DE19958705A1 - Ventil mit verbesserter Anschlaggeometrie - Google Patents

Abstract

Das Einspritzventil weist einen mechanischen Anschlag zur Begrenzung des maximalen Hubs der Einspritznadel auf. Die Einspritznadel weist ein Anschlagelement auf, das bei maximalem Hub in Anlage an den Anschlag bewegbar ist. Der Querschnitt des Anschlagelementes und der Querschnitt der Öffnung des Anschlags sind in der Weise aufeinander abgestimmt, daß die Einspritznadel in einer Montageposition mit dem Anschlagelement durch die Öffnung des Anschlags in das Einspritzventil geschoben werden kann und anschließend nach einer Drehung um einen vorgegebenen Winkel fest mit dem Gehäuse in einer Arbeitsposition verbunden wird. In der Arbeitsposition sind die Öffnung des Anschlags und das Anschlagelement in der Weise orientiert, daß die Bewegung der Einspritznadel auf den maximalen Hub begrenzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einer Ventilnadel, die in Abhängigkeit von der Position eine Einspritzöffnung öffnet oder verschließt, wobei die Ventilnadel bei geöffneter Ein­ spritzöffnung mit einem definierten Öffnungshub an einen An­ schlag in Anlage bewegbar ist.

Entsprechende Ventile werden zur Abgabe von Flüssigkeiten in verschiedenen technischen Bereichen, insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine eingesetzt. Für die genaue Bemessung der abzugebenden Menge ist neben der Öffnungszeit der Öffnungs­ querschnitt und der Druck, unter dem die abzugebende Flüssig­ keit steht, von Bedeutung. Der Öffnungsquerschnitt wird bei­ spielsweise bei nach außen öffnenden Ventilen durch den Sitz­ durchmesser des Ventils und durch den Ventilhub beeinflußt. Bei modernen Kraftstoffeinspritzsystemen beträgt der Kraft­ stoffdruck 100 bis 300 bar und bei nach außen öffnenden Ein­ spritzventilen weist der Sitzdurchmesser eine Größe von 4 mm auf. Bei diesen Dimensionen ist ein Ventilhub der Ventilnadel in der Größenordnung von 25 µm ausreichend, um einen benötig­ ten, statischen Kraftstoffluß von 50 g/s bei 250 bar zu ge­ währleisten. Eine präzise Einstellung des Ventilhubes ist so­ mit Voraussetzung für eine präzise Bemessung der vom Ventil abzugebenden Flüssigkeitsmenge.

Es sind Ventile in Form von Kraftstoffeinspritzventilen be­ kannt, bei denen ein mechanischer Anschlag z. B. in Form einer Schlitzscheibe oder in Form einer Anschlagscheibe realisiert ist. Der mechanische Anschlag befindet sich bei diesen Aus­ führungsformen am Ende der Ventilnadel.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein einfach herzu­ stellendes Ventil mit einem präzise eingestellten Ventilhub bereitzustellen.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst.

Das Ventil nach Anspruch 1 hat den Vorteil, daß sowohl der Anschlag für die Ventilnadel als auch das Anschlagelement der Ventilnadel bereits vor der Montage des Ventils ausgebildet sind und somit präzise herstellbar sind. Weiterhin bietet das Ventil nach Anspruch 1 den Vorteil, daß der Anschlag so nah wie nötig am Ventilsitz ausgebildet werden kann und damit der Einfluß thermischer oder elastischer Längenänderungen des Ge­ häuses oder der Ventilnadel auf ein Minimum reduziert werden. Zudem ist das Ventil nach Anspruch 1 einfach zu montieren.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Eine einfache Montage der Ventilnadel wird dadurch erreicht, daß der Öffnungsquer­ schnitt des Anschlages und der Querschnitt des Anschlagele­ mentes unsymmetrisch ausgebildet sind und somit die Ein­ spritznadel nach dem Einschieben in das Ventilgehäuse durch eine Drehung in der Längsachse in eine Arbeitsposition ge­ bracht wird, bei der die Ventilnadel am Anschlag in Anlage bewegbar ist.

Vorteilhaft ist es, am Anschlag oder am Anschlagelement Erhö­ hungen oder Ausnehmungen vorzusehen, die in Abhängigkeit von der Drehposition der Ventilnadel den maximalen Hub der Ven­ tilnadel festlegen. Auf diese Weise können fertigungsbedingte Toleranzen während der Montage ausgeglichen werden, indem ei­ ne präzise Einstellung des maximalen Hubes erst bei der Mon­ tage erfolgt.

Eine vorteilhafte Justierung der Ventilnadel in einer vorgeb­ baren Drehposition wird dadurch erreicht, daß die Ventilnadel über einen Faltenbalg mit dem Ventilgehäuse fest verbunden wird. Auf diese Weise ist eine Längsbewegung der Ventilnadel möglich, aber eine Drehung der Ventilnadel ausgeschlossen.

Eine einfache Justierung der Ventilnadel in der Drehposi­ tion wird dadurch erreicht, daß die Ventilnadel über einen Stift in einer Längsausnehmung in der Bewegungsrichtung der Ventilnadel geführt ist.

