DE102022207409A1 - Gas injector for injecting a gaseous fuel - Google Patents

Gas injector for injecting a gaseous fuel Download PDF

Info

Publication number
DE102022207409A1
DE102022207409A1 DE102022207409.2A DE102022207409A DE102022207409A1 DE 102022207409 A1 DE102022207409 A1 DE 102022207409A1 DE 102022207409 A DE102022207409 A DE 102022207409A DE 102022207409 A1 DE102022207409 A1 DE 102022207409A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
closing element
gas injector
valve needle
clamping body
armature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022207409.2A
Other languages
German (de)
Inventor
Martin Bernhaupt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102022207409.2A priority Critical patent/DE102022207409A1/en
Priority to PCT/EP2023/067765 priority patent/WO2024017591A1/en
Publication of DE102022207409A1 publication Critical patent/DE102022207409A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248—Injectors
    • F02M21/0251—Details of actuators therefor
    • F02M21/0254—Electric actuators, e.g. solenoid or piezoelectric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248—Injectors
    • F02M21/0257—Details of the valve closing elements, e.g. valve seats, stems or arrangement of flow passages
    • F02M21/026—Lift valves, i.e. stem operated valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248—Injectors
    • F02M21/0257—Details of the valve closing elements, e.g. valve seats, stems or arrangement of flow passages
    • F02M21/026—Lift valves, i.e. stem operated valves
    • F02M21/0269—Outwardly opening valves, e.g. poppet valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/08—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves opening in direction of fuel flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/85—Mounting of fuel injection apparatus
    • F02M2200/855—Mounting of fuel injection apparatus using clamp elements or fastening means, e.g. bolts or screws

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gasinjektor (10) zum Einblasen eines gasförmigen Brennstoffs, mit einem Magnetaktuator (68) zum Betätigen eines Ankers (66), wobei der Anker (66) zumindest mittelbar mit einem Schließelement (34) gekoppelt ist, das einen Gaspfad (35) an einem Ventilsitz (29) freigibt und verschließt, wobei der Anker (66) in einem abgeschlossenen Schmiermittelraum (60) angeordnet ist, der mit einem Schmiermittel gefüllt ist, wobei das Schmiermittel die Schmierung des Ankers (66) sicherstellt, wobei das Schließelement (34) Teil einer Ventilnadel (30; 30a) ist, die wenigstens zwei, in Richtung einer Längsachse (32) der Ventilnadel (30; 30a) sich erstreckende und aneinander anschließende Elemente (36; 36a, 37; 37a) aufweist.The invention relates to a gas injector (10) for blowing in a gaseous fuel, with a magnetic actuator (68) for actuating an armature (66), the armature (66) being at least indirectly coupled to a closing element (34) which forms a gas path (35 ) on a valve seat (29) releases and closes, the armature (66) being arranged in a closed lubricant space (60) which is filled with a lubricant, the lubricant ensuring the lubrication of the armature (66), the closing element ( 34) is part of a valve needle (30; 30a) which has at least two elements (36; 36a, 37; 37a) extending and adjoining one another in the direction of a longitudinal axis (32) of the valve needle (30; 30a).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft einen Gasinjektor zum Einblasen eines gasförmigen Brennstoffs, insbesondere von Wasserstoff oder Erdgas oder dgl. in einen Brennraum, der neben einem reduzierten Verschleiß eine vorteilhafte Fertigung einer Ventilnadel ermöglicht.The invention relates to a gas injector for injecting a gaseous fuel, in particular hydrogen or natural gas or the like, into a combustion chamber, which, in addition to reduced wear, enables advantageous production of a valve needle.

Stand der TechnikState of the art

Gasinjektoren sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Ein Problemkreis bei derartigen Gasinjektoren liegt prinzipbedingt darin, dass aufgrund des gasförmigen, einzublasenden Mediums keine Schmierung durch das Medium möglich ist, wie dies beispielsweise bei Kraftstoffinjektoren möglich ist, die Benzin oder Diesel einspritzen. Aus diesem Grund ist es aus der nachveröffentlichten DE 10 2021 200 689 A1 der Anmelderin bekannt, den Anker eines Magnetaktuators in einem mit Schmiermittel befüllten Schmiermittelraum anzuordnen.Gas injectors are known from the prior art in different designs. One problem area with such gas injectors is, due to their principle, that due to the gaseous medium to be injected, no lubrication through the medium is possible, as is possible, for example, with fuel injectors that inject gasoline or diesel. For this reason it is from the republished DE 10 2021 200 689 A1 known to the applicant to arrange the armature of a magnetic actuator in a lubricant space filled with lubricant.

