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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gasinjektor zum Einblasen eines gasförmigen Mediums, insbesondere zum Einblasen von Wasserstoff, mit einem verbesserten Wärmeverhalten, insbesondere in einem Sitzbereich zwischen einem Schließelement und einem Ventilsitz.
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Gasinjektoren sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Im Vergleich mit Kraftstoffinjektoren für flüssige Kraftstoffe sind die technischen Anforderungen an Gasinjektoren deutlich unterschiedlich. Problematisch ist hierbei insbesondere neben einer fehlenden Schmierung durch einen flüssigen Kraftstoff auch ein deutlich größeres Volumen des gasförmigen Mediums. Hierdurch können sich Probleme bei der exakten Zumessung für einen Einblasvorgang ergeben. Weiterhin entstehen im Betrieb hohe Temperaturen, insbesondere im Bereich eines Dichtbereichs zwischen einem Schließelement und einem Ventilsitz des Gasinjektors. Durch die Verbrennungsgase im Betrieb, welche bis zum Dichtbereich zwischen Schließelement und Ventilsitz reichen, können sich erhöhte Temperaturen am Dichtbereich ergeben, was zu einem erhöhten Verschleiß und einem möglichen erhöhten Verzug der Bauteile führt. Hierdurch können sich insbesondere Undichtheiten am Sitzbereich ergeben. Weiterhin ist häufig nahe dem Dichtbereich auch eine Nadelführung für das Schließelement angeordnet, welche ebenfalls wärmebedingt Verzug und/oder Verschleiß aufweisen kann, was ebenfalls zu Undichtigkeiten führen kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Gasinjektor zum Einblasen eines gasförmigen Mediums, insbesondere zum Einblasen von gasförmigem Wasserstoff, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass ein Wärmeeintrag durch Verbrennungsgase auf die Bauteile im Dichtbereich zwischen einem Schließelement und einem Dichtsitz vermieden kann. Dadurch ergibt sich ein deutlich reduzierter Verschleiß und insbesondere kann ein Verzug der Bauteile am Dichtbereich verhindert werden. Hierdurch können höhere Dichtheiten auch über längere Betriebszeiten, in denen die Bauteile des Gasinjektors relativ hohe Temperaturen erreichen können, erhalten werden. Wenn nahe dem Dichtbereich eine Nadelführung des Schließelements angeordnet ist, kann an der Nadelführung ebenfalls ein erhöhter Verschleiß und ein unerwünschter Verzug durch hohe Temperaturen vermieden werden, so dass eine Genauigkeit von Öffnungs- und Schließvorgängen des Gasinjektors im Betrieb verbessert werden kann. Hierdurch kann insbesondere über einen langen Zeitraum der Nutzung des Gasinjektors eine hohe Zumessgenauigkeit erhalten werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Gasinjektor ein Schließelement umfasst, welches eine Durchgangsöffnung an einem Dichtsitz freigibt und verschließt. Das Schließelement umfasst dabei eine Ventilnadel und einen Ventilteller, wobei der Ventilteller am Dichtsitz abdichtet. Ferner ist ein Aktor zur Betätigung des Schließelements vorgesehen. Ferner umfasst der Gasinjektor eine Isolationseinrichtung am Ventilteller, welche an einer zu einem Brennraum gerichteten Seite des Ventiltellers angeordnet ist. Die Isolationseinrichtung umfasst ein Blechbauteil und einen Zwischenraum, welcher zwischen dem Blechbauteil und dem Ventilteller des Schließelements angeordnet ist. Hierdurch kann eine Isolation des Ventiltellers in Richtung zum Brennraum ermöglicht werden, so dass ein Wärmeeintrag in den Ventilteller deutlich reduziert ist. Dadurch ergeben sich reduzierte Temperaturen am Dichtsitz und auch einen reduzierten Wärmeeintrag auf den Ventilsitz. Dadurch kann eine verbesserte Dichtheit des Gasinjektors erreicht werden.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Vorzugsweise ist der Zwischenraum zwischen dem Blechbauteil der Isolationseinrichtung und dem Ventilteller des Schließelements ein Hohlraum. Der Hohlraum ist vorzugsweise mit Luft gefüllt oder mit einem schlecht wärmeleitenden Gas, insbesondere Kohlendioxid. Weiter bevorzugt ist der Hohlraum als Vakuum ausgebildet.
