the sealing seat.

Der elektromagnetische Kreis kann z.B. auch durch einen Piezoaktor oder einen magnetostriktiven Aktor als Aktuator ersetzt werden.The electromagnetic circuit can, for example, also be replaced by a piezo actuator or a magnetostrictive actuator as an actuator.

2 zeigt in einer auszugsweisen axialen Schnittdarstellung ungefähr den in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt als ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Einstellelements 50, das als Kombibauteil ausgeführt ist und zumindest die Funktionen der Einstellhülse 24 und des Filterelements 25 vereint. Zusätzlich kann das Kombibauteil in idealer Weise noch eine dritte Funktion erfüllen, indem ein Drosselelement 52 mitintegriert ist, das eine einen geringen Durchmesser aufweisende Drosselbohrung 54 aufweist. 2 shows in a partial axial sectional view approximately the 1 Section designated II as an inventive embodiment of an adjustment element 50, which is designed as a combination component and combines at least the functions of the adjustment sleeve 24 and the filter element 25. In addition, the combination component can ideally fulfill a third function, in that a throttle element 52 is also integrated, which has a throttle bore 54 with a small diameter.

In der 3 ist ein erstes Einstellelement 50 gemäß 2 in einer Schnittdarstellung zusammen mit der angedeuteten Rückstellfeder 23 und im eingebauten Zustand im Innenpol 13 dargestellt. Das Einstellelement 50 besteht aus mehreren Einzelteilen. So bildet die äußere Ummantelung des Einstellelements 50 eine metallene Hülse 51, die weitgehend topfförmig ausgeführt ist und dabei einen Mantelbereich 61 und auch einen Bodenbereich 53 umfasst, an dem sich die Rückstellfeder 23 abstützen kann, und mittels Tiefziehen hergestellt ist. Die dünnwandige Hülse 51 ist dabei derart ausgestaltet, dass abströmseitig im Bodenbereich 53 das eigenständige Bauteil Drosselelement 52 eingebracht ist. In vorteilhafter Art und Weise weist der Bodenbereich 53 der Hülse 51 einen mittleren, sich axial erstreckenden Verlängerungsbereich 55 auf, in dem das Drosselelement 52 eingepasst ist. Das Drosselelement 52 ist hier als hülsenförmiges Tiefziehteil hergestellt. Dabei wird das Drosselelement 52 z.B. mit einem kragenförmigen Abschnitt ausgeführt, der dann in einen korrespondierenden, ebenfalls gewölbten Abschnitt des Verlängerungsbereichs 55 der Hülse 51 eingepasst werden kann. Ein solches tiefgezogenes Drosselelement 52 kann sehr einfach und kostengünstig hergestellt werden. Die Drosselbohrung 54 kann außerdem in ihrer Länge und Öffnungsweite sehr variabel gestaltet werden.In the 3 is a first adjustment element 50 according to FIG 2 shown in a sectional view together with the indicated return spring 23 and in the installed state in the inner pole 13. The adjustment element 50 consists of several individual parts. The outer casing of the adjusting element 50 forms a metal sleeve 51, which is largely pot-shaped and includes a casing area 61 and also a base area 53 on which the return spring 23 can be supported, and is produced by deep-drawing. The thin-walled sleeve 51 is designed in such a way that the independent component throttle element 52 is introduced on the outflow side in the bottom area 53 . Advantageously, the bottom portion 53 of the sleeve 51 has a central, axially extending extension portion 55 in which the throttling element 52 is fitted. The throttle element 52 is produced here as a sleeve-shaped deep-drawn part. The throttle element 52 is designed with a collar-shaped section, for example, which can then be fitted into a corresponding, likewise curved section of the extension region 55 of the sleeve 51 . Such a deep-drawn throttle element 52 can be manufactured very simply and inexpensively. The throttle bore 54 can also be designed to be very variable in terms of its length and opening width.

