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Die
Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der
Gattung des Hauptanspruchs.
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Beispielsweise
ist aus der
DE 101
52 419 A1 ein Brennstoffeinspritzventil mit einer Ventilnadel
bekannt, welche abspritzseitig einen Ventilschließkörper aufweist,
der mit einer Ventilsitzfläche,
die an einem Ventilsitzkörper
ausgebildet ist, zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, und einer stromabwärts des Dichtsitzes
vorgesehenen Abspritzöffnung.
Das Brennstoffeinspritzventil ist zum direkten Einspritzen von Brennstoff
in einen Brennraum geeignet und öffnet
nach außen.
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Nachteilig
bei dem aus der obengenannten Druckschrift bekannten Brennstoffeinspritzventil
ist insbesondere, daß es
abströmseitig
des Dichtsitzes in der Abspritzöffnung
oder im Bereich der Abspritzöffnung
zu unerwünschten
Ablagerungen von Verbrernnungsrückständen kommt,
die insbesondere das Strahlbild, d. h. die Geometrie des eingespritzten Brennstoffs,
unvorteilhaft und in unvorhersehbarer Weise verändern.
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Vorteile der
Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den
Vorteil, daß durch
die zumindest eine Vertiefung Verbrennungsrückstände beim Einspritzvorgang durch
die Strömung
des Brennstoffs beseitigt werden und in dieser Weise keine Ablagerungen
entstehen, die das Stahlbild unvorteilhaft verändern. Das Strahlbild wird durch
die Vertiefungen selbst nicht verändert, da die der Wandung der
Abspritzöffnung
anhaftende Strömung
nur geringfügig
abgelöst
wird.
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Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen
Brennstoffeinspritzventils möglich.
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In
einer ersten Weiterbildung ist zumindest eine erste Vertiefung im
Ventilsitzkörper
angeordnet. Die Vertiefung kann so einfach in der Abspritzöffnung angeordnet
werden und die Abspritzöffnung
leicht von Ablagerungen freigehalten werden.
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Vorteilhaft
ist es zudem, wenn sich die Abspritzöffnung in Abspritzrichtung
konisch aufweitet. Die Ablösung
der Brennstoffströmung
kann dadurch vereinfacht werden.
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Vorteilhaft
ist es weiterhin, wenn der Verlauf des abströmseitig der Vertiefung angeordneten
zweiten Abschnitts der Abspritzöffnung
gegenüber
einer gedachten Linie des Verlaufs eines zwischen dem Dichtsitz
und der Vertiefung angeordneten ersten Abschnitts nach außen oder
innen versetzt ist. Die Ablösung
der Strömung
kann dadurch genauer eingestellt werden und die Ablagerungen können besser entfernt
werden. Das gleiche gilt wenn die erste Vertiefung und die zweite
Vertiefung auf gleicher Höhe der
Mittelachse der Brennstoffeinspritzventils angeordnet sind.
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Außerdem ist
es vorteilhaft, wenn der Grund der zumindest einen Vertiefung durch
eine Kante gegenüber
dem Brennraum verdeckt ist. Die zumindest eine Vertiefung läßt sich
so in einfacher Weise vor direktem Kontakt mit der im Brennraum
erzeugten Flammenfront und dadurch vor Ablagerungen schützen.
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Weiter
ist es vorteilhaft zumindest eine zweite Vertiefung im Ventilschließkörper anzuordnen.
Der Ventilschließkörper läßt sich
so in einfacher Weise von Ablagerungen freihalten.
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In
einer weiteren Weiterbildung ist die zumindest eine Vertiefung ringförmig geschlossen
als Ringnut ausgebildet und koaxial zur Mittelachse der Brennstoffeinspritzventils
angeordnet.
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Vorteilhaft
ist es zudem, die Vertiefung im Querschnitt dreieckig, rechteckig,
rund, quadratisch oder trapezförmig
auszubilden. Der Einfluß der
Vertiefung läßt sich
so vorteilhaft einfach den Gegebenheiten anpassen und die Strömung bzw.
der Strömungsverlauf
des Brennstoffs genau wunschgemäß einstellen.
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen
schematischen Schnitt durch ein gattungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils,
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2 einen
schematischen Schnitt eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Brennstoffeinspritzventils
im Bereich der Abspritzöffnung
und
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3 einen
schematischen Schnitt eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des
Brennstoffeinspritzventils im Bereich der Abspritzöffnung.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung beispielhaft beschrieben. Übereinstimmende Bauteile sind
dabei mit übereinstimmenden Bezugszeichen
versehen.
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Bevor
anhand der 2 und 3 bevorzugte
erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele
näher beschrieben
werden, soll zum besseren Verständnis
der Erfindung zunächst
anhand von 1 ein gattungsgemäßes Brennstoffeinspritzventil
bezüglich
seiner wesentlichen Bauteile kurz erläutert werden.