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Luft im Zwischenraum hat insbesondere weiterhin den Vorteil, dass dadurch eine besonders kostengünstige Isolationseinrichtung realisierbar ist. Weiterhin muss bei der Verwendung von Luft im Zwischenraum keine 100%ige Dichtheit an der Verbindung zwischen dem Blechbauteil und dem Ventilteller vorhanden sein.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Zwischenraum zwischen dem Blechbauteil und dem Ventilteller mit einem Isoliermaterial, insbesondere mit Teflon, gefüllt. Durch das Isoliermaterial im Zwischenraum kann somit ein übermäßiger Temperaturanstieg am Ventilteller vermieden werden.
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Vorzugsweise ist das Blechbauteil der Isolationseinrichtung scheibenartig ausgebildet und deckt den gesamten Tellerbereich des Ventiltellers ab. Dadurch kann mit einem sehr kostengünstig herstellbaren Bauteil, nämlich dem Blechbauteil, ein zu großer Wärmeeintrag in den Ventilteller des Schließelements vermieden werden. Das Blechbauteil weist auch die notwendige Robustheit für einen Dauerbetrieb bzw. entsprechend einer Lebensdauer des Gasinjektors auf.
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Weiter bevorzugt weist der Ventilteller neben dem Tellerbereich einen zur Brennraumseite gerichteten umlaufenden äußeren Randbereich auf, wobei das Blechbauteil am Randbereich befestigt ist. Das Blechbauteil ist somit im Wesentlichen topfförmig ausgebildet und kann beispielsweise als Tiefziehbauteil einfach und kostengünstig in Massenfertigung hergestellt werden.
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Besonders bevorzugt ist zwischen dem Blechbauteil der Isolationseinrichtung und dem Randbereich des Ventiltellers eine Pressverbindung ausgebildet. Diese kann einfach und kostengünstig bereitgestellt werden und durch Anordnung der Pressverbindung am Randbereich des Ventiltellers kann sichergestellt werden, dass ein am Blechbauteil anliegender Brennraumdruck im Wesentlichen am Bodenbereich des Blechbauteils anliegt und das Blechbauteil somit tendenziell im Richtung zum Ventilteller drückt.
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Ferner bevorzugt ist zwischen dem Blechbauteil und dem Randbereich des Ventiltellers eine Schweißverbindung ausgebildet. Die Schweißverbindung hat den Vorteil, dass eine absolut dichte Verbindung zwischen Blechbauteil und Ventilteller hergestellt werden kann. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn der Zwischenraum zwischen dem Blechbauteil und dem Ventilteller als Vakuum ausgebildet ist oder ein spezielles isolierendes Gas im Hohlraum angeordnet ist.
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Alternativ weist das Blechbauteil bevorzugt einen in Radialrichtung des Blechbauteils nach außen gerichteten Rand auf, welcher in eine Nut im äußeren Randbereich des Ventiltellers angeordnet ist. Der Randbereich kann beispielsweise federnd ausgebildet sein, so dass der Randbereich in die Nut einschnappen kann.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Blechbauteil eine Vielzahl von Umformbereichen auf, welche sich gegen die zum Brennraum gerichtete Seite des Ventiltellers abstützen. Die Umformbereiche sind vorzugsweise teilkugelförmige Abstütznocken. Hierdurch kann insbesondere eine Stabilität des Blechbauteils der Isolationseinrichtung verbessert werden. Vorzugsweise sind die Umformbereiche gleich verteilt. Somit ist das Blechbauteil mittels der Umformbereiche im Bereich des Tellerbereichs des Ventiltellers mit diesem in Kontakt. Zwar wird dadurch das Volumen des Zwischenraums zwischen dem Blechbauteil und dem Ventilteller etwas reduziert, allerdings wird dieser Nachteil durch die erhöhte Stabilität des Blechbauteils aufgrund der Umformbereiche mehr als ausgeglichen.