Ein weiterer Problemkreis derartiger Gasinjektoren besteht in der Fertigung der Ventilnadeln, welche einen Einlass zum Einblasen des Gases in beispielsweise den Brennraum einer Brennkraftmaschine freigeben. Ebenfalls prinzipbedingt weisen derartige Ventilnadeln eine relativ große Baulänge auf. Derartige, eine relativ große Baulänge aufweisende Ventilnadeln sind jedoch nur mit hohem Aufwand zu fertigen, insbesondere mit Blick auf die gewünschte Koaxialität der Ventilnadeln zu einer oberen und unteren Nadelführung. Problematisch ist hierbei beispielsweise bei einer Wärmebehandlung oder einem Schleifvorgang nach der Wärmebehandlung ein sich dabei potentiell ergebender Verzug der Ventilnadel. Aus diesem Grund weist die aus der oben erwähnten DE 10 2021 200 689 A1 bekannte Ventilnadel zwei in Axialrichtung gefügte Elemente auf, die die Ventilnadel ausbilden, wobei die Ventilnadel an einem Ankerbolzen axial anliegt, der mit dem Magnetanker verbunden ist. Die beiden Elemente der Ventilnadel sind beispielsweise über einen Pressverband miteinander verbunden. Nachteilig hierbei sind die hohen Fügekräfte, welche zu Spanbildung beim Pressvorgang führen kann. Außerdem müssen die Durchmesser der Elemente der Ventilnadel relativ groß ausgebildet werden, um ausreichend hohe Presskräfte zu ermöglichen. Dies wiederum führt zu relativ schweren Ventilnadeln.Another problem area with such gas injectors is the production of the valve needles, which release an inlet for blowing the gas into, for example, the combustion chamber of an internal combustion engine. Also due to the principle, such valve needles have a relatively long overall length. However, such valve needles, which have a relatively large overall length, can only be manufactured with great effort, especially with regard to the desired coaxiality of the valve needles to an upper and lower needle guide. What is problematic here is, for example, a potentially resulting distortion of the valve needle during a heat treatment or a grinding process after the heat treatment. For this reason, the one mentioned above DE 10 2021 200 689 A1 known valve needle has two elements joined in the axial direction, which form the valve needle, the valve needle resting axially on an anchor bolt which is connected to the magnet armature. The two elements of the valve needle are connected to one another, for example, via a press fit. The disadvantage here is the high joining forces, which can lead to chip formation during the pressing process. In addition, the diameters of the elements of the valve needle must be made relatively large in order to enable sufficiently high pressing forces. This in turn leads to relatively heavy valve needles.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der erfindungsgemäße Gasinjektor zum Einblasen eines gasförmigen Brennstoffs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist den Vorteil auf, dass er eine relativ einfache Fertigung der Ventilnadel bei gleichzeitig geringem Gewicht der Ventilnadel ermöglicht.The gas injector according to the invention for blowing in a gaseous fuel with the features of claim 1 has the advantage that it enables relatively simple production of the valve needle while at the same time keeping the valve needle lightweight.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die beiden Elemente der Ventilnadel über eine Schraubverbindung miteinander zu verbinden. Dadurch werden insbesondere keine hohen Presskräfte zwischen den Elementen der Ventilnadel und dadurch auch keine großen Durchmesser der Elemente der Ventilnadel benötigt.The invention is based on the idea of connecting the two elements of the valve needle to one another via a screw connection. As a result, in particular, no high pressing forces are required between the elements of the valve needle and therefore no large diameters of the elements of the valve needle are required.

Vor dem Hintergrund der obigen Erläuterungen umfasst daher ein erfindungsgemäßer Gasinjektor zum Einblasen eines gasförmigen Brennstoffs einen Magnetaktuator zum Betätigen eines Ankers, wobei der Anker zumindest mittelbar mit einem Schließelement gekoppelt ist, das einen Gaspfad an einem Ventilsitz freigibt und verschließt, wobei der Anker in einem abgeschlossenen Schmiermittelraum angeordnet ist, der mit einem Schmiermittel gefüllt ist, wobei das Schmiermittel die Schmierung des Ankers sicherstellt, wobei das Schließelement Teil einer Ventilnadel ist, die wenigstens zwei, in Richtung einer Längsachse der Ventilnadel sich erstreckende und aneinander anschließende Elemente aufweist, und wobei die wenigstens zwei Elemente durch eine Schraubverbindung in Richtung der Längsachse miteinander verbunden sind. Against the background of the above explanations, a gas injector according to the invention for blowing in a gaseous fuel therefore comprises a magnetic actuator for actuating an armature, the armature being at least indirectly coupled to a closing element which opens and closes a gas path on a valve seat, the armature being in a closed A lubricant chamber is arranged which is filled with a lubricant, the lubricant ensuring the lubrication of the armature, the closing element being part of a valve needle which has at least two elements extending in the direction of a longitudinal axis of the valve needle and adjoining one another, and wherein the at least two elements are connected to each other by a screw connection in the direction of the longitudinal axis.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gasinjektors zum Einblasen eines gasförmigen Brennstoffs sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous embodiments of the gas injector according to the invention for blowing in a gaseous fuel are listed in the subclaims.

Die Schraubverbindung weist bevorzugt ein Innengewinde an dem Schließelement als erstes Element und ein Außengewinde an dem mit dem Schließelement verbundenen zweiten Element der Ventilnadel auf. Dies trägt dem Umstand Rechnung, dass das Schließelement typischerweise einen größeren Durchmesser aufweist als das mit dem Schließelement verbundene (zweite) Element der Ventilnadel, das zur Kraftübertragung vom Ankerbolzen auf das Schließelement dient.The screw connection preferably has an internal thread on the closing element as the first element and an external thread on the second element of the valve needle connected to the closing element. This takes into account the fact that the closing element typically has a larger diameter than the (second) element of the valve needle that is connected to the closing element and serves to transmit force from the anchor bolt to the closing element.