Eine vorteilhafte Ausbildung des Anschlagelementes wird durch eine symmetrische Ausbildung des Anschlagelementes an gegen­ überliegenden Seiten der Ventilnadel erreicht, wodurch die auf die Ventilnadel wirkenden Kräfte kein Biegemoment in der Ventilnadel erzeugen, sondern nur in Längsrichtung der Ven­ tilnadel wirken.

Eine weitere vorteilhafte Art der Einstellung des maximalen Hubes besteht darin, zwischen dem Anschlag und dem Anschlag­ element ein Einstellstück vorzusehen, das in vorgegebenen Dicken zur Verfügung steht.

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Abgeben einer Flüssig­ keit, die im folgenden anhand des Beispiels eines Kraftstoff­ einspritzventils mit den Fig. 1 bis 14 beschrieben wird.

Fig. 1 zeigt ein Kraftstoffeinspritzventil,

Fig. 2 zeigt das Kraftstoffeinspritzventil im Bereich des Ventilsitzes,

Fig. 3 zeigt ein nach innen öffnendes Kraftstoffeinspritz­ ventil,

Fig. 4 zeigt einen Anschlag und ein Anschlagelement,

Fig. 5 zeigt Anschläge in Form von Erhöhungen oder Vertie­ fungen,

Fig. 6 zeigt ein Anschlagelement in Form einer stetig zunehmenden Vertiefung,

Fig. 7 zeigt eine Ventilnadel vor dem Einbau,

Fig. 8 zeigt eine Ventilnadel nach dem Einschieben in das Ventilgehäuse,

Fig. 9 zeigt eine Ventilnadel in der Arbeitsposition,

Fig. 10 zeigt ein Anschlagelement in Form eines abgerundeten Dreiecks,

Fig. 11 zeigt ein Anschlagelement in Form eines abgerundeten Quadrats,

Fig. 12 zeigt ein Anschlagelement mit gegenüberliegenden An­ schlagflächen,

Fig. 13 zeigt ein weiteres Anschlagelement mit gegenüberlie­ genden Anschlagflächen, und

Fig. 14 zeigt eine Ventilnadel mit einer Stiftsicherung.

Fig. 1 zeigt als Ventil ein piezoelektrisch betriebenes Ein­ spritzventil mit einem piezoelektrischen Aktor 14, der in ein Gehäuse 4 eingebracht ist und über eine Antriebsplatte 12 ei­ ne Einspritznadel 2 steuert. Die Einspritznadel 2 ist im Ge­ häuse 4 in Längsrichtung beweglich angeordnet. Die Einspritz­ nadel 2 weist am unteren Ende einen Ventilteller 1 auf, der in Schließposition an einem Ventilsitz 3 anliegt und eine Kraftstoffkammer 18 verschließt. Die Einspritznadel 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise durch einen Anschlag 7 geführt, der am Gehäuse 4 ausgebildet ist und nahe dem Ven­ tilsitz 3 angeordnet ist. Der Abstand des Anschlags 7 vom Ventilsitz 3 ist möglichst klein, so daß Unterschiede in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Gehäuse 4 und der Einspritznadel 2 nur einen geringen Einfluß auf die maximale Einspritzöffnung haben. Oberhalb des Anschlags 7 weist die Einspritznadel 2 ein Anschlagelement 6 auf, mit dem die Einspritznadel 2 beim Öffnen der Einspritzöffnung, die sich zwischen dem Ventilteller 1 und dem Ventilsitz 3 ausbil­ det, in Anlage bringbar ist.

Im oberen Endbereich ist die Einspritznadel 2 mit einer Scheibe 9 verbunden. Zwischen dem Gehäuse 4 und der Scheibe 9 ist eine Spiralfeder 5 eingebracht, die die Einspritznadel 2 in Richtung auf den Ventilsitz 3 vorspannt. Die Einspritzna­ del 2 ist über eine Schweißverbindung 10 mit der Scheibe 9 verbunden. Innerhalb der Spiralfeder 5 ist ein metallischer Faltenbalg 8 angeordnet, der an einem Ende umlaufend dicht mit der Scheibe 9 und an dem anderen Ende umlaufend dicht mit dem Gehäuse 4 über eine Schweißverbindung 10 verbunden ist. Im Gehäuse 4 ist eine Kraftstoffleitung 16 eingebracht, die unterhalb des Faltenbalges 8 in die Kraftstoffkammer 18 mün­ det. Auf diese Weise dichtet der Faltenbalg 8 die Kraftstoff­ kammer 18 gegenüber einem Innenraum 20 des Gehäuses 4 ab. Da­ durch wird verhindert, daß Kraftstoff den piezoelektrischen Aktor 14 benetzt.