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Vorzugsweise weist das Blechbauteil eine Auswölbung auf, welche in Richtung des Brennraums gerichtet ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind der Ventilteller und die Ventilnadel des Schließelements einteilig ausgebildet. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass der Ventilteller nicht durch eine Schweißverbindung oder dgl. mit der Ventilnadel verbunden werden muss, was bei einem falschen Setzen der Schweißverbindung gegebenenfalls zu einem Verzug am Ventilteller und damit zu einer Undichtheit am Dichtsitz führen kann.
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Der Gasinjektor umfasst darüber hinaus bevorzugt eine erste und eine zweite Nadelführung für das Schließelement, wobei die erste Nadelführung vom Dichtsitz in Axialrichtung weiter entfernt als die zweite Nadelführung ist. Darüber hinaus weist der Ventilteller ferner einen Halsbereich auf, wobei die zweite Nadelführung zwischen dem Halsbereich des Ventiltellers und dem Ventilsitz ausgebildet ist. Somit weist ein Bauteil, nämlich der Ventilsitz, sowohl einen Teil des Dichtsitzes als auch einen Teil der zweiten Nadelführung auf. Hierbei sind entsprechende Dichtflächen bzw. Führungsflächen am Ventilsitz ausgebildet. Da der Dichtsitz und die zweite Nadelführung an einem gemeinsamen Bauteil, nämlich dem Ventilsitz, ausgebildet sind, ergibt sich auch ein einfacherer, kompakterer und kostengünstigerer Aufbau des Gasinjektors.
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Durch die Anordnung der zweiten Nadelführung am gleichen Bauteil wie dem Dichtsitz kann auch insbesondere ein Radialspiel zwischen dem Tellerbereich des Ventiltellers und dem Dichtsitzbereich am Ventilsitz auf max. 30 µm, vorzugsweise max. 20 µm, verbessert werden. Daraus resultieren eine verbesserte Abdichtung am Dichtsitz sowie ein reduzierter Verschleiß.
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Besonders bevorzugt weist der Ventilsitz eine mittige Aufnahmeöffnung auf, an welcher die zweite Nadelführung ausgebildet ist. Der Ventilsitz umfasst ferner mehrere Durchgangslöcher zur Durchführung des gasförmigen Mediums in Richtung zum Dichtsitz. In der mittigen Aufnahmeöffnung ist somit die Ventilnadel hindurchgeführt und bildet mit dem Ventilsitz zusammen die zweite Nadelführung.
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Weiter bevorzugt ist die erste Nadelführung an einem vom Dichtsitz abgewandten Endbereich der Ventilnadel angeordnet. Dadurch ist es möglich, dass die Ventilnadel an Bereichen gelagert und geführt ist, welche möglichst nahe an ihren jeweiligen axialen Enden liegen. Die erste Nadelführung ist vorzugsweise eine kardanische Nadelführung.