Ganz besonders bevorzugt ist es darüber hinaus, wenn die wenigstens zwei Elemente der Ventilnadel von einem vorzugsweise rohrförmigen Spannkörper zusammenwirken, der das zweite Element radial umgibt, wobei der Spannkörper dazu ausgebildet ist, die Schraubverbindung in Richtung der Längsachse mit einer in Richtung zum Schließelement wirkenden Druckkraft zu beaufschlagen. Eine derartige Ausgestaltung der Schraubverbindung bzw. der Ventilnadel ermöglicht eine besonders steife Ventilnadel, da der Spannkörper, der mit den beiden Elementen der Ventilnadel gekoppelt ist, die beiden Elemente radial umgibt und somit auch den Durchmesser der Ventilnadel vergrößert. Darüber hinaus wird durch den Spannkörper sichergestellt, dass die Schraubverbindung zwischen den beiden Elementen der Ventilnadel sich über die Lebensdauer des Gasinjektors gesehen nicht lösen kann.It is also very particularly preferred if the at least two elements of the valve needle cooperate with a preferably tubular clamping body which radially surrounds the second element, the clamping body being designed to hold the screw connection in the direction of the longitudinal axis with a compressive force acting in the direction of the closing element to apply. Such a design of the screw connection or the valve needle enables a particularly stiff valve needle, since the clamping body, which is coupled to the two elements of the valve needle, surrounds the two elements radially and thus also increases the diameter of the valve needle. About it In addition, the clamping body ensures that the screw connection between the two elements of the valve needle cannot become loose over the service life of the gas injector.

In bevorzugter Ausgestaltung eines derartigen Spannkörpers ist dieser zumindest mittelbar mittels einer Gewindeverbindung auf dem Schließelement abgewandten Seite mit der Ventilnadel in axialer Richtung fixiert.In a preferred embodiment of such a clamping body, it is at least indirectly fixed to the valve needle in the axial direction by means of a threaded connection on the side facing away from the closing element.

Neben der eigentlichen Verbindung zwischen den beiden Elementen der Ventilnadel ist es darüber hinaus auch wesentlich, dass die Längsachsen der beiden Elemente der Ventilnadel zueinander ausgerichtet sind bzw. insgesamt gesehen eine gemeinsame Längsachse ausbilden. Hierzu ist es bevorzugt vorgesehen, dass an dem Spannkörper und dem Schließelement Zentriermittel zur Ausrichtung der beiden Elemente der Ventilnadel in Richtung der Längsachse ausgebildet sind.In addition to the actual connection between the two elements of the valve needle, it is also essential that the longitudinal axes of the two elements of the valve needle are aligned with one another or, viewed overall, form a common longitudinal axis. For this purpose, it is preferably provided that centering means for aligning the two elements of the valve needle in the direction of the longitudinal axis are formed on the clamping body and the closing element.

In einer ersten konstruktiven Ausgestaltung derartiger Zentriermittel ist es vorgesehen, dass die Zentriermittel einen an dem Spannkörper oder dem Schließelement ausgebildeten, kugelabschnittsförmigen ersten Bereich aufweisen, der mit einem gegengleich ausgebildeten zweiten Bereich am Schließelement oder am Spannkörper zusammenwirkt.In a first structural embodiment of such centering means, it is provided that the centering means have a spherical section-shaped first region formed on the clamping body or the closing element, which interacts with a second region of opposite design on the closing element or on the clamping body.

Alternativ hierzu kann es auch vorgesehen sein, dass die Zentriermittel eine axiale Führung und einen Kegelsitz und eine mit dem Kegelsitz zusammenwirkende Dichtkante zwischen dem Spannkörper und dem Schließelement umfassen.Alternatively, it can also be provided that the centering means comprise an axial guide and a cone seat and a sealing edge between the clamping body and the closing element which interacts with the cone seat.

Um einen gegenüber dem Gaspfad abgedichteten bzw. abgeschlossenen Schmiermittelraum im Gasinjektor auszubilden, ist es darüber hinaus vorgesehen, dass der Spannkörper mit einem balgförmigen Element verbunden ist, das den Spannkörper radial auf einem Teilbereich seiner Länge umgibt, und das mit einem gehäusefestigen Element verbunden ist, wobei das balgförmige Element den Schmiermittelraum begrenzt und abdichtet.In order to form a lubricant space in the gas injector that is sealed or closed from the gas path, it is also provided that the clamping body is connected to a bellows-shaped element which surrounds the clamping body radially over a portion of its length and which is connected to an element fixed to the housing, wherein the bellows-shaped element limits and seals the lubricant space.

Zur Betätigung der Ventilnadel ist es vorgesehen, dass der Anker einen Ankerbolzen aufweist bzw. mit einem Ankerbolzen verbunden ist, dessen eine Stirnfläche an der zugewandten Stirnseite der Ventilnadel anliegt.To operate the valve needle, it is provided that the armature has an anchor bolt or is connected to an anchor bolt, one end face of which rests on the facing end face of the valve needle.