In der Ruheposition, wie in Fig. 1 dargestellt, ist das obere Ende der Einspritznadel 2 vorzugsweise um einen Spalt 11 von der zugeordneten Antriebsplatte 12 beabstandet. Der Spalt 11 gewährleistet, daß die Einspritznadel 2 immer in der Ruhepo­ sition mit dem Ventilteller 1 den Ventilsitz 3 abdichtet. Die Antriebsplatte 12 ist über eine Rohrfeder 21 mit einer End­ platte 15 verbunden. Zwischen der Endplatte 15 und der An­ triebsplatte 12 ist der piezoelektrische Aktor 14 eingebracht und wird durch die Zugspannung der Rohrfeder 21 auf einer vorgegebenen Vorspannung gehalten. Durch die Endplatte 15 sind elektrische Leitungen 17 zum piezoelektrischen Aktor ge­ führt. Die elektrischen Leitungen 17 dienen der Steuerung des piezoelektrischen Aktors 14. Die Endplatte 15 ist über eine Verbindungsnaht 13 mit dem Gehäuse 4 verbunden.

Das Einspritzventil nach Fig. 1 funktioniert folgendermaßen: Ein Steuergerät steuert über die elektrischen Leitungen 17 in Abhängigkeit von Betriebsparametern eines Kraftfahrzeuges den piezoelektrischen Aktor 14 an, so daß sich dieser ausdehnt. Durch die Ausdehnung des piezoelektrischen Aktors 14 drückt die Antriebsplatte 12 die Einspritznadel 2 nach unten, so daß der Ventilteller 1 vom Ventilsitz 3 abhebt und eine ringför­ mige Einspritzöffnung freigibt. Die Einspritznadel 2 wird so weit nach unten bewegt, bis das Anschlagelement 6 in einem Anschlagbereich an den Anschlag 7 in Anlage ist und eine wei­ tere Bewegung der Einspritznadel 2 unterbindet. Die Kraft­ stoffleitung 16 ist mit einem Kraftstoffspeicher verbunden, in dem Kraftstoff mit einem vorgegebenen Druck gespeichert ist. Öffnet die Einspritzöffnung, so wird Kraftstoff aus der Kraftstoffkammer 18 durch die Einspritzöffnung abgegeben, wo­ bei über die Kraftstoffleitung 16 Kraftstoff aus dem Kraft­ stoffspeicher nachfließt.

Zum Beenden der Einspritzung wird der piezoelektrische Aktor 14 entstromt, so daß sich dieser wieder zusammenzieht und die Einspritznadel 2 von der Spiralfeder 5 nach oben bewegt wird und damit der Ventilteller 1 auf den Ventilsitz 3 aufliegt und die Kraftstoffkammer 18 verschließt. Das in Fig. 1 darge­ stellte Einspritzventil stellt ein nach außen öffnendes Ein­ spritzventil dar.

Fig. 2a zeigt in einem größeren Maßstab den unteren Bereich des Einspritzventils der Fig. 1. In Fig. 2a ist mit d1 der Sitzdurchmesser des Ventilsitzes 3, mit d2 der breiteste Durchmesser des Anschlagelementes 6, mit d3 der kleinste Durchmesser der Öffnung 22 des Anschlags 7 und mit d4 der Durchmesser der Einspritznadel 2 bezeichnet. Für eine korrek­ te Funktion des Einspritzventils sind folgende Größenverhält­ nisse einzuhalten: d1 < d2 < d3 < d4. Mit g ist der maximale Hub der Einspritznadel 2 bezeichnet, der in der Ruheposition durch den Abstand eines ersten Auflagebereichs 23 des An­ schlags 7 von einem zweiten Auflagebereich 24 des Anschlagelementes 6 festgelegt ist. Durch den maximalen Hub g wird präzise die bei einem vorgegebenen Kraftstoffdruck durch das Einspritzventil maximal abgegebene Kraftstoffmenge pro Sekun­ de festgelegt. Fig. 2b zeigt das Einspritzventil bei maximal geöffneter Einspritzöffnung, wobei das Anschlagelement 6 mit dem zweiten Auflagebereich 24 auf dem ersten Auflagebereich 23 des Anschlags 7 aufliegt.

Fig. 2c zeigt den Schnitt A-A der Fig. 2a. Dabei ist deutlich der kreisrunde Querschnitt der Einspritznadel 2 zu erkennen und die seitlich sich an gegenüberliegenden Seiten darüber hinaus erstreckenden Teile des Anschlagelementes 6. In einer einfachen Ausführungsform kann anstelle der zwei Teile nur ein seitlich an der Einspritznadel 2 ausgebildetes Anschlag­ element 6 vorgesehen sein.

Fig. 2d zeigt den Schnitt B-B in der Höhe des Anschlags 7. In der Fig. 2d ist über eine gestrichelte Linie der kreisrunde Querschnitt der Innenausnehmung des Gehäuses 4 angedeutet. Dabei sind deutlich die in den Innenraum des Gehäuses 4 ra­ genden Anschlagteile 71 zu erkennen. Die Anschlagteile 71 sind an zwei gegenüberliegenden Innenseiten des Gehäuses 4 ausgebildet. Der Querschnitt der Einspritznadel 2 ist kleiner als der Abstand zwischen den zwei Anschlagteilen 71, so daß die Einspritznadel in Längsrichtung frei beweglich ist. Aus dem Vergleich der Fig. 2c und 2d ist erkennbar, daß die Anschlagelemente 6 an den Anschlagteilen 71 bei maximalem Hub g anschlagen. Auf diese Weise wird der maximale Hub der Ein­ spritznadel 2 eingestellt. In einer einfachen Ausführungsform wird anstelle zweier Anschlagteile 71 nur ein einziges An­ schlagteil 71 ausgebildet.