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Der Gasinjektor umfasst weiter bevorzugt ein Anschlussstück, in welchem ein Gaszulauf angeordnet ist und in welchem die erste Nadelführung für das Schließelement angeordnet ist. Das Anschlussstück umfasst hierbei vorzugsweise eine Öffnung, in welcher die erste Nadelführung angeordnet ist. In der Öffnung des Anschlussstücks ist vorzugsweise auch ein Anschlag für das Schließelement zur Begrenzung eines Hubes des Schließelements angeordnet.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Gasinjektor eine Ventilspitze, welche in Durchströmungsrichtung nach dem Dichtsitz angeordnet ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass der Dichtsitz bei Verwendung des Gasinjektors bei einer Direkteinblasung von gasförmigem Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine etwas entfernt vom heißen Brennraum angeordnet ist.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, mit einem erfindungsgemäßen Gasinjektor.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
- 1 eine schematische Schnittansicht eines Gasinjektors gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im geschlossenen Zustand,
- 2 eine schematische Schnittansicht eines Dichtsitzes des Gasinjektors von 1 im geschlossenen Zustand,
- 3 eine schematische Schnittansicht eines Dichtsitzes des Gasinjektors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, und
- 4 eine schematische Schnittansicht eines Dichtsitzes eines Gasinjektors gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im geschlossenen Zustand.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ein Gasinjektor 1 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst der Gasinjektor 1 zum Einblasen eines gasförmigen Mediums, insbesondere gasförmigem Wasserstoff, ein Schließelement 2 und einen Aktor 5.
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Das Schließelement 2 gibt eine Durchgangsöffnung 3 an einem Dichtsitz 44 frei und verschließt diese. Ein Rückstellelement 9 stellt das Schließelement 2 in eine geschlossene Ausgangsstellung zurück. 1 zeigt dabei die geschlossene Ausgangsstellung, aus welcher ein Öffnungsvorgang des Gasinjektors 1 erfolgt.
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Das Schließelement 2 umfasst eine Ventilnadel 20 und einen Ventilteller 21. Die Ventilnadel 20 verläuft dabei in Axialrichtung X-X durch einen großen Bereich des Gasinjektors 1.
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Wie insbesondere aus 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst der Ventilteller 21 einen Tellerbereich 21a, an welchem ein Halsbereich 21b angeordnet ist. Am radial äußeren Rand des Tellerbereichs 21a ist ein äußerer Randbereich 21c ausgebildet. Der äußere Randbereich 21c verläuft umlaufend geschlossen und ist in Richtung eines Brennraums 30 gerichtet.
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Durch eine zentrale Durchgangsöffnung 21 d des Ventiltellers 21 ist die Ventilnadel 20 hindurchgeführt. Wie aus 2 ersichtlich ist, ist eine Schweißverbindung 21 e zwischen dem Ventilteller 21 und der Ventilnadel 20 ausgebildet. Dadurch sind die Ventilnadel 20 und der Ventilteller 21 fest miteinander verbunden.
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Der Aktor 5 des ersten Ausführungsbeispiels ist vorzugsweise ein Magnetaktor. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist der Aktor 5 dabei an einem vom Brennraum 30 abgewandten Ende des Gasinjektors 1 als letztes Bauteil angeordnet.
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Der Gasinjektor 1 umfasst ferner ein Anschlussstück 6, welches eine Öffnung 60 in Form einer Durchgangsbohrung in der Mittelachse in Axialrichtung X-X des Gasinjektors aufweist. Das Anschlussstück 6 ist dabei zwischen dem Dichtsitz 44 und dem Aktor 5 angeordnet. Eine erste Nadelführung 11 ist in der Öffnung 60 des Anschlussstücks 6 vorgesehen. Hierbei ist eine kardanische Führung zwischen der ersten Nadelführung 22 und der Öffnung 60 ausgebildet. In der Öffnung 60 ist ferner noch ein Anschlag 8 vorgesehen, welcher einen Hub 31 des Schließelements 3 begrenzt.
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Der Gasinjektor 1 umfasst ferner eine Stützhülse 13 und einen Zwischenring 19, welcher an der Ventilnadel 20, vorzugsweise mittels einer Schweißverbindung fixiert ist. Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst die Stützhülse 13 einen ersten radial nach außen gerichteten Flansch 13a an einem ersten Ende der Stützhülse und einen zweiten radial nach innen gerichteten Flansch 13b an einem zweiten Ende der Stützhülse, welches näher zum Dichtsitz 44 angeordnet ist als das erste Ende der Stützhülse. Wie aus 1 ersichtlich ist, stützt sich das Rückstellelement 9 dabei am ersten radial nach außen gerichteten Flansch 13a und einem inneren Vorsprung 10a eines Ventilgehäuses 10 ab.
