DE102020215794A1

DE102020215794A1 - Brennstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE102020215794A1
Application number: DE102020215794.4A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Schmieder; Andreas Luckert; David Pfefferle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-12-14
Filing date: 2020-12-14
Publication date: 2022-06-15

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) ist ein Filterelement (62) als eigenständiges Einbauteil eingebracht. Erfindungsgemäß ist zwischen der Hülse (51) und einer Innenwandung einer Längsöffnung (70) der Brennstoffzufuhr (16), insbesondere des Innenpols (13), ein Klemmring (57) angeordnet, der das Einstellelement (50) axial in seiner Position sichert.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
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.
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.
Vorteile der Erfindung
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. In besonders vorteilhafter Weise ist zwischen der Hülse des Einstellelements und einer Innenwandung einer Längsöffnung der Brennstoffzufuhr ein Klemmring angeordnet, der das Einstellelement axial in seiner Position sichert und der dafür sorgt, dass sich die Rückstellfeder zumindest mittelbar an ihm abstützen kann, so dass die dünnwandige Hülse spannungsentlastet wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Von Vorteil ist es, die Hülse topfförmig auszuführen, wobei in einem Bodenbereich ein sich aus ihm axial heraus erstreckender Verlängerungsbereich vorgesehen ist und der Klemmring den Bodenbereich der Hülse zumindest mittelbar untergreift und den Verlängerungsbereich umfänglich umgibt. In vorteilhafter Weise wird die Federkraft der Rückstellfeder über den elastischen Klemmring abgestützt, während die Hülse im Bodenbereich bzw. im Verlängerungsbereich entlastet wird.
In vorteilhafter Weise kann der Klemmring mit einer unrunden Kontur versehen sein, wobei der Klemmring im Querschnitt viereckförmig ausgeführt ist. Der Klemmring ist in seiner unrunden Kontur derart ausgestaltet, dass er wenigstens zwei, insbesondere drei Anlagebereiche an der Innenwandung einer Längsöffnung der Brennstoffzufuhr garantiert, um eine möglichst große Radialkraft zu übertragen.
Mit sehr geringen Zusatzkosten und zudem einfach herstellbar ist durch das Einbringen eines Drosselelements mit einer integrierten Drosselbohrung im Verlängerungsbereich des Bodenbereichs des Einstellelements eine erhebliche Geräuschreduzierung gegenüber Brennstoffeinspritzventilen ähnlicher Bauart und vergleichbarer konstruktiver Ausgestaltung erzielbar.
Figurenliste
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 ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Einstellelements,
3 eine erste Hülse des Einstellelements gemäß 2 als Einzelbauteil in einer Schnittdarstellung,
4 eine Schnittdarstellung entlang einer Schnittlinie IV-IV durch die Hülse in 3,
5 eine Schnittdarstellung entlang einer Schnittlinie V-V durch die Hülse in 3,
6 einen zwischen der Hülse und einer Innenwandung einer Längsöffnung der
Brennstoffzufuhr angeordneten Klemmring gemäß 2 in einer Draufsicht, 7 eine Detailansicht des Ausschnitts VII in 2 mit einem Klemmring vor dem Prägen der Hülse,
8 eine Detailansicht des Ausschnitts VIII in 2 mit einem Klemmring nach dem Prägen der Hülse,
9 eine zweite Hülse des Einstellelements als Einzelbauteil in einer Schnittdarstellung,
10 eine Schnittdarstellung entlang einer Schnittlinie X-X durch die Hülse in 9,
11 einen zwischen der Hülse und einer Innenwandung einer Längsöffnung der Brennstoffzufuhr angeordneten Klemmring in einer Draufsicht in einer alternativen Ausführung,
12 eine dritte Hülse des Einstellelements als Einzelbauteil in einer Schnittdarstellung,
13 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem in 1 dargestellten Brennstoffeinspritzventil im Bereich II in 1 mit einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Einstellelements mit einer vierten Hülse,
14 eine Detailansicht des Ausschnitts XIV in 13 mit einem Klemmring und einer oben aufliegenden Dichtscheibe und
15 eine Detailansicht des Ausschnitts XV in 13 mit einem Klemmring und einer unten anliegenden Dichtscheibe.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Bevor anhand der 2 bis 15 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Der elektromagnetische Kreis kann z.B. auch durch einen Piezoaktor oder einen magnetostriktiven Aktor als Aktuator ersetzt werden.