Weiterhin ist es zur Verbesserung des Dämpfungsverhaltens beim Betrieb der Ventilnadel von Vorteil, wenn der Anker mit einer Dämpfungseinrichtung zusammenwirkt, die auf der der Ventilnadel abgewandten Seite angeordnet ist.Furthermore, in order to improve the damping behavior during operation of the valve needle, it is advantageous if the armature interacts with a damping device which is arranged on the side facing away from the valve needle.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred embodiments of the invention and from the drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

  • 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch einen Gasinjektor zum Einblasen eines gasförmigen Brennstoffs in einen Brennraum und 1 shows a schematic longitudinal section through a gas injector for injecting a gaseous fuel into a combustion chamber and
  • 2 einen Teilbereich des Gasinjektors gemäß 1 bei einer modifizierten Verbindung zweier Elemente einer Ventilnadel, ebenfalls im Längsschnitt. 2 a portion of the gas injector 1 with a modified connection between two elements of a valve needle, also in longitudinal section.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.Identical elements or elements with the same function are provided with the same reference numbers in the figures.

Der in der 1 dargestellte Gasinjektor 10 dient zum Einblasen eines gasförmigen Brennstoffs, insbesondere Wasserstoff oder Erdgas oder dgl. in den nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine. Der Gasinjektor 10 weist ein mehrteilig ausgebildetes Gehäuse 12 mit einem Ventilkörper 14 auf. Der Ventilkörper 14 ist über eine Einbauhülse 16 und eine weitere Hülse 18 mit einem oberen Abschlussstück 20 des Gehäuses 12 verbunden. Die Verbindung zwischen der Einbauhülse 16 und der Hülse 18 sowie zwischen der Hülse 18 und dem Abschlussstück 20 erfolgt in bekannter Art und Weise über im Einzelnen nicht dargestellte Spannmutterverbindungen.The Indian 1 Gas injector 10 shown is used to inject a gaseous fuel, in particular hydrogen or natural gas or the like, into the combustion chamber, not shown, of an internal combustion engine. The gas injector 10 has a multi-part housing 12 with a valve body 14. The valve body 14 is connected to an upper end piece 20 of the housing 12 via an installation sleeve 16 and a further sleeve 18. The connection between the installation sleeve 16 and the sleeve 18 and between the sleeve 18 and the end piece 20 takes place in a known manner via clamping nut connections, not shown in detail.

Die Zuführung des gasförmigen Brennstoffes erfolgt über eine in der Einbauhülse 16 ausgebildete Zuführbohrung 22, die in einen Ringraum 23 zwischen dem Ventilkörper 14 und der Einbauhülse 16 mündet. Über schräg verlaufende Bohrungen 24 gelangt der gasförmige Brennstoff in einen Druckraum 25 im Ventilkörper 14. Der Druckraum 25 ist über axiale Bohrungen 26 mit einem Ventilraum 28 verbunden, welcher auf der dem Abschlussstück 20 abgewandten Stirnseite des Gasinjektors 10 einen Ventilsitz 29 ausbildet. Die Zuführbohrung 22, der Ringraum 23, die Bohrungen 24 und der Druckraum 25 bilden zusammen mit den Bohrungen 26 und dem Ventilraum 30 einen Gaspfad 35 zur Zuführung des gasförmigen Brennstoffs von der Zuführbohrung 22 in den Brennraum aus.The gaseous fuel is supplied via a feed bore 22 formed in the installation sleeve 16, which opens into an annular space 23 between the valve body 14 and the installation sleeve 16. The gaseous fuel reaches a pressure chamber 25 in the valve body 14 via oblique bores 24. The pressure chamber 25 is connected via axial bores 26 to a valve chamber 28, which forms a valve seat 29 on the end face of the gas injector 10 facing away from the end piece 20. The feed bore 22, the annular space 23, the bores 24 and the pressure chamber 25, together with the bores 26 and the valve chamber 30, form a gas path 35 for supplying the gaseous fuel from the feed bore 22 into the combustion chamber.

Der Ventilsitz 29 wirkt mit einer mehrteilig ausgebildeten Ventilnadel 30 zusammen, welche entlang einer Längsachse 32 hubbeweglich angeordnet ist. In der in der 1 dargestellten, angehobenen Stellung verschließt die Ventilnadel 30 den Ventilsitz 29 mit einem Schließelement 34 der Ventilnadel 30. The valve seat 29 cooperates with a multi-part valve needle 30, which is arranged to be movable along a longitudinal axis 32. In the in the 1 The valve needle 30 closes the raised position shown Valve seat 29 with a closing element 34 of the valve needle 30.

Die Ventilnadel 30, die aus dem Schließelement 34 als erstem Element 36 besteht, weist darüber hinaus ein zweites Element 37 auf, das im Wesentlichen stiftförmig ausgebildet ist und das fluchtend zum ersten Element 36, d.h. fluchtend zur Längsachse 32, angeordnet ist. Die Verbindung der beiden Elemente 36, 37 der Ventilnadel 30 erfolgt über eine Schraubbindung 40. Die Schraubverbindung 40 umfasst ein an dem ersten Element 36 bzw. dem Schließelement 34 ausgebildetes Innengewinde 42, das mit einem am zweiten Element 37 ausgebildeten Außengewinde 43 zusammenwirkt.The valve needle 30, which consists of the closing element 34 as the first element 36, also has a second element 37, which is essentially pin-shaped and which is arranged in alignment with the first element 36, i.e. in alignment with the longitudinal axis 32. The two elements 36, 37 of the valve needle 30 are connected via a screw connection 40. The screw connection 40 comprises an internal thread 42 formed on the first element 36 or the closing element 34, which cooperates with an external thread 43 formed on the second element 37.