Insbesondere bei Hochdruckeinspritzventilen, die z.B. mit einem Brennstoffdruck von weit > 100 bar versorgt werden, hat sich gezeigt, dass es im Betrieb zu einer erheblichen Geräuschentwicklung kommt, die als z.T. störend empfunden werden kann. Eine wirksame Geräuschreduzierung erfolgt dadurch, dass im Abströmbereich des Einstellelements 50 das Drosselelement 52 mit der Drosselbohrung 54 vorgesehen ist, die einen Öffnungsquerschnitt besitzt, der um ein Vielfaches kleiner ist als der Öffnungsquerschnitt der Anschlusshülse 40 bzw. des Innenpols 13. Die Drosselbohrung 54 besitzt dabei z.B. einen Durchmesser von 0,4 mm bis 1,5 mm. Mit Hilfe der Drosselbohrung 54 kann eine gezielte Dämpfung von Druckpulsationen im Inneren des Brennstoffeinspritzventils erfolgen.In the case of high-pressure injection valves in particular, which are supplied with a fuel pressure of well over 100 bar, for example, it has been shown that considerable noise is generated during operation, which can sometimes be perceived as annoying. An effective noise reduction is achieved by providing the throttle element 52 with the throttle bore 54 in the outflow area of the adjustment element 50, which has an opening cross section that is many times smaller than the opening cross section of the connecting sleeve 40 or the inner pole 13. The throttle bore 54 has e.g. a diameter of 0.4 mm to 1.5 mm. Pressure pulsations inside the fuel injector can be damped in a targeted manner with the aid of throttle bore 54 .

In der tiefgezogenen Hülse 51 ist außerdem ein Filterelement 62 integriert, das z.B. ein flacher plattenförmiger Metallfilter ist, der ein metallenes Filtergewebe aufweist. Das Filterelement 62 kann an einem äußeren umlaufenden Randbereich des Bodenbereichs 53 der Hülse 51 aufgelegt sein. Mit einem auf dem Filterelement 62 aufgelegten Stützring 66, der den Auflagebereich des Filterelements 62 an dem äußeren umlaufenden Randbereich des Bodenbereichs 53 der Hülse 51 überdeckt, kann das Filterelement 62 am Bodenbereich 53 der Hülse 51 sicher und zuverlässig niedergehalten werden. Der Bodenbereich 53 der Hülse 51 verläuft z.B. ausgehend von dem radial äußeren umlaufenden Randbereich bis zum radial inneren Verlängerungsbereich 55 der Hülse 51 aus Stabilitäts- und Funktionsgründen wellig, wobei in einer der konkaven Ringwölbungen ein gut zentriertes und radial geführtes Anliegen der Rückstellfeder 23 ermöglicht ist. Außerdem entfernt sich der Bodenbereich 53 der Hülse 51 von dem radial äußeren umlaufenden Randbereich bis zum radial inneren Verlängerungsbereich 55 der Hülse 51 auch in axialer Richtung, so dass eine optimale Durchströmung des Filterelements 62 garantiert ist.In addition, a filter element 62 is integrated in the deep-drawn sleeve 51, which is, for example, a flat, plate-shaped metal filter that has a metal filter fabric. The filter element 62 can be placed on an outer peripheral edge area of the bottom area 53 of the sleeve 51 . With a support ring 66 placed on the filter element 62, which covers the contact area of the filter element 62 on the outer peripheral edge area of the bottom area 53 of the sleeve 51, the filter element 62 can be held down securely and reliably on the bottom area 53 of the sleeve 51. The bottom area 53 of the sleeve 51 runs wavy, for example starting from the radially outer circumferential edge area to the radially inner extension area 55 of the sleeve 51 for reasons of stability and function, with the return spring 23 being able to rest well centered and radially guided in one of the concave annular curves. Also, the bottom portion 53 of the sleeve 51 moves away from the radially outer peripheral edge portion to the radially inner extension portion 55 of the sleeve 51 also in the axial direction, so that an optimal flow through the filter element 62 is guaranteed.

Da das Drosselelement 52 mit der Drosselbohrung 54 stromabwärts des Filterelements 62 am Bodenbereich 53 der Hülse 51 angeordnet ist, besteht keine Gefahr der Verschmutzung oder Verstopfung der Drosselbohrung 54.Since the throttle element 52 with the throttle bore 54 is arranged downstream of the filter element 62 on the bottom area 53 of the sleeve 51, there is no risk of the throttle bore 54 becoming dirty or clogged.