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.
In der 2 ist ein erstes Einstellelement 50 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 zumindest mittelbar abstützen kann, und mittels Tiefziehen hergestellt ist. Die dünnwandige Hülse 51 ist dabei derart ausgestaltet, dass abströmseitig im Bodenbereich 53 das Drosselelement 52 eingebracht ist. In vorteilhafter Art und Weise weist der Bodenbereich 53 der Hülse 51 einen mittleren, sich axial erstreckenden Verlängerungsbereich 55 auf, der zugleich das Drosselelement 52 bildet, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Drosselelement 52 ein nochmals durchmesserverkleinerter Abschnitt des Bodenbereichs 55 ist. Das Drosselelement 52 ist hier als einteilig aus der Hülse 51 hervorgehender, hülsenförmiger Tiefziehabschnitt des Verlängerungsbereichs 55 hergestellt. Der Übergangsbereich zum Drosselelement 52 ist dabei mit einer nach innen stehenden Ringwulst 59 versehen, wodurch eine hohe Steifigkeit des Verlängerungsbereichs 55 bzw. des Drosselelements 52 erreicht ist. Insbesondere ist aber bei einer derartigen Ausgestaltung der Verlängerungsbereich 55 spannungsoptimiert ausgeführt. In vorteilhafter Weise wird die Federkraft der Rückstellfeder 23 über einen elastischen Klemmring 57 abgestützt, während die Hülse 51 im Bodenbereich 53 bzw. im Verlängerungsbereich 55 entlastet wird. Eine solche tiefgezogene Hülse 51 mit Drosselelement 52 kann sehr einfach und kostengünstig hergestellt werden. Die Drosselbohrung 54 kann außerdem in ihrer Länge und Öffnungsweite sehr variabel gestaltet werden.
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 der tiefgezogenen Hülse 51 ist außerdem ein Filterelement 62 integriert, das z.B. aus einem Rahmenteil aus spritzgegossenem Kunststoff und einem Filtergewebe gebildet ist, wobei das Rahmenteil in der Hülse 51 befestigt ist. Das z.B. tiefgezogene Metallgewebe des Filterelements 62 ist dabei in das Kunststoff-Rahmenteil mit eingegossen, so dass ein einteiliges Filterelement 62 vorliegt, das in die Hülse 51 einbringbar ist. Das Rahmenteil korrespondiert mit dem Mantelbereich 61 der Hülse 51 zur sicheren und zuverlässigen Befestigung des Filterelements 62 und besitzt zudem noch drei längs verlaufende Rahmenstege, die dem Filterelement 62 die notwendige Stabilität verleihen. Das Filterelement 62 wird z.B. derart in die Hülse 51 eingebracht, dass es zumindest mit Teilbereichen innen am Bodenbereich 53 aufsteht.
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.
Erfindungsgemäß ist zwischen der Hülse 51 und einer Innenwandung einer Längsöffnung 70 der Brennstoffzufuhr 16, insbesondere der Längsöffnung 70 des Innenpols 13, der Klemmring 57 angeordnet, der das Einstellelement 50 axial in seiner Position sichert. 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 der Längsöffnung 70 der Brennstoffzufuhr 16, hier des Innenpols 13, übertragen werden können. Deshalb ist in vorteilhafter Weise als weiteres Bauteil außerhalb des eigentlichen Einstellelements 50 der Klemmring 57 angeordnet, der eine radiale Pressung der Hülse 51 gegen die Innenwandung der Längsöffnung 70 der Brennstoffzufuhr 16 ausübt. Der Klemmring 57 ist dazu im axialen Erstreckungsbereich des Verlängerungsbereichs 55 der Hülse 51 an dieser angebracht. Die optimale Sicherungsfunktion für das Einstellelement 50 kann der Klemmring 57 dann übernehmen, wenn der Klemmring 57 den Bodenbereich 53 der Hülse 51 in der Endposition des Einstellelements 50 zumindest mittelbar untergreift und den Verlängerungsbereich 55 dabei umfänglich umgibt. Die Hülse 51 des Einstellelements 50 sitzt letztlich auf dem Klemmring 57 auf, wobei der Klemmring 57, der in Zusammenhang mit der 6 noch näher erläutert wird, mittels seiner Vorspannung eine radial wirkende Klemmkraft auf die Innenwandung der Längsöffnung 70 der Brennstoffzufuhr 16 gedrückt wird. Die Rückstellfeder 23 kann sich auf der dem Bodenbereich 53 gegenüberliegenden Seite an dem Klemmring 57 abstützen.