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Ein
in 1 dargestelltes Ausführungsbeispiel eines gattungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 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.
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Das
Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2,
in welchem eine Ventilnadel 3 angeordnet ist. Die Ventilnadel 3 weist
abspritzseitig einen Ventilschließkörper 4 auf, 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 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 Spülenträger 12 gewickelt,
welcher an einem Innenpol 13 der Magnetspule 10 anliegt.
Der Innenpol 13 und der Außenpol 9 sind durch
einen Abstand 26 voneinander getrennt und miteinander durch
ein nicht ferromagnetisches Verbindungsbauteil 29 verbunden.
Die Magnetspule 10 wird über eine elektrische 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.
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Die
Ventilnadel 3 ist in einer Ventilnadelführung 14 geführt, welche
scheibenförmig
ausgeführt ist.
Zur Hubeinstellung dient eine zugepaarte Einstellscheibe 15.
An der anderen Seite der Einstellscheibe 15 befindet sich
der Anker 20. Dieser steht über einen ersten Flansch 21 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 spiralförmige
Rückstellfeder 23 ab,
welche in der vorliegenden Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch
eine Hülse 24 auf Vorspannung
gebracht wird.
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In
der Ventilnadelführung 14,
im Anker 20 und an einem Führungselement 36 verlaufen
Brennstoffkanäle 30, 31 und 32.
Der Brennstoff wird über einen
an der Oberseite des Brennstoffeinspritzventils 1 angeordneten
Brennstoffanschluß 16 zugeführt und
durch ein Filterelement 25 gefiltert. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist
durch einen Gummiring 28 gegen eine nicht weiter dargestellte
Brennstoffverteilerleitung und durch eine Dichtung 37 gegen
einen nicht weiter dargestellten Zylinderkopf abgedichtet.
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An
der abspritzseitigen Seite des Ankers 20 ist ein ringförmiges Dämpfungselement 33,
welches aus einem Elastomerwerkstoff besteht, angeordnet. Es liegt
auf einem zweiten Flansch 34 auf, welcher über eine
Schweißnaht 35 stoffschlüssig mit
der Ventilnadel 3 verbunden ist.
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Im
Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Anker 20 von
der Rückstellfeder 23 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 entgegen
der Federkraft der Rückstellfeder 23 in
Hubrichtung bewegt, wobei der Hub durch einen in der Ruhestellung
zwischen dem Innenpol 12 und dem Anker 20 befindlichen
Arbeitsspalt 27 vorgegeben ist. Der Anker 20 nimmt
den ersten Flansch 21, welcher mit der Ventilnadel 3 verschweißt ist, ebenfalls
in Hubrichtung mit. Der mit der Ventilnadel 3 in Verbindung
stehende Ventilschließkörper 4 hebt von
der Ventilsitzfläche 6 ab,
und der druckbehaftet zugeführte
Brennstoff wird durch die Abspritzöffnung 7 in den nicht
dargestellten Brennraum abgespritzt.
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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.
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2 zeigt
einen schematischen Schnitt eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
des Brennstoffeinspritzventils 1 im Bereich der Abspritzöffnung 7.
Das hier dargestellte Brennstoffeinspritzventil 1 öffnet nach
außen.
Der Ventilschließkörper 4 berührt im geschlossenen
Zustand den einteilig mit dem Düsenkörper 2 ausgeführten Ventilsitzkörper 5 an
der Ventilsitzfläche 6,
wodurch der Dichtsitz gebildet wird. In relativ kurzer Entfernung,
stromabwärts
des Dichtsitzes, ist im Ventilsitzkörper 5, in der Wandung
der Abspritzöffnung 7,
eine erste Vertiefung 38 angeordnet. Die erste Vertiefung 38 ist
in diesem Ausführungsbeispiel
im Querschnitt rechteckig ausgeführt,
verläuft ähnlich einer
Ringnut durchgängig geschlossen
in der Wandung der Abspritzöffnung 7 um
den Ventilschließkörper 4 herum
und ist in der Abspritzöffnung 7 koaxial
angeordnet.
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Die
nicht dargestellte Mittelachse der rechteckigen Querschnittsform
der ersten Vertiefung 38 bildet mit dem unmittelbaren Bereich
des Verlaufs der Wandung der Abspritzöffnung 7 einen rechten
Winkel. Die erste Vertiefung 38 ist in diesem Ausführungsbeispiel,
bei Betrachtung aus dem nicht dargestellten Brennraum von genau
unterhalb der ersten Vertiefung 38 mit einem parallel zu
einer Mittelachse 40 des Brennstoffeinspritzventils 1 liegenden
Blickwinkel, durch den Ventilschließkörper 4 verdeckt. Der Ventilschließkörper 4 weist
also am abspritzseitigen Ende einen größeren Durchmesser auf als die
ringnutähnliche
erste Vertiefung 38 an ihrer offenen Seite. Die erste Vertiefung 38 ist
somit gegen eine direkte Einwirkung der sich im Brennraum ausbreitenden Flammenfront
geschützt.