Der Stützring 66 ist z.B. ein Bauteil aus Edelstahl, wie z.B. 1.4310, der als gerolltes Bauteil oder als Drehteil mit Schlitz ausgeführt ist. Axiale Höhe und auch Wandstärke können jeweils zwischen 0,4 und 1,2 mm betragen. Der Stützring 66 kann mit der Hülse 51 für eine sichere feste Verbindung verschweißt oder gepunktet sein.The support ring 66 is, for example, a component made of stainless steel, such as 1.4310, which is designed as a rolled component or as a turned part with a slot. The axial height and wall thickness can each be between 0.4 and 1.2 mm. The support ring 66 may be welded or spotted to the sleeve 51 for a secure, rigid connection.

Das Verwenden einer tiefgezogenen dünnwandigen Hülse 51 als Außenummantelung des als Einstellelement 50 dienenden Kombiteils bringt den Aspekt mit sich, dass zur Befestigung des Einstellelements 50 keine allzu großen Reibkräfte auf die Innenwandung einer Längsöffnung 70 der Brennstoffzufuhr 16, hier des Innenpols 13, übertragen werden können. Erfindungsgemäß ist deshalb in vorteilhafter Weise im Inneren der Hülse 51 als weiteres Einsatzteil ein vorgespannter Klemmring 57 angeordnet, der eine radiale Pressung der Hülse 51 gegen die Innenwandung der Längsöffnung 70 der Brennstoffzufuhr 16 ausübt. Alternativ zum Innenpol 13 kann die Längsöffnung 70 auch in einer an dem Innenpol 13 befestigten Anschlusshülse 40 ausgeformt sein. Der Klemmring 57 ist dazu im axialen Erstreckungsbereich des Mantelbereichs 61 der Hülse 51 in dieser eingebracht. Der Mantelbereich 61 umfasst dabei einen Pressbereich 65, der von mehreren umfänglich angeordneten Vorwölbungen 67 und abwechselnd dazu vorgesehenen Verdrückabschnitten 68 gebildet ist. Der Klemmring 57 sitzt axial auf dem Stützring 66 auf und übt im Pressbereich 65 des Mantelbereichs 61 der aufgrund ihrer geometrischen Struktur elastisch verformbaren Hülse 51 mittels seiner Vorspannung eine radial wirkende Klemmkraft auf die Hülse 51 aus, die auf diese Weise gegen die Innenwandung der Längsöffnung 70 der Brennstoffzufuhr 16 gedrückt wird. Oberhalb des Klemmrings 57 ist die Hülse 51 in ihrem Mantelbereich 61 mit einem derartigen Außendurchmesser ausgeführt, dass eine Press- bzw. Übergangspassung über eine axiale Länge L zur Abdichtung der Hülse 51 gegenüber dem Innenpol 13 beiträgt.The use of a deep-drawn, thin-walled sleeve 51 as the outer casing of the combination part serving as the setting element 50 brings with it the aspect that, in order to fasten the setting element 50, excessive frictional forces cannot be transmitted to the inner wall of a longitudinal opening 70 in the fuel supply 16, here the inner pole 13. According to the invention, a prestressed clamping ring 57 is therefore advantageously arranged inside the sleeve 51 as a further insert part, which radially presses the sleeve 51 against the inner wall of the longitudinal opening 70 of the fuel feed 16 . As an alternative to the inner pole 13, the longitudinal opening 70 can also be formed in a connecting sleeve 40 fastened to the inner pole 13. For this purpose, the clamping ring 57 is introduced into the sleeve 51 in the axial extension area of the jacket area 61 of the latter. The casing area 61 comprises a pressing area 65, which is formed by a plurality of circumferentially arranged protrusions 67 and pressing sections 68 provided alternately for this purpose. The clamping ring 57 sits axially on the support ring 66 and, in the pressing area 65 of the casing area 61 of the sleeve 51, which is elastically deformable due to its geometric structure, exerts a radially acting clamping force on the sleeve 51 by means of its pretension, which in this way presses against the inner wall of the longitudinal opening 70 of the fuel supply 16 is pressed. Above the clamping ring 57 , the sleeve 51 has an external diameter in its jacket region 61 such that a press or transition fit over an axial length L contributes to sealing the sleeve 51 with respect to the inner pole 13 .