Die beiden Elemente 36, 37 der Ventilnadel 30 sind radial von einem rohrförmigen Spannkörper 44 umgeben, der aus zwei Elementen, einem Anschlussteil 45 und einem Führungsteil 46 besteht, die in axialer Richtung bzw. in Richtung der Längsachse 32 betrachtet aneinander anschließen. Das Anschlussteil 45 weist auf der dem ersten Element 36 bzw. dem Schließelement 34 zugewandten Seite einen kugelabschnittsförmigen Bereich 48 auf, der mit einem gegengleich geformten Bereich 49 am Schließelement 34 bzw. am ersten Element 36 zusammenwirkt. Die beiden Bereiche 48, 49 sind Bestandteil von Zentriermitteln 50, wobei die Zentriermittel 50 dazu dienen, eine koaxiale bzw. fluchtende Anordnung der beiden Elemente 36, 37 der Ventilnadel 30 zu gewährleisten. Dazu ist es darüber hinaus vorgesehen, dass das Anschlussteil 45 in Richtung des ersten Elements 36 bzw. des Schließelements 34 mit einer Axialkraft beaufschlagt wird, welche über den Spannkörper 44 erzeugt wird. Dazu ist das Führungsteil 46 mittels einer Spannmutter 51 als Teil einer Gewindeverbindung und einem an dem zweiten Element 37 der Ventilnadel 30 ausgebildeten Außengewinde 52 mit dem zweiten Element 37 verbunden bzw. verspannt. Auch weist das erste Element 36 der Ventilnadel 30 einen im Durchmesser reduzierten Abschnitt 54 auf, der in Art einer Dehnschraube wirkt, d.h. eine größere Elastizität aufweist als die anderen Abschnitte des ersten Elements 37.The two elements 36, 37 of the valve needle 30 are surrounded radially by a tubular clamping body 44, which consists of two elements, a connecting part 45 and a guide part 46, which connect to one another when viewed in the axial direction or in the direction of the longitudinal axis 32. On the side facing the first element 36 or the closing element 34, the connecting part 45 has a spherical section-shaped region 48, which interacts with an oppositely shaped region 49 on the closing element 34 or on the first element 36. The two areas 48, 49 are part of centering means 50, the centering means 50 serving to ensure a coaxial or aligned arrangement of the two elements 36, 37 of the valve needle 30. For this purpose, it is also provided that the connecting part 45 is subjected to an axial force in the direction of the first element 36 or the closing element 34, which is generated via the clamping body 44. For this purpose, the guide part 46 is connected or clamped to the second element 37 by means of a clamping nut 51 as part of a threaded connection and an external thread 52 formed on the second element 37 of the valve needle 30. The first element 36 of the valve needle 30 also has a section 54 with a reduced diameter, which acts in the manner of an expansion screw, i.e. has greater elasticity than the other sections of the first element 37.

Das Anschlussteil 45 ist radial von einem gehäusefesten Anschlussring 56 umgeben, der der radialen Führung des Anschlussteils 45 dient. Das Anschlussteil 45 weist darüber hinaus auf der dem ersten Element 36 zugewandten unteren Stirnseite einen Bund 57 auf, an dem ein das Anschlussteil 45 radial umgebender metallischer Balg 58 befestigt ist. Der Balg 58 ist wiederum an einem Durchmesser reduzierten Abschnitt mit dem oberen Anschlussring 56 verbunden. Der Balg 58 begrenzt und dichtet einen Schmiermittelraum 60 zum Gaspfad 35 hin ab, wobei in dem Schmiermittelraum 60 ein nicht dargestelltes Schmiermittel wie Schmieröl angeordnet ist.The connecting part 45 is surrounded radially by a housing-fixed connecting ring 56, which serves to guide the connecting part 45 radially. The connecting part 45 also has a collar 57 on the lower end face facing the first element 36, to which a metallic bellows 58 that radially surrounds the connecting part 45 is attached. The bellows 58 is in turn connected to the upper connecting ring 56 at a section with a reduced diameter. The bellows 58 delimits and seals a lubricant space 60 towards the gas path 35, with a lubricant (not shown) such as lubricating oil being arranged in the lubricant space 60.

Das Führungsteil 46 ist radial von einem Dichtring 62 umgeben. Zwischen dem Dichtring 62 und dem Führungsteil 46 stützt sich eine Ventilschließfeder 64 ab, die die Ventilnadel 30 in die in der 1 dargestellte Schließstellung mit Federkraft beaufschlagt.The guide part 46 is surrounded radially by a sealing ring 62. A valve closing spring 64 is supported between the sealing ring 62 and the guide part 46, which moves the valve needle 30 into the 1 The closed position shown is subjected to spring force.