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Im Anschlussstück 6 ist ferner noch ein Gaszulauf 61 vorgesehen, welcher in diesem Ausführungsbeispiel seitlich am Anschlussstück 6 angeordnet ist. Die Gaszuführung erfolgt dabei, wie durch den Pfeil P angedeutet, durch den Gaszulauf 7 in das Innere des Ventilgehäuses 10. Dabei ist das Rückstellelement 9 vom gasförmigen Medium umströmt. Entlang des Außenumfangs der Ventilnadel 20 kann das gasförmige Medium dabei bis zum Dichtsitz 44 strömen.
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Der Gasinjektor 1 umfasst ferner einen Ventilsitz 4, wobei zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Ventilteller 21 der Dichtsitz 44 ausgebildet ist.
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Der Ventilsitz 4 umfasst eine mittige Aufnahmeöffnung 40, die in der Mittelachse des Gasinjektors liegt, sowie mehrere Durchgangslöcher 41, durch welche das gasförmige Medium in Richtung zum Dichtsitz 44 strömen kann. In diesem Ausführungsbeispiel sind vier Durchgangslöcher 41 symmetrisch um die mittige Aufnahmeöffnung 40 angeordnet. Der Ventilsitz 4 ist am Gehäuse 10 fixiert.
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Der Ventilsitz 4 umfasst einen Führungsbereich für eine zweite Nadelführung 12. Die zweite Nadelführung 12 ist zwischen dem Halsbereich 21b des Ventiltellers 21 und der mittigen Aufnahmeöffnung 40 im Ventilsitz 4 ausgebildet. Somit ist die zweite Nadelführung 12 nahe dem Dichtsitz 44 angeordnet und die Aufnahmeöffnung 40 ist ein Teil der zweiten Nadelführung 12.
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Am Dichtsitz 44 ist bevorzugt eine kardanische Lagerung zwischen dem Ventilteller 21 und dem Ventilsitz 4 ausgebildet. Dadurch kann eine linienartige Abdichtung am Dichtsitz 44 realisiert werden.
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Der Aktor 5 umfasst ferner ein Kontaktelement 50, welches sich in direktem Kontakt mit der Ventilnadel 20 an dem vom Brennraum 30 abgewandten Ende der Ventilnadel befindet.
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Ferner umfasst der Gasinjektor 1 eine Isolationseinrichtung 7, welche im Detail aus den 1 und 2 ersichtlich ist. Die Isolationseinrichtung 7 umfasst ein Blechbauteil 70 sowie einen Zwischenraum 71. Der Zwischenraum 71 ist zwischen dem Blechbauteil 70 und dem Ventilteller 21 vorgesehen.
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Das Blechbauteil 70 ist als Isolationsblech vorgesehen und vorzugsweise ein Tiefziehteil aus einem schlecht wärmeleitenden Edelstahl. Der Edelstahl ist beispielsweise X5CrNi18-10. Vorzugsweise weist das Blechbauteil 70 eine Wandstärke von ca. 0,2 mm auf.
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Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, ist das Blechbauteil 70 mittels einer Pressverbindung 14 mit dem äußeren Randbereich 21c des Ventiltellers 21 verbunden. Das Blechbauteil 70 weist dabei im Wesentlichen eine topfförmige Gestalt auf, wobei im mittleren Bereich des Blechbauteils 70 eine Auswölbung 70a in Richtung des Brennraums ausgebildet ist. Dadurch wird ein Volumen des Zwischenraums 71 zwischen dem Blechbauteil 70 und dem Ventilteller 21 in diesem Bereich relativ groß, welcher über eine geradlinige Injektorspitze 32 direkt den heißen Brenngasen ausgesetzt ist und somit gut isoliert ist.