Die 4 zeigt das Einstellelement 50 in einer Schnittdarstellung in einem Schnitt entlang der Linie IV-IV in 3 durch den Klemmring 57. Die radial nach außen stehenden Vorwölbungen 67 der Hülse 51 sind durch eingeprägte Sicken 63 gebildet, die über den Umfang des weitgehend zylindrischen Mantelbereichs 61 bzw. der Verdrückabschnitte 68 der Hülse 51 überstehen. In vorteilhafter Weise sind zwischen vier und zwölf Sicken 63 bzw. Vorwölbungen 67 und entsprechend viele Verdrückabschnitte 68 vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind acht Sicken 63 und Verdrückabschnitte 68 an der Hülse 51 ausgeformt. Die Durchmesserdifferenz zwischen den Verdrückabschnitten 68 und den Vorwölbungen 67 beträgt z.B. zwischen 0,1 und 0,4 mm, so dass zwischen zwei benachbarten Verdrückabschnitten 68 und Vorwölbungen 67 eine radiale Differenzhöhe zwischen 0,05 und 0,2 mm besteht.the 4 shows the adjustment element 50 in a sectional view along the line IV-IV in FIG 3 by the clamping ring 57. The radially outward protrusions 67 of the sleeve 51 are formed by embossed beads 63 which protrude over the circumference of the largely cylindrical jacket area 61 or the compression sections 68 of the sleeve 51. Advantageously, between four and twelve beads 63 or protrusions 67 and a corresponding number of compression sections 68 are provided. In the present exemplary embodiment, eight beads 63 and compression sections 68 are formed on the sleeve 51 . The difference in diameter between the compression sections 68 and the protrusions 67 is, for example, between 0.1 and 0.4 mm, so that between two adjacent compression sections 68 and protrusions 67 there is a radial height difference of between 0.05 and 0.2 mm.

In der 5 ist eine Detailansicht im Bereich einer Sicke 63 der dünnwandigen Hülse 51 des Einstellelements 50 gemäß 4 im Ausschnitt V zu sehen. Dabei wird deutlich erkennbar, dass der vorgespannte Klemmring 57 die radiale Kraftausübung (siehe 4 Pfeile mit F) in den Verdrückabschnitten 68 vornimmt, um diese radial elastisch zu verformen und die Hülse 51 insgesamt über ihren gesamten Umfang zu pressen.In the 5 FIG. 12 is a detailed view in the area of a bead 63 of the thin-walled sleeve 51 of the adjustment element 50 according to FIG 4 seen in detail V. It is clearly recognizable that the prestressed clamping ring 57 prevents the radial force being exerted (see 4 Arrows with F) in the compression sections 68 in order to deform them radially elastically and to press the sleeve 51 as a whole over its entire circumference.

Der Einlege- bzw. Einpressvorgang des Filterelements 62 und des Stützrings 66 kann gleich mit dem Klemmring 57 zusammen vorgenommen werden. Der Klemmring 57 ist z.B. aus einem Federstahl mit einer Festigkeit von > 800 N/mm² hergestellt, wie z.B. 1.4310. Die Wandstärke des Klemmrings 57 beträgt zwischen 0,5 und 2 mm, während die axiale Erstreckung des Klemmrings 57 z.B. zwischen 1,5 und 3 mm beträgt. Der Klemmring 57 kann in vorteilhafter Weise ein gerolltes Bauteil mit einem Schlitz 58 sein.The process of inserting or pressing in the filter element 62 and the support ring 66 can be carried out together with the clamping ring 57 . The clamping ring 57 is made, for example, from spring steel with a strength of >800 N/mm ² , such as 1.4310. The wall thickness of the clamping ring 57 is between 0.5 and 2 mm, while the axial extent of the clamping ring 57 is between 1.5 and 3 mm, for example. The clamping ring 57 can advantageously be a rolled component with a slot 58 .