In der 3 ist eine erste Hülse 51 des Einstellelements 50 gemäß 2 nochmals als Einzelbauteil in einer Schnittdarstellung dargestellt. Dabei wird deutlich, dass der Mantelbereich 61 der Hülse 51 gestuft ausgeführt sein kann, wobei die Innendurchmesser in den verschiedenen Abschnitten des Mantelbereichs 61 so gewählt sind, dass mehrere Pressbereiche für das Filterelement 62 vorliegen, so dass eine sichere und zuverlässige Aufnahme des Filterelements 62 gewährleistet ist. Sowohl im Mantelbereich 61 als auch im Verlängerungsbereich 55 sind z.B. mehrere Sicken 71, 72 in der Hülse 51 eingeprägt, wobei insbesondere die Sicken 71 im Mantelbereich 61 für eine zusätzliche Sicherung des Filterelements 62 in der Hülse 51 sorgen. Am dem Drosselelement 52 gegenüberliegenden stromaufwärtigen Ende besitzt die Hülse 51 z.B. einen umgebördelten Ringkragen 73.
4 zeigt eine Schnittdarstellung entlang einer Schnittlinie IV-IV durch die Sicken 72 der Hülse 51 in 3, während 5 eine Schnittdarstellung entlang einer Schnittlinie V-V durch die Sicken 71 der Hülse in 3 zeigt. Wie den 4 und 5 zu entnehmen ist, können z.B. jeweils um 120° umfänglich verteilt drei Sicken 71, 72 vorgesehen sein. Alternativ können auch mehr als drei Sicken 71, 72 ausgeformt sein oder kann auch eine einzelne umlaufende Ringsicke 71', 72' ausgebildet sein.
In der 6 ist der zwischen der Hülse 51 und der Innenwandung der Längsöffnung 70 des Innenpols 13 angeordnete Klemmring 57 gemäß 2 in einer Draufsicht als Einzelbauteil dargestellt. 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 besitzt beispielsweise einen viereckförmigen Querschnitt und ist z.B. mit einer unrunden und geschlitzten oder ungeschlitzten Außenkontur versehen. Der unrunde Klemmring 57 weist wenigstens zwei, üblicherweise drei Anlagebereiche an der Innenwandung der Längsöffnung 70 des Innenpols 13 auf. Im Falle von drei Anlagebereichen des Klemmrings 57 sind diese z.B. ungefähr gleichmäßig über den Umfang verteilt in einem Winkelabstand von 120° ausgestaltet. Zwischen den Anlagebereichen liegen umfänglich jeweils abgeflachte Bereiche des Klemmrings 57 vor, die damit einen radialen Abstand zur Innenwandung der Längsöffnung 70 des Innenpols 13 aufweisen. Mit dieser einfachen und kostengünstigen Ausführung ist eine ausreichend große Vorspannkraft realisierbar, durch die ein axiales Verrutschen des Einstellelements 50 ausgeschlossen ist.
7 zeigt eine Detailansicht des Ausschnitts VII in 2 mit einem Klemmring 57 vor dem Prägen der Hülse 51, während 8 eine Detailansicht des Ausschnitts VIII in 2 mit einem Klemmring 57 nach dem Prägen der Hülse 51 zeigt. Mit einem schematisch angedeuteten Prägewerkzeug 75, das axial in den Verlängerungsbereich 55 der Hülse 51 von oben einführbar ist, können nämlich die Sicken 72 geringfügig in radialer Richtung nach außen hin verdrückt werden, wodurch unmittelbar oberhalb der Sicken 72 Material der Hülse 51 ebenfalls nach radial außen geringfügig verschoben wird, was in vorteilhafter Weise dazu führt, dass in gewisser Weise ein Bördelrand 76 entsteht, auf dem der Klemmring 57 in Teilbereichen formschlüssig mit seiner unteren inneren Kante aufsitzt.