Das zweite Element 37 der Ventilnadel 30 endet in Richtung der Längsachse 32 betrachtet knapp oberhalb der Spannmutter 51. Dort liegt die Ventilnadel 32 mit ihrer oberen Stirnfläche an der unteren Stirnfläche eines Ankerbolzens 65 an. Der Ankerbolzen 65 ist mit einem Anker 66 verbunden, der Bestandteil eines Magnetkreises mit einem Magnetaktuator 68 ist.The second element 37 of the valve needle 30 ends just above the clamping nut 51 when viewed in the direction of the longitudinal axis 32. There the valve needle 32 rests with its upper end face on the lower end face of an anchor bolt 65. The anchor bolt 65 is connected to an armature 66, which is part of a magnetic circuit with a magnetic actuator 68.

Der im Bereich der Hülse 18 angeordnete Magnetaktuator 68 umfasst neben dem Anker 66 einen der Führung des Ankerbolzens 65 dienenden Innenpol 69, eine Magnetspule 70 und einen Außenpol 72. Die Magnetspule 70 ist über ein Anschlusskabel 74 mit Strom versorgbar. Bei einer Bestromung der Magnetspule 70 wird auf den Anker 66 eine in Richtung der Ventilnadel 30 wirkende Öffnungskraft ausgeübt, die die Ventilnadel 30 zum Einblasen des gasförmigen Brennstoffs aus der in der 1 dargestellten Schließstellung in ihre Öffnungsstellung bewegt.The magnetic actuator 68 arranged in the area of the sleeve 18 includes, in addition to the armature 66, an inner pole 69 used to guide the anchor bolt 65, a magnetic coil 70 and an outer pole 72. The magnetic coil 70 can be supplied with power via a connecting cable 74. When the magnetic coil 70 is energized, an opening force acting in the direction of the valve needle 30 is exerted on the armature 66, which causes the valve needle 30 to blow in the gaseous fuel from the in the 1 shown closed position moved into its open position.

Der Anker 66 weist auf der dem Ankerbolzen 65 gegenüberliegenden Seite eine stiftförmige Verlängerung 75 auf, die mit einem Hubanschlag 76 zusammenwirkt, der ortsfest in dem Anschlussstück 20 in einer Sacklochbohrung angeordnet ist. Eine Rückführfeder 77 stützt sich wiederum zwischen dem Hubanschlag 76 bzw. dem Anschlussstück 20 und der oberen Stirnfläche des Ankers 66 ab und drückt den Anker 66 in Richtung des Innenpols 69. Die Rückführfeder 77 ist Bestandteil einer Dämpfungseinrichtung 80 für den Anker 66. Der Bereich, in dem der Anker 66 ebenso wie die Dämpfungseinrichtung 80 angeordnet sind, ist innerhalb des Schmiermittelraums 60 angeordnet, sodass das im Schmiermittelraum 60 angeordnete Schmiermittel der Ankerführung bzw. der Schmierung des Ankers 66 dient und damit auch den Verschleiß des Ankers 66 verringert bzw. verhindert. Um eine Versorgung des Ankerraums 81 mit dem Schmiermittel zu gewährleisten, weisen der Anker 66, der Innenpol 69, der Dichtring 62 und der Anschlussring 56 in Richtung der Längsachse 32 verlaufende Bohrungen bzw. Durchlässe 82 bis 85 auf.On the side opposite the anchor bolt 65, the anchor 66 has a pin-shaped extension 75, which cooperates with a lifting stop 76, which is arranged in a stationary manner in the connecting piece 20 in a blind hole. A return spring 77 is in turn supported between the stroke stop 76 or the connecting piece 20 and the upper end face of the armature 66 and presses the armature 66 in the direction of the inner pole 69. The return spring 77 is part of a damping device 80 for the armature 66. The area, in which the armature 66 as well as the damping device 80 are arranged, is arranged within the lubricant space 60, so that the lubricant arranged in the lubricant space 60 serves to guide the armature or to lubricate the armature 66 and thus also reduces or prevents the wear of the armature 66. In order to ensure that the armature space 81 is supplied with the lubricant, the armature 66, the inner pole 69, the sealing ring 62 and the connecting ring 56 have bores or passages 82 to 85 running in the direction of the longitudinal axis 32.

In der 2 ist eine modifizierte Befestigung bzw. Anordnung zwischen den beiden Elementen 36a, 37a der Ventilnadel 30a gezeigt. Hierbei ist an dem Spannkörper 44 bzw. dem Anschlussstück 45a ein Kegelsitz 86 ausgebildet, der mit einer Dichtkante 88 am ersten Element 36a zusammenwirkt. Weiterhin ragt das erste Element 36a mit einem rohrförmigen Fortsatz 90 in die Innenbohrung 92 des Anschlussstücks 45a hinein, sodass die Zentriermittel 50a eine axiale Führung zwischen dem ersten Element 36a und dem Anschlussstück 45a ausbilden.In the 2 a modified attachment or arrangement between the two elements 36a, 37a of the valve needle 30a is shown. This is on the clamping body 44 or the connecting piece 45a a conical seat 86 is formed, which cooperates with a sealing edge 88 on the first element 36a. Furthermore, the first element 36a projects with a tubular extension 90 into the inner bore 92 of the connecting piece 45a, so that the centering means 50a form an axial guide between the first element 36a and the connecting piece 45a.