In Fig. 2d ist die Öffnung 22 des Anschlags 7 dargestellt, die in der Weise ausgebildet ist, daß der Querschnitt des Einspritzventils 2 mit dem Anschlagelement 6 wie in Fig. 2c dargestellt ist, nach einer vorgegebenen Drehung frei durch die Öffnung 22 schiebbar ist. Somit ist der Querschnitt der Öffnung 22 in der Form und in der Lage in Bezug auf das An­ schlagelement 6 angepaßt.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die Einspritznadel 2 mit dem Anschlag 6 in einer vorgegebenen Drehposition durch die Öffnung 22 des Anschlags 7 hindurch geschoben werden kann und nach einer Verdrehung um einen vorgegebenen Winkel bei einer Zurückbewegung der Einspritznadel 2 mit dem Anschlag­ element 6 auf den Anschlag 7 stößt und somit die Auslenkung der Einspritznadel 2 auf den maximalen Hub g begrenzt ist.

In Fig. 2d ist mit gestrichelter Linie die Kontur des An­ schlagelementes 6 dargestellt. Aus Fig. 2d ist deutlich er­ kennbar, daß die Einspritznadel 2 in der dargestellten Ar­ beitsposition in der Bewegung nach unten durch den Anschlag 7 begrenzt ist. Durch eine Rotation der Einspritznadel 2 um 90° wird die Querschnittsfläche des Anschlagelementes 6 in Über­ deckung mit der Öffnung 22 gebracht und die Einspritznadel 2 kann nach unten durch die Öffnung 22 aus dem Einspritzventil herausgeschoben werden.

Fig. 3a zeigt einen Teil eines nach innen öffnenden Ein­ spritzventils, das eine Einspritznadel 57 aufweist, die am unteren Ende Dichtflächen 26 aufweist, mit denen in der Ruhe­ position Einspritzlöcher 25 abgedichtet werden und somit die Kraftstoffkammer 18 abgedichtet ist. Zum Einspritzen wird die Einspritznadel 57 mit einem Aktor nach oben bewegt, bis das Anschlagelement 6 mit dem Anschlag 7 in Anlage gebracht ist. Dabei hat die Einspritznadel 57 einen maximalen Hub g zurück­ gelegt und Kraftstoff wird aus der Kraftstoffkammer 18 über die Einspritzlöcher 25 abgegeben. Zum Beenden der Einsprit­ zung wird die Einspritznadel 57 wieder mit den Dichtflächen 26 auf den zugeordneten Dichtsitz im Bereich der Einspritzlö­ cher 25 bewegt.

In der Fig. 3b ist der Schnitt B-B der Fig. 3a dargestellt. In Fig. 3c ist der Schnitt A-A der Fig. 3a dargestellt. Die Flächenanordnung der Fig. 3b entspricht im wesentlichen der Flächenanordnung der Fig. 2c und die Flächenanordnung der Fig. 3c entspricht im wesentlichen der Flächenanordnung der Fig. 2d. In den Fig. 3a, 3b und 3c ist die Einspritznadel 57 in der Arbeitsposition dargestellt, so daß diese bei der Bewegung weg vom Dichtsitz nur einen maximalen Hub g bis zum Anschlag 7 bewegbar ist. Nach einer Drehung der Einspritzna­ del 57 um 90° kann die Einspritznadel 57 nach oben durch die Öffnung 22 des Anschlags 7 herausgeschoben werden. Dazu ist das Anschlagelement 6 im Querschnitt kleiner ausgeführt als die Öffnung 22.

Fig. 4a zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen Ab­ schnitt der Einspritznadel 2, an dem das Anschlagelement 6 ausgebildet ist. In dieser Ausführungsform ist das Anschlag­ element 6 in Form von zwei Zylindern ausgebildet, die an ge­ genüberliegenden Seiten der Einspritznadel 2 und im 90°- Winkel zur Längsrichtung der Einspritznadel 2 angeordnet sind. In einer einfachen Ausführungsform kann anstelle der zwei Zylinder auch nur ein Zylinder angeordnet sein oder die zwei Zylinder können auch in einem anderen beliebigen Winkel zueinander ausgerichtet sein. Die Verwendung zweier, an ge­ genüberliegenden Seiten der Einspritznadel 2 angeordneter An­ schlagelemente 6 bietet den Vorteil, daß beim Anlegen der An­ schlagelemente 6 am Anschlag 7 keine Querkräfte auf die Ein­ spritznadel 2 ausgeübt werden.

Anstelle der Zylinderform für das Anschlagelement 6 kann jede beliebige Form verwendet werden, die seitlich an der Ein­ spritznadel 2 ausgebildet ist. Die Öffnung 22 ist in der Form entsprechend dem Anschlagelement 6 angepaßt, so daß das An­ schlagelement 6 in einer ersten Drehposition durch die Öff­ nung 22 schiebbar ist und in einer zweiten Drehposition zum Anschlag 7 in Anlage bringbar ist.