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Im Zwischenraum 71 ist vorzugsweise Luft. Dadurch können relativ geringe Anforderungen an die Pressverbindung 14 zwischen dem Blechbauteil 70 und dem Ventilteller 21 gestellt werden.
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Wie weiter aus 2 ersichtlich ist, weist das Blechbauteil 70 mehrere Umformbereiche 72 auf, welche als teilkugelförmige Abstütznocken ausgebildet sind. Die Umformbereiche 72 befinden sich dabei direkt im Kontakt mit der zum Brennraum 30 gerichteten Seite des Ventiltellers 21. Die Umformbereiche verbessern insbesondere auch eine Stabilität des Blechbauteils 70 gegenüber den relativ hohen Brennraumdrücken.
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Es sei angemerkt, dass statt der Pressverbindung 14 zwischen dem Blechbauteil 70 und dem Ventilteller 21 auch andere Verbindungsverfahren möglich sind, beispielsweise durch Ausbildung eines Bördelrandes oder eines Randes des Blechbauteils, welcher in eine Nut des Ventiltellers federnd einschnappt.
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Die Funktion des Gasinjektors 1 des ersten Ausführungsbeispiels ist dabei wie folgt. Wenn eine Einblasung von gasförmigem Kraftstoff erfolgen soll, wird der Aktor 5 betätigt, so dass das Kontaktelement 50 in Axialrichtung X-X bewegt wird und dadurch auch das Schließelement 2 in Richtung zum Brennraum 30 bewegt wird. Dadurch öffnet das Schließelement 2 die ringförmige Durchgangsöffnung 3 am Dichtsitz 44, so dass gasförmiges Medium über den Gaszulauf 61 und den Innenbereich des Ventilgehäuses 10 zur Ventilspitze 32 und in den Brennraum 30 strömen kann. Der gasförmige Kraftstoff kann dabei durch die Durchgangslöcher 41 im Ventilsitz 4 strömen. Um hierbei eine Drosselwirkung der Durchgangslöcher 41 möglichst klein zu halten, weisen diese einen relativ großen Durchmesser auf, so dass ein gesamter Durchströmungsquerschnitt durch den Ventilsitz 4 relativ groß ist.
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Da der Zwischenring 19 fest mit der Ventilnadel 20 verbunden ist, wird bei einer Axialbewegung der Ventilnadel 20 auch die Stützhülse 13 in Richtung zum Brennraum 30 bewegt, wodurch das Rückstellelement 9 zusammengedrückt wird. Soll nun die Einblasung des gasförmigen Kraftstoffs beendet werden, wird der Aktor deaktiviert, so dass das Rückstellelement 9 das Schließelement 2 mittels der Verbindung durch die Stützhülse 13 und den Zwischenring 19 wieder in die in 1 gezeigte Ausgangsstellung zurückstellt.
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Während der Axialbewegung des Schließelements 2 ist das Schließelement somit an der ersten Nadelführung 11 und der zweiten Nadelführung 12 am Ventilsitz 4 geführt.
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Am Anschlussstück 6 ist ferner ein Montageflansch 63 für den Aktor 5 vorgesehen. Der Montageflansch 63 erstreckt sich hülsenartig in Richtung zum Aktor 5, wobei eine Schweißverbindung 64 zwischen dem Montageflansch 63 und dem Aktor 5 ausgebildet ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass der Aktor 5 auf einfache Weise als letztes Bauteil des Gasinjektors fixiert werden kann und insbesondere toleranzbedingte Längenunterschied in Axialrichtung X-X durch eine axiale Montageposition des Aktors 5 bezüglich des restlichen Gasinjektors ausgeglichen werden kann. Wenn der Aktor 5 dann in der richtigen Axialposition angeordnet ist, erfolgt eine fixe Verbindung zwischen dem Aktor 5 und dem Montageflansch 63 durch die Schweißverbindung.