Der soweit beschriebene Gasinjektor 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.The gas injector 10 described so far can be modified or modified in a variety of ways without deviating from the idea of the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102021200689 A1 [0002, 0003]DE 102021200689 A1 [0002, 0003]

Claims (10)

Gasinjektor (10) zum Einblasen eines gasförmigen Brennstoffs, mit einem Magnetaktuator (68) zum Betätigen eines Ankers (66), wobei der Anker (66) zumindest mittelbar mit einem Schließelement (34) gekoppelt ist, das einen Gaspfad (35) an einem Ventilsitz (29) freigibt und verschließt, wobei der Anker (66) in einem abgeschlossenen Schmiermittelraum (60) angeordnet ist, der mit einem Schmiermittel gefüllt ist, wobei das Schmiermittel die Schmierung des Ankers (66) sicherstellt, wobei das Schließelement (34) Teil einer Ventilnadel (30; 30a) ist, die wenigstens zwei, in Richtung einer Längsachse (32) der Ventilnadel (30; 30a) sich erstreckende und aneinander anschließende Elemente (36; 36a, 37; 37a) aufweist, und wobei die wenigstens zwei Elemente (36; 36a, 37; 37a) durch eine Schraubverbindung (40) in Richtung der Längsachse (32) miteinander verbunden sind.Gas injector (10) for blowing in a gaseous fuel, with a magnetic actuator (68) for actuating an armature (66), the armature (66) being at least indirectly coupled to a closing element (34) which has a gas path (35) on a valve seat (29) releases and closes, the anchor (66) being arranged in a closed lubricant space (60) which is filled with a lubricant, the lubricant ensuring the lubrication of the anchor (66), the closing element (34) being part of a Valve needle (30; 30a), which has at least two elements (36; 36a, 37; 37a) extending and adjoining one another in the direction of a longitudinal axis (32) of the valve needle (30; 30a), and wherein the at least two elements ( 36; 36a, 37; 37a) are connected to one another by a screw connection (40) in the direction of the longitudinal axis (32). Gasinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbindung (40) ein Innengewinde (42) an dem Schließelement (34) als erstes Element (36; 36a) und ein Außengewinde (43) an dem mit dem Schließelement (34) verbundenen zweiten Element (37; 37a) aufweist.Gas injector after Claim 1 , characterized in that the screw connection (40) has an internal thread (42) on the closing element (34) as the first element (36; 36a) and an external thread (43) on the second element (37; 37a) connected to the closing element (34). ) having. Gasinjektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Elemente (36; 36a, 37; 37a) der Ventilnadel (30; 30a) mit einem vorzugsweise rohrförmigen Spannkörper (44) zusammenwirken, der das zweite Element (37; 37a) radial umgibt, wobei der Spannkörper (44) dazu ausgebildet ist, die Schraubverbindung (40) in Richtung der Längsachse (32) mit einer in Richtung zum Schließelement (34) wirkenden Druckkraft zu beaufschlagen.Gas injector after Claim 1 or 2 , characterized in that the at least two elements (36; 36a, 37; 37a) of the valve needle (30; 30a) cooperate with a preferably tubular clamping body (44) which radially surrounds the second element (37; 37a), the clamping body (44) is designed to apply a compressive force acting in the direction of the closing element (34) to the screw connection (40) in the direction of the longitudinal axis (32). Gasinjektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannkörper (44) zumindest mittelbar mittels einer Gewindeverbindung auf der dem Schließelement (34) abgewandten Seite mit der Ventilnadel (30; 30a) in axialer Richtung fixiert ist.Gas injector after Claim 3 , characterized in that the clamping body (44) is at least indirectly fixed to the valve needle (30; 30a) in the axial direction by means of a threaded connection on the side facing away from the closing element (34). Gasinjektor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Spannkörper (44) und dem Schließelement (34) Zentriermittel (50; 50a) zur koaxialen Ausrichtung des Schließelements (34) und des zweiten Elements (37; 37a) in Richtung der Längsachse (32) ausgebildet sind.Gas injector after Claim 3 or 4 , characterized in that centering means (50; 50a) for coaxial alignment of the closing element (34) and the second element (37; 37a) in the direction of the longitudinal axis (32) are formed on the clamping body (44) and the closing element (34). Gasinjektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriermittel (50) einen an dem Spannkörper (44) oder dem Schließelement (34) ausgebildeten kugelabschnittsförmigen ersten Bereich (48) aufweist, der mit einem gegengleichen zweiten Bereich (49) am Schließelement (34) oder am Spannkörper (44) zusammenwirkt.Gas injector after Claim 5 , characterized in that the centering means (50) has a spherical section-shaped first region (48) formed on the clamping body (44) or the closing element (34), which has an opposite second region (49) on the closing element (34) or on the clamping body ( 44) interacts. Gasinjektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriermittel (50a) eine axiale Führung und einen Kegelsitz (86) und eine mit dem Kegelsitz (86) zusammenwirkende Dichtkante (88) zwischen dem Spannkörper (44) und dem Schließelement (34) umfassen.Gas injector after Claim 5 , characterized in that the centering means (50a) comprise an axial guide and a conical seat (86) and a sealing edge (88) which interacts with the conical seat (86) between the clamping body (44) and the closing element (34). Gasinjektor nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannkörper (44) mit einem Balg (58) verbunden ist, der den Spannkörper (44) radial auf einem Teilbereich seiner Länge umgibt, und der mit einem gehäusefesten Element (56) verbunden ist, wobei der Balg (58) den Schmiermittelraum (60) begrenzt und abdichtet.Gas injector after one of the Claims 3 until 7 , characterized in that the clamping body (44) is connected to a bellows (58) which surrounds the clamping body (44) radially over a portion of its length, and which is connected to an element (56) fixed to the housing, the bellows (58 ) limits and seals the lubricant space (60). Gasinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (66) mit einem Ankerbolzen (65) verbunden ist, dessen eine Stirnfläche an der zugewandten Stirnseite der Ventilnadel (30; 30a) anliegt.Gas injector after one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the anchor (66) is connected to an anchor bolt (65), one end face of which rests on the facing end face of the valve needle (30; 30a). Gasinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (66) mit einer Dämpfungseinrichtung (80) zusammenwirkt.Gas injector after one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the anchor (66) cooperates with a damping device (80).
DE102022207409.2A 2022-07-20 2022-07-20 Gas injector for injecting a gaseous fuel Pending DE102022207409A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022207409.2A DE102022207409A1 (en) 2022-07-20 2022-07-20 Gas injector for injecting a gaseous fuel
PCT/EP2023/067765 WO2024017591A1 (en) 2022-07-20 2023-06-29 Gas injector for injecting a gaseous fuel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022207409.2A DE102022207409A1 (en) 2022-07-20 2022-07-20 Gas injector for injecting a gaseous fuel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022207409A1 true DE102022207409A1 (en) 2024-01-25