Fig. 4b zeigt einen Anschlag 7 mit einer Öffnung 22, die auf die Form des Anschlagelementes 6 der Fig. 4a angepaßt ist.

Die Öffnung 22 besteht im wesentlichen aus einer mittigen Zy­ linderform, an der zwei seitlich an der Zylinderform angeord­ nete Rechteckformen ausgebildet sind. Der Querschnitt der Öffnung 22 ist in der Größe und in der Orientierung in der Weise ausgebildet, daß das Anschlagelement 6 der Fig. 4a bei entsprechender Justierung durch die Öffnung 22 geschoben wer­ den kann. Bei einer entsprechenden Verdrehung gegen die Ori­ entierung der Öffnung 22 wird jedoch ein Durchschieben der Einspritznadel 2 durch den Anschlag 7 verhindert, da das An­ schlagelement 6 auf dem Anschlag 7 in Auflage kommt.

In Fig. 4b ist eine besondere Form des Anschlagelementes 7 dargestellt, das als ersten Auflagebereich zwei sich gegen­ überliegende Erhöhungsabschnitte. 42, 29 aufweist. Der erste Erhöhungsabschnitt 42 geht von einer ersten Rechteckausneh­ mung 28 der Öffnung 22 aus und steigt stetig mit zunehmender Entfernung von der ersten Rechteckausnehmung 28 an. Der zwei­ te Erhöhungsabschnitt 29 geht von der zweiten Rechteckausneh­ mung 30 aus und steigt ebenfalls mit zunehmendem Abstand zur zweiten Rechteckausnehmung 30 an. Dabei sind der erste und der zweite Erhöhungsabschnitt 42, 29 in Form einer Teilring­ fläche um die zylinderförmige Mittenausnehmung 31 angeordnet. Der erste und der zweite Erhöhungsabschnitt 42, 29 sind spie­ gelsymmetrisch zur Mittenachse der Mittenausnehmung 31 ange­ ordnet. Die Funktion des ersten und des zweiten Erhöhungsab­ schnittes 42, 29 besteht darin, daß in Abhängigkeit von der Ausrichtung des Anschlagelementes 6 der maximale Hub variiert werden kann. Ist die Einspritznadel 2 mit der Längsachse des Anschlagelementes 6 in der Position D, wie in Fig. 4b darge­ stellt, angeordnet, so ist der maximale Hub größer als wenn die Einspritznadel 2 mit der Längsachse des Anschlagelementes 6 in der Ausrichtung der Achse E, wie in Fig. 4b dargestellt, angeordnet ist. Mit zunehmender Drehung von der Ausrichtung D zur Ausrichtung E wird der maximale Hub g verkleinert.

Fig. 5a zeigt eine weitere Ausführungsform eines Anschlags 7 mit einem dritten und einem vierten Erhöhungsabschnitt 43, 44, wobei jedoch der dritte und der vierte Erhöhungsabschnitt 43, 44 in einzelne Stufen 32, 33, 34 unterteilt ist. Die ein­ zelnen Stufen 32, 33, 34 weisen unterschiedliche Höhen zur Oberfläche des Anschlags 7 auf. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, daß durch die Drehposition des Anschlagelementes 6 der maximale Hub g in vorgegebenen Stufen eingestellt wer­ den kann. In einer ersten Position liegt der erste Teil des Anschlagelementes 6 auf der ersten Stufe 32 des ersten Erhö­ hungsabschnittes 43 und gleichzeitig der zweite Teil des An­ schlagelementes 6 auf der ersten Stufe 32 des zweiten Erhö­ hungsabschnittes 44.

Die erste Stufe 32 des ersten Erhöhungsabschnittes 43 und die erste Stufe 32 des zweiten Erhöhungsabschnittes 44 sind spie­ gelsymmetrisch zur Mittenachse der Mittenausnehmung 31 ange­ ordnet. Entsprechend sind die zweite und dritte Stufe des er­ sten und zweiten Erhöhungsabschnittes 43, 44 angeordnet.

Fig. 5b zeigt eine weitere Ausführungsform eines Anschlags 7, bei der in der Oberfläche des Anschlags 7 eine erste und zweite Ausnehmung 35, 36 eingebracht sind. Die erste Ausneh­ mung 35 weist Stufen mit unterschiedlicher Tiefe aus, wobei die Tiefe in der eingezeichneten Pfeilrichtung zunimmt. Die zweite Ausnehmung 36 ist spiegelsymmetrisch zur Mittensymme­ trieachse der Mittenausnehmung 31 in Bezug auf die erste Aus­ nehmung 35 angeordnet. Die Stufen der ersten und der zweiten Ausnehmung 35, 36 sind in der Weise ausgebildet, daß das An­ schlagelement 6 mit seinen beiden Teilen jeweils auf die er­ ste, zweite oder dritte Stufe der ersten und der zweiten Aus­ nehmung 35, 36 je nach Winkelstellung aufliegt, wenn es bei einem maximalen Hub g in Anlage an den Anschlag 7 bewegt wird. In Abhängigkeit von der Winkelstellung der Einspritzna­ del 2 können auf diese Weise unterschiedliche, maximale Hübe g eingestellt werden.