In der 6 ist ein zweites Einstellelement 50 gemäß 2 in einer Schnittdarstellung zusammen mit einer angedeuteten Rückstellfeder 23 analog der Ansicht von 3 dargestellt, während 7 das Einstellelement 50 in einer Schnittdarstellung in einem Schnitt entlang der Linie VII-VII in 6 zeigt. Dieses Ausführungsbeispiel ähnelt in vielen Aspekten der Ausführung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Allerdings sind die Hülse 51 sowie der Klemmring 57 modifiziert ausgeführt. Der Mantelbereich 61 der Hülse 51 ist nun vollständig zylindrisch ohne Sicken, Vorwölbungen oder Verdrückabschnitte ausgeführt. Außerdem ist der Klemmring 57 mit einer anderen Kontur versehen, und zwar in einer unrunden Gestalt, die im Querschnitt spangenförmig mit einem Schlitz 58 aussieht. Der unrunde Klemmring 57 weist wenigstens zwei, im dargestellten Ausführungsbeispiel drei Anlagebereiche 59 an der Hülse 51 auf, die wiederum mit Kraftpfeilen F gekennzeichnet sind. Im Falle von drei Anlagebereichen 59 des Klemmrings 57 sind diese z.B. ungefähr gleichmäßig über den Umfang verteilt in einem Winkelabstand von 120° ausgestaltet. Abmessungen wie axiale Erstreckung und Wandstärke ähneln den Abmessungen des Klemmrings 57 des ersten Ausführungsbeispiels.In the 6 is a second adjustment element 50 according to FIG 2 in a sectional view together with an indicated return spring 23 analogous to the view of FIG 3 shown while 7 the adjusting element 50 in a sectional view in a section along the line VII-VII in 6 indicates. This embodiment is similar in many respects to the embodiment of the first embodiment. However, the sleeve 51 and the clamping ring 57 are modified. The jacket area 61 of the sleeve 51 is now completely cylindrical without beads, bulges or crushed sections. In addition, the clamping ring 57 is provided with a different contour, specifically in a non-circular shape that looks like a clasp in cross-section with a slot 58 . The non-circular clamping ring 57 has at least two, in the exemplary embodiment shown three, contact areas 59 on the sleeve 51, which in turn are identified by force arrows F. In the case of three contact areas 59 of the clamping ring 57, these are designed, for example, distributed approximately evenly over the circumference at an angular distance of 120°. Dimensions such as axial extent and wall thickness are similar to the dimensions of the clamping ring 57 of the first exemplary embodiment.

In der 8 ist ein drittes Einstellelement 50 gemäß 2 in einer Schnittdarstellung zusammen mit einer angedeuteten Rückstellfeder 23 analog der Ansicht von 3 dargestellt, während 9 das Einstellelement 50 in einer Schnittdarstellung in einem Schnitt entlang der Linie IX-IX in 8 zeigt. Der Mantelbereich 61 der Hülse 51 ist nun wiederum vollständig zylindrisch ohne Sicken, Vorwölbungen oder Verdrückabschnitte ausgeführt. Außerdem ist der Klemmring 57 mit einer unrunden schlitzfreien Gestalt versehen. Der unrunde Klemmring 57 weist z.B. drei Anlagebereiche 59 an der Hülse 51 auf, die wiederum mit Kraftpfeilen F gekennzeichnet sind, während zwischen den Anlagebereichen 59 umfänglich jeweils abgeflachte Bereiche 69 des Klemmrings 57 vorliegen. Die drei Anlagebereiche 59 des Klemmrings 57 sind z.B. gleichmäßig über den Umfang verteilt in einem Winkelabstand von 120° ausgestaltet. Abmessungen wie axiale Erstreckung und Wandstärke ähneln den Abmessungen des Klemmrings 57 des ersten Ausführungsbeispiels. Mit dieser einfachen und kostengünstigen Ausführung ist eine besonders große Vorspannkraft auf die Hülse 51 realisierbar.In the 8th is a third adjustment element 50 according to FIG 2 in a sectional view together with an indicated return spring 23 analogous to the view of FIG 3 shown while 9 the adjusting element 50 in a sectional view in a section along the line IX-IX in 8th indicates. The jacket area 61 of the sleeve 51 is now in turn designed to be completely cylindrical without beads, bulges or crushed sections. In addition, the clamping ring 57 is provided with a non-circular slot-free shape. The non-circular clamping ring 57 has, for example, three contact areas 59 on the sleeve 51, which in turn are identified by force arrows F, while between the contact areas 59 there are in each case circumferentially flattened areas 69 of the clamping ring 57. The three contact areas 59 of the clamping ring 57 are, for example, designed to be distributed uniformly over the circumference at an angular distance of 120°. Dimensions such as axial extent and wall thickness are similar to the dimensions of the clamping ring 57 of the first exemplary embodiment. A particularly large preload force on the sleeve 51 can be realized with this simple and cost-effective design.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und auch bei einer Vielzahl anderer Bauweisen von Brennstoffeinspritzventilen im Vergleich zu der in 1 gezeigten Bauform des Brennstoffeinspritzventils realisierbar.The invention is not limited to the exemplary embodiments shown and can also be used in a large number of other designs of fuel injectors compared to the one shown in 1 shown design of the fuel injector can be realized.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 4003228 A1 [0002]
US5335863A [0003]
US6434822B1 [0003]
EP 1296057 B1 [0003]
EP 2426351 A1 [0003]
EP 1377747 A1 [0003]