Family

ID=87070804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022207409.2A Pending DE102022207409A1 (en) 2022-07-20 2022-07-20 Gas injector for injecting a gaseous fuel

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022207409A1 (en)
WO (1) WO2024017591A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021200689A1 (en) 2021-01-27 2022-07-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gas injector with reduced wear and damping device
DE102021200688A1 (en) 2021-01-27 2022-07-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gas injector with interchangeable components

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1077496B (en) * 1958-03-29 1960-03-10 Fritz Maus Valve with drive by the pressure medium to be shut off and control by a preferably electromagnetic auxiliary valve
DE3641470A1 (en) * 1986-12-04 1988-06-16 Bosch Gmbh Robert ELECTROMAGNETICALLY ACTUABLE FUEL INJECTION VALVE
AT413133B (en) * 1998-02-24 2005-11-15 Hoerbiger Kompressortech Serv Adjustable electromagnetic gas valve for gas fueled internal combustion engine
JP5551037B2 (en) * 2010-09-28 2014-07-16 株式会社ディーゼルユナイテッド Gas injection valve
DE102020208273A1 (en) * 2020-07-02 2022-01-05 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gas injector with reduced wear

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021200689A1 (en) 2021-01-27 2022-07-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gas injector with reduced wear and damping device
DE102021200688A1 (en) 2021-01-27 2022-07-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gas injector with interchangeable components

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024017591A1 (en) 2024-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1963659B1 (en) Fuel injector having a directly actuable injection valve element
DE102011013702B4 (en) Electromagnetic actuator
DE102006008648A1 (en) Fuel e.g. diesel or petrol, injecting device for internal combustion engine, has valve unit including control piston and nozzle needle that are coupled with each other by hydraulic coupler, and guiding unit guiding fluid outlet of piston
WO2003040547A1 (en) Method for producing a fuel accumulator line comprising a prestressed connection piece
EP2310662A1 (en) Fuel injector
EP2013468B1 (en) Injector
DE102005055360A1 (en) Check valve and injector with hydraulic translator
DE10043084A1 (en) Tensioner for fuel injection valve, has step rings with extended sloped surfaces in engagement with each other
DE102008035087B4 (en) Injector
DE10256667A1 (en) Fuel injector
DE102022207409A1 (en) Gas injector for injecting a gaseous fuel
DE10321163B4 (en) Method for attaching a metallic sealing element to a base body of a fuel injection valve, and fuel injection valve
DE102012220610B4 (en) injector
WO2017032485A1 (en) Actuator for a fuel injector, and fuel injector
DE102019131537B4 (en) Device for pressure regulation in a fuel supply of an internal combustion engine with a common rail injection
AT500797A1 (en) FUEL INJECTOR FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
EP2283495A1 (en) Magnet group for a solenoid valve
DE102006029392A1 (en) injector
DE102018221086A1 (en) Valve for metering a fluid, in particular fuel injection valve
EP2226490B1 (en) Fuel injector
DE102010039116A1 (en) Fuel injector, particularly for combustion engine in motor vehicle, has injector housing, which has through-opening for supplying fuel into combustion chamber of combustion engine
DE102019219628A1 (en) Valve for metering a fluid, in particular a fuel injection valve
DE10161003B4 (en) Fuel injection valve for an internal combustion engine
DE102017222850A1 (en) Electrically actuated valve, in a high pressure pump of a fuel injection system
DE102018218678A1 (en) Valve for metering a fluid, in particular fuel injection valve

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F02M0061100000

Ipc: F02M0021020000

R163 Identified publications notified