Fig. 6 zeigt ein Anschlagelement 7 mit einer dritten und vierten Ausnehmung 37, 38. Die dritte Ausnehmung 37 ist eine in Pfeilrichtung in der Tiefe stetig zunehmende Ausnehmung, die an die Mittenausnehmung 31 angrenzt. Spiegelsymmetrisch zur Mittensymmetrieachse 39 der Mittenausnehmung 31 ist die dritte Ausnehmung 38 ausgebildet. In der Funktionsweise ent­ sprechen die dritte und vierte Ausnehmung 37, 38 dem ersten und dem zweiten Erhöhungsabschnitt 42, 29, wobei jedoch das Anschlagelement 6 in den Ausnehmungen 37, 38 bei maximalem Hub anliegt. Das Anschlagelement 6 liegt bei einer Orientie­ rung in der Achse F bei einem maximalen Hub der Einspritzna­ del 2 auf den Grundflächen der dritten und vierten Ausnehmung 37, 38 auf, die nur etwas niedriger als die Oberfläche des Anschlags 7 angeordnet sind.

Bei einer Orientierung des Anschlagelements 6 in der Richtung G liegt das Anschlagelement 6 auf den Grundflächen der drit­ ten und vierten Ausnehmung 37, 38 auf, die der größten Tiefe der Ausnehmungen 37, 38 entsprechen. Somit ist der maximale Hub bei einer Orientierung des Anschlagelementes 6 in der Achse G größer als in der Orientierung der Achse F. Die Aus­ führungsform des Anschlagelementes 7 der Fig. 6 ermöglicht eine stufenlose Erhöhung des maximalen Hubes in Abhängigkeit von der Drehposition der Einspritznadel 2 in der Arbeitsposi­ tion. Die Anschläge 7 der Fig. 1 bis 6 sind sowohl bei nach innen als auch bei nach außen öffnenden Ventilen einzu­ setzen.

Die Fig. 7 bis 9 zeigen drei Positionen der Einspritznadel beim Montieren der Einspritznadel im Gehäuse 4. In Fig. 7 be­ findet sich die Einspritznadel 2 mit dem Anschlagelement 6 noch außerhalb des Gehäuses 4. Bei Fig. 7 wird die Einspritz­ nadel 2 mit dem Anschlagelement 6 in der Weise ausgerichtet, daß der Querschnitt der Einspritznadel 2 und des Anschlagele­ mentes 6 durch die Öffnung 22 des Anschlags 7 geschoben wer­ den können. Dazu ist wie in dem unteren Teilbild der Fig. 8 dargestellt, der Querschnitt der Einspritznadel 2 mit dem An­ schlagelement 6 kleiner als der Querschnitt der Öffnung 22 des Anschlags 7 ausgebildet. Im oberen Teilbild der Fig. 8 ist die Einspritznadel 2 im eingeschobenen Zustand darge­ stellt.

Nach dem Einschieben der Einspritznadel 2 in das Gehäuse 4 (Fig. 8, oberes Bild) wird die Einspritznadel 2 in Bezug auf ihre Mittensymmetrieachse um einen vorgegebenen Winkel ge­ dreht, so daß ein Herausschieben der Einspritznadel 2 nicht mehr möglich ist, da das Anschlagelement 6 dabei in Anlage an den Anschlag bewegt wird. Bei diesem Vorgang wird ein Verdre­ hen des Anschlagelementes 6 gegenüber der Öffnung 22 des An­ schlags 7 bewirkt. Das Anschlagelement 6 und der Anschlag 7 sind wie ein Schloß und ein Schlüssel aufeinander abgestimmt.

Fig. 9 zeigt eine in die Arbeitsposition gedrehte Einspritz­ nadel 2, die im oberen Teilbild im Längsschnitt und im unte­ ren Teilbild im Querschnitt auf der Höhe des Anschlagelemen­ tes 6 dargestellt ist. Dabei ist deutlich zu erkennen, daß ein Nach-unten-Herausschieben der Einspritznadel 2 nur um den maximalen Hub g möglich ist, da das Anschlagelement 6 in An­ lage an den Anschlag 7 gebracht wird. In der Arbeitsposition der Fig. 9 wird das obere Ende der Einspritznadel 2 entspre­ chend Fig. 1 mit dem Faltenbalg 8 verbunden, der wiederum fest mit dem Gehäuse 4 in Verbindung steht. Auf diese Weise wird eine Fixierung der Drehposition der Einspritznadel 2 er­ reicht. Entsprechend dem Montageverfahren nach den Fig. 7 bis 9 werden auch Einspritzventile montiert, die Anschläge 7 entsprechend den Fig. 4 bis 6 aufweisen, bei denen über die Drehposition der Einspritznadel 2 der maximale Hub einge­ stellt werden kann.