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Weiterhin ermöglicht die seitliche Anordnung der Gaszuleitung 61 im Anschlussstück 6, dass kein gasförmiges Medium durch den Aktor 5 selbst hindurchgeführt werden muss. Dadurch kann der Aktor 5 in optimaler Weise ausgelegt werden, ohne dass Rücksicht auf Gasdurchbrüche oder Gasdurchleitungen oder dgl. genommen werden müsste.
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Durch das Vorsehen der Isolationseinrichtung 7 am Ventilteller 21 kann somit im Betrieb erreicht werden, dass ein erhöhter Verschleiß am Dichtsitz 44 bzw. ein Verzug der Bauteile am Dichtsitz 44, insbesondere des Ventiltellers 21 und des Ventilsitzes 4 vermieden werden kann. Dadurch wird eine höhere Dichtheit des Gasinjektors im geschlossenen Zustand erreicht, da der Ventilteller 21 und der Ventilsitz 4 ihre ausgelegte, geometrische Gestalt beibehalten und somit einen sicheren Schließvorgang ermöglichen. Dabei kann die Isolationseinrichtung 7 durch Vorsehen des Blechbauteils 70 und des mit Luft gefüllten Zwischenraums 71 sehr einfach und kostengünstig bereitgestellt werden. Insbesondere muss durch Vorsehen der Pressverbindung 14 zwischen dem Blechbauteil 70 und dem Ventilteller 21 keine Schweißverbindung zwischen diesen beiden Bauteilen ausgebildet werden, was ebenfalls einen Verzug von Bauteilen nach sich ziehen könnte.
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3 zeigt einen Gasinjektor 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
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Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel weist der Gasinjektor 1 des zweiten Ausführungsbeispiels eine andere Verbindungsart zwischen dem Blechbauteil 70 und dem Ventilteller 21 auf. Wie aus 3 ersichtlich ist, ist zwischen dem Blechbauteil 70 und dem Ventilteller 21 eine Schweißverbindung 15 ausgebildet. Die Schweißverbindung 15 ist eine umlaufende Schweißnaht. Am Blechbauteil 70 ist hierfür ein Bördelrand 70b vorgesehen, welcher radial nach außen vorsteht und an die Stirnseite des äußeren Randbereichs 21c angeschweißt ist. Durch die Schweißverbindung ist eine verbesserte Isolation des Zwischenraums 71 möglich. Dadurch kann der Zwischenraum 71 beispielsweise als Vakuum ausgebildet sein oder alternativ eine Füllung mit einem schlecht wärmeleitenden Gas, wie beispielsweise Kohlendioxid, aufweisen. Die Schweißverbindung 15 verhindert hierbei ein Entweichen aus dem Zwischenraum 71. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
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4 zeigt einen Gasinjektor 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet.
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Das dritte Ausführungsbeispiel entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel mit dem Unterschied, dass die Ventilnadel 20 und der Ventilteller 21 als einteiliges Bauteil vorgesehen sind. Hierdurch wird insbesondere auf eine Schweißverbindung zwischen dem Ventilteller 21 und der Ventilnadel 20 verzichtet, so dass durch diese Schweißverbindung kein Verzug am Ventilteller 21 auftreten kann. Ferner ist der Zwischenraum 71 der Isolationseinrichtung 7 mit einem Isoliermaterial 16 gefüllt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Isoliermaterial Teflon. Es sind jedoch auch andere Materialien denkbar. Somit ist der Zwischenraum 71 nicht mehr hohl und mit einem Gas gefüllt oder als Vakuum vorgesehen, sondern der Zwischenraum 71 ist vollständig mit dem Isoliermaterial gefüllt. Dadurch ist bevorzugt die Pressverbindung 14 zwischen dem Ventilteller 21 und dem Blechbauteil 70 vorgesehen, da diese einfach und kostengünstig und ohne zusätzlichen Wärmeeintrag durch eine Schweißverbindung bereitstellbar ist. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