In der 9 ist eine zweite Hülse 51 des Einstellelements 50 als Einzelbauteil in einer Schnittdarstellung dargestellt. Diese Hülse 51 unterscheidet sich vor allen Dingen von der in 3 dargestellten Hülse 51 dadurch, dass anstelle der drei Sicken 72 nun eine einzige umlaufende Ringsicke 72' ausgebildet ist. In 10 ist eine Schnittdarstellung entlang einer Schnittlinie X-X durch die Ringsicke 72' der Hülse 51 in 9 gezeigt. Die Ringsicke 72' ermöglicht es, dass nach dem Prägen der Ringsicke 72' nach radial außen sich auch der unmittelbar darüber auszubildende Bördelrand 76 umlaufend ausbildet.
11 zeigt einen zwischen der Hülse 51 und der Innenwandung der Längsöffnung 70 des Innenpols 13 angeordneten Klemmring 57 in einer Draufsicht in einer alternativen Ausführung. Der Klemmring 57 ist z.B. wiederum 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 besitzt beispielsweise einen viereckförmigen Querschnitt und ist z.B. mit einer unrunden Innen- und Außenkontur versehen. Der unrunde Klemmring 57 weist wenigstens zwei, üblicherweise drei Anlagebereiche an der Innenwandung der Längsöffnung 70 des Innenpols 13 auf. Außerdem besitzt der Klemmring 57 nun auch nach innen zum Verlängerungsbereich 55 der Hülse 51 hin drei Anlagebereiche, die den äußeren Anlagebereichen in der Kontur folgen. So ist eine besonders hohe Elastizität des Klemmrings 57 gewährleistet. Im Falle von drei inneren und äußeren Anlagebereichen des Klemmrings 57 sind diese z.B. ungefähr gleichmäßig über den Umfang verteilt in einem Winkelabstand von 120° ausgestaltet. Zwischen den Anlagebereichen liegen umfänglich jeweils abgeflachte Bereiche des Klemmrings 57 vor, die damit einen radialen Abstand zur Innenwandung der Längsöffnung 70 des Innenpols 13 aufweisen. Mit dieser einfachen und kostengünstigen Ausführung ist eine ausreichend große Vorspannkraft realisierbar, durch die ein axiales Verrutschen des Einstellelements 50 ausgeschlossen ist.
In der 12 ist eine dritte Hülse 51 des Einstellelements 50 als Einzelbauteil in einer Schnittdarstellung dargestellt. Diese Hülse 51 unterscheidet sich in ihrer Konturgebung von den in den 3 und 9 dargestellten Hülsen 51 dadurch, dass der Verlängerungsbereich 55 der Hülse 51 im Übergang zum Drosselelement 52 nicht mehr mit einer nach innen stehenden Ringwulst 59 versehen ist, sondern sich konisch verjüngend bis hin zum gewünschten Durchmesser des Drosselelements 52 mit seiner Drosselbohrung 54 erstreckt. Eine solche tiefgezogene Hülse 51 mit Drosselelement 52 kann sehr einfach und kostengünstig hergestellt werden. Die Drosselbohrung 54 kann außerdem in ihrer Länge und Öffnungsweite sehr variabel gestaltet werden.
13 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus dem in 1 dargestellten Brennstoffeinspritzventil 1 im Bereich II in 1 mit einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Einstellelements 50 mit einer vierten Hülse 51. Diese Hülse 51 ähnelt stark der aus 12 bekannten Hülse 51, ist aber im Mantelbereich 61 der Hülse 51 nicht mehr gestuft ausgeführt, sondern besitzt eine zylindrische Gestalt mit konstantem Außendurchmesser, die nur durch die oberen Sicken 71 geringfügig gestört ist. Am dem Drosselelement 52 gegenüberliegenden stromaufwärtigen Ende besitzt die Hülse 51 z.B. wieder einen umgebördelten Ringkragen 73. Durch die zylindrische Gestalt mit konstantem Außendurchmesser kann die Presslänge der Hülse 51 in der Längsöffnung 70 des Innenpols 13 vergrößert werden.