In den Fig. 10 bis 13 sind verschiedene Varianten von An­ schlagelementen 6 und Anschlägen 7 dargestellt. Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Einspritznadel mit Anschla­ gelement im wesentlichen einen Querschnitt aufweist, der ei­ nem abgerundeten Dreieck entspricht. Dabei sind symmetrisch verteilt um den Umfang der Einspritznadel 2 drei Teilstücke angebracht, von denen jedes einzelne im wesentlichen die Form eines abgeschnittenen Dreiecks aufweist, wobei das abge­ schnittene Eck vom Umfang der Einspritznadel weg gerichtet ist. Die Öffnung 22 des Anschlags 7 ist in der Form entspre­ chend, aber größer ausgebildet. Fig. 10a zeigt die Orientie­ rung der Einspritznadel 2 und des Anschlags 7 bei der Monta­ ge. Fig. 10b zeigt die Orientierung der Einspritznadel 2 mit dem Anschlagelement 6 in der Arbeitsposition, bei der die Einspritznadel 2 bezüglich der Winkelstellung fest mit dem Gehäuse verbunden ist. Dabei ist deutlich zu erkennen, daß in der Arbeitsposition die Bewegung der Einspritznadel 2 durch den Anschlag 7 begrenzt ist.

Fig. 11 zeigt eine Einspritznadel mit Anschlagelement 6, de­ ren Querschnitt im wesentlichen einem abgerundeten Quadrat entspricht. Die Öffnung 22 des Anschlags 7 ist entsprechend dem Querschnitt des Anschlagelementes 6, aber größer ausge­ bildet. Fig. 11a zeigt die Einspritznadel 2 in der Montagepo­ sition, bei der die Einspritznadel 2 entsprechend den Fig. 7 und 8 mit dem Anschlagelement 6 durch den Anschlag 7 ge­ schoben wird. Fig. 11b zeigt die Einspritznadel 2 in der Ar­ beitsposition, bei der die Einspritznadel 2 fest mit dem Ge­ häuse verbunden ist. In Fig. 11b ist die Auslenkung der Ein­ spritznadel 2 durch den Anschlag 7 begrenzt.

Fig. 12 zeigt einen Ausführungsform, bei der das Anschlagele­ ment 6 in Form von zwei gegenüberliegenden Teilringflächen ausgebildet ist. Die Öffnung 22 des Anschlags 7 ist in der Form entsprechend, aber größer ausgebildet. Fig. 12a zeigt die Montageposition, bei der die Einspritznadel 2 mit dem An­ schlagelement 6 durch den Anschlag 7 geschoben wird. Fig. 12b zeigt die Arbeitsposition der Einspritznadel 2, bei der die Einspritznadel 2 in die Arbeitsposition gedreht wird, so daß der maximale Hub der Einspritznadel 2 durch den Anschlag 7 begrenzt ist.

Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der das An­ schlagelement 6 aus zwei an gegenüberliegenden Seiten der Einspritznadel angeordneten Stiften ausgebildet ist. Die Öff­ nung 22 des Anschlags 7 weist eine mittige Kreisform auf, an die sich an gegenüberliegenden Seiten symmetrisch jeweils ein Ringstreifen anschließt, dessen Breite größer ist als die Länge der Stifte des Anschlagelementes 6 und deren Länge grö­ ßer ist als die Breite der Stifte des Anschlagelementes 6. Fig. 13a zeigt die Montageposition der Einspritznadel 2, mit der die Einspritznadel 2 mit dem Anschlagelement 6 durch den Anschlag 7 entsprechend den Fig. 7 und 8 geschoben wird. In der Fig. 13b ist die Einspritznadel 2 in der Arbeitsposi­ tion dargestellt, in der die Einspritznadel 2 fest mit dem Gehäuse 4 in Bezug auf die Winkelstellung verbunden ist und somit die Bewegung der Einspritznadel 2 auf den maximalen Hub g entsprechend Fig. 9 begrenzt ist.

Die Formen der Anschlagelemente 6 und der Anschläge 7 der Fig. 10 bis 13 sind sowohl bei nach innen als auch nach au­ ßen öffnenden Ventilen einzusetzen.

Fig. 14 zeigt eine Ausführungsform eines Sperrelementes, mit Hilfe dessen die Winkelposition der Längsachse des Anschlag­ elementes 6 festgelegt wird. In das Gehäuse 4 ist an gegen­ überliegenden Seiten der Innenfläche jeweils eine Längsaus­ nehmung 41, 45 eingebracht, die parallel zur Bewegungsrich­ tung der Einspritznadel angeordnet sind. Die Einspritznadel 2 ist mit einem Führungsstift 40 verbunden, der quer durch den Innenraum 20 des Gehäuses 4 geführt ist und mit beiden Enden in den Längsausnehmungen 41, 45 geführt ist. In dieser Anord­ nung ist der Aktor 14 über eine Membran 50 gegen Kraftstoff abgedichtet.