Claims

Fuel injection valve (1) for fuel injection systems of internal combustion engines, in particular for injecting fuel directly into the combustion chamber of an internal combustion engine, with an actuator (9, 10, 13, 20) whose excitation causes a lifting movement of a valve needle (3) to be achieved, whereby actuation a valve closing body (4), which forms a sealing seat together with a valve seat surface (6), and with a fuel supply (16) on the inlet side, with an adjusting element (50) for adjusting the spring force of a restoring spring (23) being arranged in the fuel inlet , wherein the adjusting element (50) is limited on the outside by a sleeve (51) and inside the sleeve (51) at least one filter element (62) is introduced as an independent insert, characterized in that inside the sleeve (51) further a pretensioned clamping ring (57) is arranged, which radially presses the sleeve (51) against the inner wall of a longitudinal opening ng (70) of the fuel supply (16) exerts.

fuel injection valve claim 1 , characterized in that the clamping ring (57) is introduced into the sleeve (51) in the axial extension area of a jacket area (61) of the latter.

fuel injection valve claim 2 , characterized in that the jacket area (61) of the sleeve (51) comprises a pressing area (65) which is either cylindrical or is formed by a plurality of circumferentially arranged protrusions (67) and pressing sections (68) provided alternately thereto.

fuel injection valve claim 3 , characterized in that the clamping ring (57) in the pressing area (65) of the jacket area (61) of the sleeve (51) exerts a radially acting clamping force on the sleeve (51) by means of its pretension.

fuel injection valve claim 3 or 4 , characterized in that the radially outward protrusions (67) of the sleeve (51) are formed by embossed beads (63) which extend over the circumference of the largely cylindrical jacket area (61) or the compression sections (68) of the sleeve (51 ) survive.

fuel injection valve claim 5 , characterized in that between four and twelve beads (63) or protrusions (67) and a corresponding number of compression sections (68) are provided.

fuel injection valve claim 5 or 6 , characterized in that the clamping ring (57) can be used to exert radial force in the compression sections (68) in order to deform them radially elastically and to press the sleeve (51) as a whole over its entire circumference.

fuel injection valve claim 3 or 4 , characterized in that the clamping ring (57) is provided with a non-round contour, the clamping ring (57) being designed either in the form of a clip with a slot (58) or closed in cross section.

fuel injection valve claim 8 , characterized in that the clamping ring (57) is designed in its non-round contour such that it guarantees at least two, in particular three contact areas (59) on the sleeve (51).

Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve (51) is a thin-walled, deep-drawn component.

Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that in the interior of the sleeve (51), in addition to the filter element (62), a throttle element (52) is introduced as a further independent built-in part, a flow throttle in the form of a throttle bore ( 54) is provided, which has an opening cross section that is many times smaller than the opening cross section of the fuel supply (16).

Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal opening (70) of the fuel feed (16) is formed in a connecting sleeve (40) or in an inner pole (13).