14 zeigt eine Detailansicht des Ausschnitts XIV in 13 mit einem Klemmring 57 und einer oben aufliegenden Dichtscheibe 77 nach dem Prägen der Hülse 51, während 15 eine Detailansicht des Ausschnitts XV in 13 mit einem Klemmring 57 und einer unten anliegenden Dichtscheibe 77 nach dem Prägen der Hülse 51 zeigt. Bei dem in 14 gezeigten Ausführungsbeispiel untergreift der Klemmring 57 den Bodenbereich 53 der Hülse 51 über die Dichtscheibe 77 nur mittelbar und umgibt den Verlängerungsbereich 55 umfänglich. Im Falle des Ausführungsbeispiels gemäß 15 untergreift der Klemmring 57 den Bodenbereich 53 der Hülse 51 unmittelbar, wobei sich hier der Klemmring 57 auf der Dichtscheibe 77 abstützt und die Rückstellfeder 23 sich auf der dem Bodenbereich 53 gegenüberliegenden Seite an der Dichtscheibe 77 abstützen kann. Die Dichtscheibe 77 besteht aus einem weichen Material wie CuSn. Mit einer solchen Dichtscheibe 77 kann die radiale Abdichtung zur Hülse 51 und zum Innenpol 13 hin verbessert werden. Außerdem sind höhere Einpresskräfte auf die Hülse 51 möglich.
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4003228 A1 [0002]
US 5335863 A [0003]
US 6434822 B1 [0003]
EP 1296057 B1 [0003]
EP 2426351 A1 [0003]
EP 1377747 A1 [0003]

Claims

Brennstoffeinspritzventil (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Aktuator (9, 10, 13, 20), durch dessen Erregung eine Hubbewegung einer Ventilnadel (3) erzielbar ist, wodurch eine Betätigung eines Ventilschließkörpers (4), der zusammen mit einer Ventilsitzfläche (6) einen Dichtsitz bildet, ermöglicht ist, und mit einer zulaufseitigen Brennstoffzufuhr (16), wobei in dem Brennstoffzulauf ein Einstellelement (50) zur Einstellung der Federkraft einer Rückstellfeder (23) angeordnet ist, wobei das Einstellelement (50) von einer Hülse (51) nach außen begrenzt ist und im Inneren der Hülse (51) wenigstens ein Filterelement (62) als eigenständiges Einlegeteil eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Hülse (51) und einer Innenwandung einer Längsöffnung (70) der Brennstoffzufuhr (16) ein Klemmring (57) angeordnet ist, der das Einstellelement (50) axial in seiner Position sichert.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (51) einen Mantelbereich (61), einen Bodenbereich (53) und einen sich aus dem Bodenbereich (53) axial heraus erstreckenden Verlängerungsbereich (55) besitzt und der Klemmring (57) den Bodenbereich (53) der Hülse (51) zumindest mittelbar untergreift und den Verlängerungsbereich (55) umfänglich umgibt.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rückstellfeder (23) zumindest mittelbar an dem Klemmring (57) abstützt.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bodenbereich (53) der Hülse (51) und dem Klemmring (57) eine Dichtscheibe (77) eingebracht ist oder dass zwischen dem Klemmring (57) und der Rückstellfeder (23) eine Dichtscheibe (77) eingebracht ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Verlängerungsbereich (55) der Hülse (51) mehrere Sicken (72) oder eine Ringsicke (72') vorgesehen sind, die mit einem Prägewerkzeug (75) derart verdrückbar sind, dass unmittelbar oberhalb der Sicken (72) oder der Ringsicke (72') Material der Hülse (51) nach radial außen geringfügig verschoben ist, um einen Bördelrand (76) entstehen zu lassen, auf dem der Klemmring (57) mit seiner unteren inneren Kante aufsitzt.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hülse (51) im Verlängerungsbereich (55) ein Drosselelement (52) mit angeformt ist, wobei das Drosselelement (52) eine Strömungsdrossel in Form einer Drosselbohrung (54) aufweist, die einen Öffnungsquerschnitt besitzt, der um ein Vielfaches kleiner ist als der Öffnungsquerschnitt der Brennstoffzufuhr (16).
Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmring (57) einen viereckförmigen Querschnitt besitzt und mit einer unrunden Außenkontur versehen ist, so dass er wenigstens zwei, insbesondere drei Anlagebereiche an der Innenwandung der Längsöffnung (70) der Brennstoffzufuhr (16) garantiert.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmring (57) einen viereckförmigen Querschnitt besitzt und mit einer unrunden Innenkontur versehen ist, so dass er wenigstens zwei, insbesondere drei Anlagebereiche an der Hülse (51) garantiert.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (51) ein dünnwandiges tiefgezogenes Bauteil darstellt.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsöffnung (70) der Brennstoffzufuhr (16) in einer Anschlusshülse (40) oder in einem Innenpol (13) ausgeformt ist.