Der Stift 40 wird an die Einspritznadel 2 nach dem Einschie­ ben und dem Drehen in die Arbeitsposition entsprechend Fig. 9 am oberen Ende der Einspritznadel z. B. durch Schweißen oder Kleben befestigt. Auf diese Weise wird die Einspritznadel 2 in ihrer Drehposition festgelegt. Der Stift 40 ermöglicht ei­ ne Längsbewegung der Einspritznadel 2 zum Öffnen und Schließen der Einspritzöffnung, verhindert aber ein Verdrehen ge­ genüber der festgelegten Winkelstellung.

Vorzugsweise ist auf dem Anschlag 7 eine Einstellscheibe 58 aufgelegt, die mit dem Anschlag 7 verbunden ist, und die eine Öffnung aufweist, die der Querschnittsöffnung des Anschlags 7 entspricht, so daß die Einspritznadel 2, 57 bei der Montage auch durch die Einstellscheibe 58 geschoben werden kann. Die Einstellscheibe 58 liegt bei der Montage in verschiedenen Dicken bereit, so daß durch die Wahl der entsprechenden Dicke der Einstellscheibe 58 der maximale Hub der Einspritznadel 2, 57 präzise eingestellt werden kann.

Claims (11)

1. Ventil mit einer Ventilnadel, die in einem Ventilgehäuse in Längsrichtung beweglich gelagert ist und abhängig von der Stellung eine Einspritzöffnung öffnet oder schließt, wobei die Ventilnadel bei geöffneter Einspritzöffnung an einem An­ schlag mit einem definierten Öffnungshub in Anlage bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Anschlag (7) mindestens teilweise eine Öffnung (22) im Ventilgehäuse begrenzt,
• - daß sich die Ventilnadel (2, 57) durch die Öffnung (22) er­ streckt,
• - daß die Ventilnadel (2, 57) ein Anschlagelement (6) auf­ weist, das an der Längsseite der Ventilnadel (2, 57) ausge­ bildet ist,
• - daß die Ventilnadel (2, 57) ein Sperrelement (8, 40) auf­ weist, das die Ventilnadel in einer zweiten Drehposition festlegt,
• - daß die Ventilnadel (2, 57) in der zweiten Drehposition beim Öffnen der Einspritzöffnung mit dem Anschlagelement (6) in Anlage an den Anschlag (7) bewegbar ist,
• - daß das Anschlagelement (6) und die Öffnung (22) in der Weise ausgebildet sind, daß die Ventilnadel (2, 57) mit dem Anschlagelement (6) in einer ersten Drehposition durch die Öffnung (22) bewegbar ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement (6) im Querschnitt zur Längsrichtung des Ven­ tils (2, 57) unsymmetrisch in bezug auf die Mittenachse des Ventils (2, 57) ausgebildet ist, und daß die Öffnung (22) un­ symmetrisch in bezug auf die Mittenachse des Ventils (2, 57) ausgebildet ist.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement (6) in einem Auflagebereich (23) am Anschlag (7) in Anlage bringbar ist, daß der Anschlag (7) im Auflagebereich (23) eine Erhöhung (29, 42; 43, 44) oder eine Ausnehmung (35, 36; 37, 38) aufweist, die in Abhängigkeit von der Winkelposition in der Höhe zu- bzw. abnimmt.

4. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung (29, 42; 43, 44) oder die Ausnehmung (35, 36; 37, 38) ab­ hängig von der Winkelposition stufenweise zu- bzw. abnimmt.

5. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung (29, 42) oder die Ausnehmung (37, 38) in Abhängigkeit von der Winkelposition kontinuierlich zu- oder abnimmt.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Sperrelement als Faltenbalg (8) ausgebildet ist, der am Ventilgehäuse (4) und an der Ventilnadel (2, 57) befestigt ist und die Ventilnadel (2, 57) in der Drehposition festlegt.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Sperrelement als Stift (40) ausgebildet ist, der mit der Ventilnadel (2) verbunden ist, und daß der Stift (40) in einer Ausnehmung (41, 45) des Ventilgehäuses (4) in Bewegungsrichtung der Ventilnadel (2) geführt ist.

8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Anschlagelement (6) in Form von zwei Teile­ lementen an zwei gegenüber liegenden Seiten spiegelsymme­ trisch zur Mittenachse der Ventilnadel (2, 57) ausgebildet ist.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Anschlag (7) und dem Anschlagele­ ment (6) eine Einstellscheibe (58) angeordnet ist, die den maximalen Hub der Ventilnadel (2, 57) festlegt.

10. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (22) in der Weise ausgebildet ist, daß die Ventilnadel (2, 57) durch die Öffnung (22) seitlich bei einer Längsbewegung zum Öffnen oder Schließen der Ein­ spritzöffnung geführt ist.

11. Verfahren zum Herstellen eines Ventils nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadel (2, 57) mit dem Anschlagelement (6) in der ersten Drehposition durch die Öff­ nung (22) des Anschlags (7) in das Ventilgehäuse (4) gescho­ ben wird, daß die Ventilnadel (2, 57) in eine zweite Drehposi­ tion gedreht wird und in der zweiten Drehposition mit einem Sperrelement (8, 40) fixiert wird, wobei eine Längsbewegung der Ventilnadel (2, 57) zum Öffnen oder Schließen der Ein­ spritzöffnung erhalten bleibt.