Die Lage und die Querschnittsform der ersten Vertiefung 38 sind
so gewählt,
daß eine
untere Kante 41, die durch den Übergang von der Vertiefung 38 in
die abspritzseitig der ersten Vertiefung 38 verlaufende
Wandung der Abspritzöffnung 7 gebildet
ist, einen kleineren Durchmesser aufweist als der größte Durchmesser
der ersten Vertiefung 38. Die Kante 41 verdeckt
somit die erste Vertiefung 38 wenigstens teilweise von
der sich im nicht dargestellten Brennraum entstehenden Flammenfront.
Dadurch ist eine Bildung von Verbrennungsablagerungen in der ersten
Vertiefung 38 verhindert.
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In
anderen Ausführungsbeispielen
kann die erste Vertiefung 38 auch andere Querschnittsformen aufweise,
insbesondere rund, trapezförmig
oder dreieckig sein.
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Die
Wirkungsweise der ersten Vertiefung 38 ist folgende:
Auf
der Wandung der stromabwärts
des Dichtsitzes angeordneten Abspritzöffnung 7 bilden sich
bei gewöhnlichen
Brennstoffeinspritzventilen in der Regel Ablagerungen, welche das
Strahlbild unvorteilhaft beeinflussen können. Aus Gründen der
Festigkeit läßt sich
der Verlauf der Abspritzöffnung 7 abströmseitig
des Dichtsitzes nicht beliebig verkürzen. Die frei von Ablagerungen
bleibende erste Vertiefung 38 bewirkt eine Ablösung der
an der Wandung der Abspritzöffnung 7 verlaufenden
Strömung
des Brennstoffs. Die Strömung
verliert also den Wandkontakt. Vorhandene Ablagerungen stromabwärts der
Vertiefung 38 werden durch die geschwindkeitsbehaftete Strömung dadurch
abrasiv entfernt. Strahlbildverändernde
Ablagerungen können
so nicht entstehen.
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Die
erste Vertiefung 38 ist beispielsweise durch ein spanendes
Herstellungerfahren, wie beispielsweise Drehen, hergestellt.
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Die
Abspritzöffnung 7 weist
einen zwischen dem Dichtsitz und der ersten Vertiefung 38 liegenden ersten
Abschnitt 43 und einen stromabwärts der ersten Vertiefung 38 angeordneten
zweiten Abschnitt 44 auf.
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Abströmseitig
des Dichtsitzes vergrößert sich
der Durchmesser der Abspritzöffnung 7 konisch. Beide
Abschnitte 43, 44 weisen dabei den gleichen Öffnungswinkel
auf. Eine sich vom Verlauf des ersten Abschnitts 43 fortsetzende
gedachte Linie 42 deckt sich mit dem Verlauf des zweiten
Abschnitts 44. Die Abspritzöffnung 7 vergrößert sich,
abgesehen von der ersten Vertiefung 38, im Durchmesser
also gleichmäßig.
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3 zeigt
einen schematischen Schnitt eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
des Brennstoffeinspritzventils 1 im Bereich der Abspritzöffnung 7.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel
aus 2 weist das hier dargestellte zweite Ausführungsbeispiel
eine zweite Vertiefung 39 auf. Außerdem ist die erste Vertiefung 38 im
Querschnitt trapezförmig
ausgebildet. Die zweite Vertiefung 39 ist am Grunde der
Vertiefung 38 rechteckig ausgeführt und beispielsweise durch
Drehen in den Ventilschließkörper 4 eingebracht.
Die erste Vertiefung 38 und die zweite Vertiefung 39 sind
etwa auf der gleichen Höhe
der Mittelachse 40 angeordnet und weisen beide die gleiche
Breite auf. Die erste Vertiefung 38 ist in diesem Ausführungsbeispiel
etwas tiefer als die zweite Vertiefung 39. Durch die zweite
Vertiefung 39 werden Ablagerungen stromabwärts des
Dichtsitzes auf dem Ventilschließkörper 4 in gleicher
Weise verhindert, wie durch die erste Vertiefung 38 auf
der Wandung des Ventilsitzkörpers 5.
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Der
Verlauf des zweiten Abschnitts 44 gegenüber der sich abströmseitig
fortsetzenden gedachten Linie 42 des Verlaufs des ersten
Abschnitts 43 ist leicht nach außen versetzt.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und
z. B. auch für nach
innen öffnende
Brennstoffeinspritzventile verwendbar. Die Merkmale der Ausführungsbeispiele oder
Ausführungsformen
können
in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden.