EP0812389B1

EP0812389B1 - Brennstoffeinspritzventil

Info

Publication number: EP0812389B1
Application number: EP96924774A
Authority: EP
Inventors: Clemens Willke; Ferdinand Reiter; Willi Frank; Rudolf Kalb; Gerfried Hirt; Assadollah Awarzamani; Thomas Keil
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-12-19
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 2002-04-24
Anticipated expiration: 2016-07-26
Also published as: US6364220B2; HK1005666A1; JP2005282576A; EP0812389A1; CN1078667C; DE59609125D1; DE19547406B4; US20010002681A1; DE19547406A1; CN1173910A; KR19980702290A; WO1997022798A1; JP3737123B2; JPH11501100A; KR100442899B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, in dem eine langgestreckte, axial verlaufende, dünnwandige, nichtmagnetische Hülse (12) vorgesehen ist. Die Hülse (12) weist an ihrem stromabwärtigen Ende einen Bodenabschnitt (20) auf, der weitgehend senkrecht zu der ansonsten axialen Erstreckung der Hülse (12) entlang einer Ventillängsachse (10) verläuft. In einer Durchgangsöffnung (21) der Hülse (12) kann sich eine Ventilnadel (28), die mit einem Anker (24) und einem Ventilschließkörper (30) fest verbunden ist, axial bewegen. Der Ventilschließkörper (30) wirkt mit einer an einem Ventilsitzkörper (25) vorgesehenen Ventilsitzfläche (35) zusammen, wobei der Ventilsitzkörper (25) in der Hülse (12) eingepreßt ist und beispielsweise an dem Bodenabschnitt (20) der Hülse (12) ebenso anliegt. Die als Blechtiefziehteil vorliegende Hülse (12) erstreckt sich axial über mehr als die halbe axiale Länge des Brennstoffeinspritzventils. Das Brennstoffeinspritzventil eignet sich besonders für den Einsatz in Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der US-PS 4,946,107 ist bereits ein elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil bekannt, das unter anderem eine unmagnetische Hülse als Verbindungsteil zwischen einem Kern und einem Ventilsitzkörper aufweist. Mit ihren beiden axialen Enden ist die Hülse fest mit dem Kern und mit dem Ventilsitzkörper verbunden. Die Hülse verläuft über ihre gesamte axiale Länge mit einem konstanten Außendurchmesser und einem konstanten Innendurchmesser und besitzt entsprechend an ihren beiden Enden gleich große Eintrittsöffnungen. Der Kern und der Ventilsitzkörper sind mit einem solchen Außendurchmesser ausgebildet, daß sie in die Hülse an den beiden Enden hineinreichen, so daß die Hülse die beiden Bauteile Kern und Ventilsitzkörper in diesen hineinragenden Bereichen vollständig umgibt. Im Inneren der Hülse bewegt sich in axialer Richtung eine Ventilnadel mit einem Anker, der durch die Hülse geführt wird. Die festen Verbindungen der Hülse mit dem Kern und dem Ventilsitzkörper werden z. B. mittels Schweißen erzielt, so wie es auch aus der DE-OS 43 10 819 bekannt ist. Auch hier wird eine dünnwandige, unmagnetische Hülse als Verbindungsteil zwischen Kern und Ventilsitzkörper eines Brennstoffeinspritzventils verwendet. Von der konstruktiven Ausgestaltung her entspricht diese Hülse weitgehend der aus der US-PS 4,946,107 bekannten Hülse. Mit Hilfe der rohrförmigen Hülsen lassen sich das Volumen und das Gewicht der Brennstoffeinspritzventile reduzieren.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß auf einfache und kostengünstige Art und Weise eine weitere Volumen- und Gewichtsreduzierung des Brennstoffeinspritzventils möglich ist und eine größere Anzahl von Funktionen mit nur einem hülsenförmigen Bauteil erfüllbar ist. Neben den geringen Herstellungskosten ergibt sich außerdem in vorteilhafter Weise eine Vereinfachung der Montage des Brennstoffeinspritzventils durch vergleichsweise wenige Fertigungsschritte. Erfindungsgemäß werden diese Vorteile dadurch erreicht, daß eine dünnwandige, nichtmagnetische Hülse als Verbindungsteil zwischen einem Kern und einem Ventilsitzkörper im Brennstoffeinspritzventil verwendet ist, die außerdem Halte-, Träger- bzw. Aufnahmefunktionen erfüllt. Dabei weist die Hülse an ihrem einen axialen Ende einen senkrecht zur axialen Erstreckung der Hülse verlaufenden Bodenabschnitt auf, durch den eine optimale und sichere Befestigung des Ventilsitzkörpers gewährleistet und die Stabilität der Hülse erhöht ist. Zur Volumen- und Gewichtsreduzierung trägt vor allen Dingen auch bei, daß sich die Hülse über mehr als die halbe axiale Länge des Brennstoffeinspritzventils erstreckt und damit sogar die Funktion eines Brennstoffeinlaßstutzens übernehmen kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.

Von Vorteil ist es, den eine Ventilsitzfläche aufweisenden Ventilsitzkörper in die Hülse einzupressen, wobei durch den Bodenabschnitt der Hülse eine Anlagefläche vorhanden ist, durch die der Ventilsitzkörper nicht verrutschen kann.

Besonders vorteilhaft ist es, die Hülse mittels Blechtiefziehen herzustellen, da dieses Verfahren einfach und preiswert ist und trotzdem die geforderte Genauigkeit erreicht wird.

Für sogenannte Side-Feed-Einspritzventile, die also teilweise quer durchströmt werden, ist es vorteilhaft, Bohrungen oder Öffnungen in der Hülsenwandung vorzusehen, um eine direkte Brennstoffversorgung der Abspritzöffnungen des Brennstoffeinspritzventils zu gewährleisten.

Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß der Bodenabschnitt der Hülse so ausbildbar ist, daß den Brennstoff zumessende Abspritzöffnungen in ihm vorgesehen sind. Dies ist besonders kostengünstig, da auf ein Bauteil (Spritzlochscheibe) und eine damit zusammenhängende Verbindungsstelle verzichtet werden kann.

Von Vorteil ist es außerdem, die Hülse so lang auszubilden, daß sie über die gesamte axiale Erstreckungslänge des Brennstoffeinspritzventils reicht. Damit übernimmt die Hülse auch die Funktion eines Brennstoffeinlaßstutzens. Des weiteren kann der Kern sehr einfach in die Hülse eingepreßt werden, womit auch auf einfache Art und Weise der Hub der Ventilnadel einstellbar ist. Außerdem ist bei dieser langen Hülsenanordnung das Dichtheitsproblem zum Ventilinnenraum hin beseitigt. Ein oberer Dichtring dichtet unmittelbar auf der Hülse ab.

Ein großer Vorteil besteht darin, daß für völlig verschiedene Ventiltypen durch die Anordnung der Hülse Ventilnadeln bzw. Anker gleicher Gestalt einsetzbar sind.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils, Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hülse, Figur 3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines stromabwärtigen Endes der Hülse mit eingebautem Ventilsitzkörper, Figur 4 ein erstes Ausführungsbeispiel einer in ein Einspritzventil einbaubaren Ventilnadel, Figur 5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils, Figur 6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines stromabwärtigen Endes der Hülse mit eingebautem Ventilsitzkörper, Figur 7 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils, Figur 8 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils in Form eines Side-Feed-Einspritzventils und Figur 9 ein zweites Ausführungsbeispiel einer in ein Einspritzventil einbaubaren Ventilnadel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das in der Figur 1 beispielsweise als erstes Ausführungsbeispiel dargestellte elektromagnetisch betätigbare Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen hat einen von einer Magnetspule 1 umgebenen, als Brennstoffeinlaßstutzen dienenden rohrförmigen Kern 2. Ein Spulenkörper 3 nimmt eine Bewicklung der Magnetspule 1 auf und ermöglicht in Verbindung mit dem einen konstanten Außendurchmesser aufweisenden Kern 2 einen besonders kompakten und kurzen Aufbau des Einspritzventils im Bereich der Magnetspule 1. Die Magnetspule 1 ist mit ihrem Spulenkörper 3 beispielsweise in einem topfförmigen Magnetgehäuse 5 eingebettet, d. h. sie ist von dem Magnetgehäuse 5 in Umfangsrichtung und nach unten vollständig umgeben. Ein in das fließgepreßte Magnetgehäuse 5 einsetzbares Deckelelement 6 sorgt für eine Abdeckung der Magnetspule 1 nach oben und somit für die vollständige Umhüllung der Magnetspule 1 und dient dem Schließen des magnetischen Kreises. Durch diese Bauweise in Topfform liegt das Magnetgehäuse 5 mit der Magnetspule 1 grundsätzlich trocken vor. Eine zusätzliche Abdichtung entfällt.

Mit einem unteren Kernende 9 des Kerns 2 ist konzentrisch zu einer Ventillängsachse 10 dicht eine als Verbindungsteil dienende rohrförmige und dünnwandige Hülse 12, beispielsweise durch Schweißen, verbunden und umgibt dabei mit einem oberen Hülsenabschnitt 14 das Kernende 9 teilweise axial. Der Spulenkörper 3 übergreift den Hülsenabschnitt 14 der Hülse 12 zumindest teilweise axial. Der Spulenkörper 3 besitzt nämlich über seine gesamte axiale Erstreckung einen größeren Innendurchmesser als den Durchmesser der Hülse 12 in ihrem oberen Hülsenabschnitt 14. Die rohrförmige Hülse 12 aus beispielsweise nichtmagnetischem Stahl erstreckt sich stromabwärts mit einem unteren Hülsenabschnitt 18 bis zu einem den stromabwärtigen Abschluß der Hülse 12 bildenden Bodenabschnitt 20, der sich senkrecht zur axialen Ausdehnung der Hülse 12 erstreckt.

Die Hülse 12 ist also über ihre gesamte axiale Länge rohrförmig ausgebildet, in ihrer Gesamtheit zusammen mit dem Bodenabschnitt 20 aber becherförmig. Dabei bildet die Hülse 12 über ihre gesamte axiale Ausdehnung bis zum Bodenabschnitt 20 eine Durchgangsöffnung 21 mit weitgehend konstantem Durchmesser, die konzentrisch zu der Ventillängsachse 10 verläuft. Mit ihrem unteren Hülsenabschnitt 18 umgibt die Hülse 12 einen Anker 24 und weiter stromabwärts einen Ventilsitzkörper 25. Eine mit dem Ventilsitzkörper 25 beispielsweise fest verbundene Spritzlochscheibe 26 wird von der Hülse 12 in Umfangsrichtung vom Hülsenabschnitt 18 und in radialer Richtung vom Bodenabschnitt 20 umschlossen. Die Hülse 12 ist somit nicht nur ein Verbindungsteil, sondern sie erfüllt auch Halte-, Träger- bzw. Aufnahmefunktionen, insbesondere für den Ventilsitzkörper 25, so daß die Hülse 12 wirklich auch Ventilsitzträger ist. In der Durchgangsöffnung 21 ist eine z. B. rohrförmige Ventilnadel 28 angeordnet, die an ihrem stromabwärtigen, der Spritzlochscheibe 26 zugewandten Ende 29 mit einem z. B. kugelförmigen Ventilschließkörper 30, an dessen Umfang beispielsweise fünf Abflachungen 31 zum Vorbeiströmen des abzuspritzenden Brennstoffs vorgesehen sind, beispielsweise durch Schweißen verbunden ist.

Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise z. B. elektromagnetisch. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 28 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer Rückstellfeder 33 bzw. Schließen des Einspritzventils dient der elektromagnetische Kreis mit der Magnetspule 1, dem Kern 2, dem Magnetgehäuse 5 und dem Anker 24. Der Anker 24 ist mit dem dem Ventilschließkörper 30 abgewandten Ende der Ventilnadel 28 z. B. durch eine Schweißnaht verbunden und auf den Kern 2 ausgerichtet. Zur Führung des Ventilschließkörpers 30 während der Axialbewegung der Ventilnadel 28 mit dem Anker 24 entlang der Ventillängsachse 10 dient eine Führungsöffnung 34 des Ventilsitzkörpers 25. Außerdem wird der Anker 24 während der Axialbewegung in der Hülse 12 geführt. Aus Kostengründen ist es von Vorteil, wenn das Magnetgehäuse 5 und der Anker 24 aus einem Fließpreßteil in einer Aufspannung auf Drehautomaten hergestellt werden. Das Deckelelement 6 ist z. B. ein Stanzteil, das nach der Montage der Magnetspule 1 im Magnetgehäuse 5 durch z. B. eine Bördelverbindung 36 am Magnetgehäuse 5 festgehalten wird.

Der kugelförmige Ventilschließkörper 30 wirkt mit einer sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verjüngenden Ventilsitzfläche 35 des Ventilsitzkörpers 25 zusammen, die in axialer Richtung stromabwärts der Führungsöffnung 34 ausgebildet ist. An seiner dem Ventilschließkörper 30 abgewandten Stirnseite ist der Ventilsitzkörper 25 mit der beispielsweise schalenförmig ausgebildeten Spritzlochscheibe 26 konzentrisch und fest, beispielsweise durch eine Schweißnaht verbunden, wie es die Figur 3 zeigt.

In eine konzentrisch zu der Ventillängsachse 10 verlaufende abgestufte Strömungsbohrung 43 des Kerns 2, die der Zufuhr des Brennstoffs in Richtung des Ventilsitzes, speziell der Ventilsitzfläche 35 dient, ist eine Einstellhülse 45 eingeschoben. Die Einstellhülse 45 dient zur Einstellung der Federvorspannung der an der Einstellhülse 45 anliegenden Rückstellfeder 33, die sich wiederum mit ihrer gegenüberliegenden Seite an der Ventilnadel 28 abstützt.

Die Einschubtiefe des Ventilsitzkörpers 25 mit der schalenförmigen Spritzlochscheibe 26 ist u.a. entscheidend für den Hub der Ventilnadel 28. Sie wird im wesentlichen durch die räumliche Lage des Bodenabschnitts 20 der Hülse 12 bereits vorgegeben. Dabei ist die eine Endstellung der Ventilnadel 28 bei nicht erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ventilschließkörpers 30 an der Ventilsitzfläche 35 des Ventilsitzkörpers 25 festgelegt, während sich die andere Endstellung der Ventilnadel 28 bei erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ankers 24 am Kernende 9 ergibt. Um das magnetische Kleben zu verhindern, kann zwischen dem Anker 24 und dem Kernende 9 eine Anschlagscheibe 47 vorgesehen sein, die z. B. aus nichtmagnetischem, verschleißfestem, walzhartem Material besteht. Eine Beschichtung der Oberflächen (z. B. Verchromen) von Kern 2 und Anker 24 in ihren Anschlagbereichen kann dann vermieden werden. Die Anschlagbereiche am Kern 2 und Anker 24 werden durch Rollglätten kaltverfestigt und verdichtet. Außerdem erfolgt die Hubeinstellung durch das axiale Verschieben des mit geringem Übermaß eingepreßten Kerns 2 in dem oberen Hülsenabschnitt 14 der Hülse 12. Der Kern 2 wird in der entsprechend gewünschten Position dann fest mit der Hülse 12 verbunden, wobei eine Laserschweißung am Umfang der Hülse 12 sinnvoll ist. Das Fügeübermaß der Preßpassung kann auch ausreichend groß gewählt werden, so daß die auftretenden Kräfte aufgenommen werden können und die vollständige Dichtheit garantiert ist, wodurch auf eine Schweißung verzichtet werden kann.

Ein Brennstoffilter 52 ragt in die Strömungsbohrung 43 des Kerns 2 an dessen zulaufseitigem Ende und sorgt für die Herausfiltrierung solcher Brennstoffbestandteile, die aufgrund ihrer Größe im Einspritzventil Verstopfungen oder Beschädigungen verursachen könnten. Das fertig eingestellte Einspritzventil ist weitgehend mit einer Kunststoffumspritzung 55 umschlossen, die sich vom Kern 2 ausgehend in axialer Richtung über die Magnetspule 1 bis zur Hülse 12 und sogar stromabwärts über den Bodenabschnitt 20 der Hülse 12 hinaus erstreckt, wobei zu dieser Kunststoffumspritzung 55 ein mitangespritzter elektrischer Anschlußstecker 56 gehört. Über den elektrischen Anschlußstecker 56 erfolgt die elektrische Kontaktierung der Magnetspule 1 und damit deren Erregung.

Durch den Einsatz der relativ billigen Hülse 12 wird es möglich, auf in Einspritzventilen übliche Drehteile, wie Ventilsitzträger oder Düsenhalter, die aufgrund ihres größeren Außendurchmessers voluminöser und bei der Herstellung teurer als die Hülse 12 sind, zu verzichten. In der Figur 2 ist die Hülse 12 des in der Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels als einzelnes Bauteil in einem anderen Maßstab dargestellt. Die dünnwandige Hülse 12 ist beispielsweise durch Tiefziehen ausgebildet worden, wobei als Werkstoff ein nichtmagnetisches Material, z. B. ein rostbeständiger CrNi-Stahl verwendet ist. Die als Blechziehteil vorliegende Hülse 12 dient, wie bereits erwähnt, aufgrund ihrer großen Erstreckung zur Aufnahme des Ventilsitzkörpers 25, der Spritzlochscheibe 26, der Ventilnadel 28 mit dem Anker 24, der Rückstellfeder 33 sowie zumindest teilweise des Kerns 2 und folglich auch des Anschlagbereichs von Anker 24 und Kern 2 zur Begrenzung des Hubes. In ihrem Bodenabschnitt 20 weist die Hülse eine zentrale Austrittsöffnung 58 auf, die einen solch großen Durchmesser besitzt, daß der über die Abspritzöffnungen 39 der Spritzlochscheibe 26 abgespritzte Brennstoff ungehindert das Einspritzventil verlassen kann. Soll die Hülse 12 in einem sogenannten Side-Feed-Einspritzventil eingesetzt werden, wie es die Figur 8 zeigt, so können sehr einfach in der Hülse 12 Einströmöffnungen 59 vorgesehen sein, die den Eintritt des Brennstoffs in das Innere der Hülse 12 erlauben. Das in der Figur 1 gezeigte Top-Feed-Einspritzventil besitzt eine Hülse 12, die keine Einströmöffnungen 59 aufweist, da der Brennstoff entlang der Ventillängsachse 10 axial über die Strömungsbohrung 43 in die Hülse 12 eintritt. Die Hülse 12 besitzt an ihrem dem Bodenabschnitt 20 gegenüberliegenden axialen Ende beispielsweise einen leicht radial nach außen gebogenen Umlaufrand 60. Der Umlaufrand 60 entsteht durch das Abtrennen des Stoffüberlaufes beim Tiefziehen. Die vormontierte Baugruppe aus Magnetspule 1, Spulenkörper 3, Magnetgehäuse 5 und Deckelelement 6 wird auf dem äußeren Umfang der Hülse 12 axial aufgeschoben, wobei durch den Umlaufrand 60 eine Begrenzung gegeben sein kann und im montierten Zustand eine Klemmung des Deckelelements 6 möglich ist. Der Spulenkörper 3, das Magnetgehäuse 5 und das Deckelelement 6 weisen allesamt zentrale Durchgangsöffnungen auf, durch die sich dann die Hülse 12 erstreckt.

In der Figur 3 sind nochmals der untere Hülsenabschnitt 18 und der Bodenabschnitt 20 zusammen mit einem eingebauten Ventilsitzkörper 25 sowie einer daran befestigten Spritzlochscheibe 26 in geändertem Maßstab gezeigt. Die schalenförmige Spritzlochscheibe 26 besitzt neben einem Bodenteil 38, an dem der Ventilsitzkörper 25 befestigt ist und in dem wenigstens eine, beispielsweise vier durch Erodieren oder Stanzen ausgeformte Abspritzöffnungen 39 verlaufen, einen umlaufenden stromaufwärts verlaufenden Halterand 40. Der Halterand 40 ist stromaufwärts konisch nach außen gebogen, so daß dieser an der durch die Durchgangsöffnung 21 bestimmten inneren Wandung der Hülse 12 anliegt, wobei eine radiale Pressung vorliegt. Der Ventilsitzkörper 25 wird in die Hülse 12 kalteingepreßt und nicht verschweißt. Der Einpreßvorgang erfolgt beispielsweise in der Durchgangsöffnung 21 der Hülse 12 so lange, bis die z. B. durch Schweißen an dem Ventilsitzkörper 25 befestigte Spritzlochscheibe 26 mit ihrem Bodenteil 38 am Bodenabschnitt 20 der Hülse 12 anliegt. Der Halterand 40 der Spritzlochscheibe 26 weist an seinem Ende einen geringfügig größeren Durchmesser auf als den Durchmesser der Durchgangsöffnung 21 der Hülse 12, so daß der Halterand 40 an seinem Ende gegen die Hülse 12 drückt, wodurch neben dem Einpressen des Ventilsitzkörpers 25 eine weitere Sicherung gegen Verrutschen des Ventilsitzkörpers 25 gegeben ist.

Als Alternative zu der in der Figur 1 dargestellten hülsenförmigen Ventilnadel 28 ist im Einspritzventil auch eine andere Ausführungsform einer Ventilnadel 28 denkbar, die in der Figur 4 gezeigt ist. Die Ventilnadel 28 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als längliches massives Bauteil ausgebildet. Damit ist es nicht mehr möglich, den Brennstoff innerhalb der Ventilnadel 28 in Richtung zur Ventilsitzfläche 35 zuzuführen. Deshalb sind bereits im Anker 24 Austrittsbohrungen 62' vorgesehen, durch die der aus einer inneren Öffnung 63 des Ankers 24 gelangende Brennstoff strömen kann, um dann außerhalb der Ventilnadel 28 in der Durchgangsöffnung 21 der Hülse 12 weiter stromabwärts zu gelangen. Der Anker 24 ist beispielsweise gestuft ausgeführt, wobei ein oberer stromaufwärtiger Ankerabschnitt 64 einen größeren Durchmesser aufweist als ein unterer stromabwärtiger Ankerabschnitt 65. Die im Inneren des Ankers 24 verlaufende Öffnung 63 besitzt im unteren Ankerabschnitt 65 einen kleineren Querschnitt als im oberen Ankerabschnitt 64. Die Austrittsbohrungen 62' sind z. B. als radial verlaufende Querbohrungen in der Wandung des unteren Ankerabschnitts 65 vorgesehen. Eine feste Verbindung von Anker 24 und Ventilnadel 28 wird z. B. dadurch erreicht, daß der Anker 24 auf das stromaufwärtige Ende 66 der Ventilnadel 28 aufgepreßt wird, da zwischen der Ventilnadel 28 zumindest an ihrem einzupressenden Ende 66 und der Öffnung 63 eine Preßpassung vorliegt. Am Ende 66 der Ventilnadel 28 sind beispielsweise einige umlaufende, beispielsweise eingerollte Rillen 67 vorgesehen, die für ein Verkerben des Ankers 24 nach dem Aufpressen auf der Ventilnadel 28 dienen.

Die Ventilnadel 28 ragt mit ihrem Ende 66 nach dem Einpressen nur so weit in die Öffnung 63 hinein, daß die Austrittsbohrungen 62' noch vollständig frei bleiben. Alternativ ist als Fügeverfahren jedoch auch das Laserschweißen in bekannter Weise möglich (siehe Figur 1). Die feste Verbindung von Ventilnadel 28 und kugelförmigem Ventilschließkörper 30 wird z. B. mittels Laserschweißen erzielt, wobei die Ventilnadel 28 an ihrem stromabwärtigen, dem Anker 24 abgewandten Ende einen angestauchten, kalottenförmigen Befestigungsflansch 68 aufweist. Der Befestigungsflansch 68 ist entsprechend dem Radius des kugelförmigen Ventilschließkörpers 30 ausgebildet.

Das in der Figur 5 dargestellte Brennstoffeinspritzventil entspricht im Grundaufbau dem in der Figur 1 gezeigten Einspritzventil. Im folgenden sollen deshalb nur die unterschiedlich ausgeführten Bauteile bzw. Baugruppen erläutert werden. Die gegenüber dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gleichbleibenden bzw. gleichwirkenden Teile sind in allen weiteren Ausführungsbeispielen durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Anstelle des Magnetgehäuses 5 ist die Magnetspule 1 von wenigstens einem, beispielsweise als Bügel ausgebildeten und als ferromagnetisches Element dienenden Leitelement 70 umgeben. Das Leitelement 70 umgibt die Magnetspule 1 in Umfangsrichtung wenigstens teilweise und liegt mit seinem einen Ende an dem Kern 2 und seinem anderen Ende an der Hülse 12 z. B. im Bereich des oberen Hülsenabschnitts 14 an und ist mit diesem z. B. durch Schweißen, Löten bzw. Kleben verbindbar. Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal liegt bei der Ausgestaltung des Ankers 24 vor. Im Unterschied zu dem in der Figur 4 dargestellten Anker 24, bei dem die Austrittsbohrungen 62' radial verlaufen, sind die Austrittsbohrungen 62" nun axial verlaufend ausgebildet, und zwar in einem Übergangsbereich 72, der eine Stufe zwischen oberem Ankerabschnitt 64 und unterem Ankerabschnitt 65 darstellt.

Der entscheidende Unterschied betrifft jedoch die Ausbildung der Hülse 12. Die beispielsweise gestufte, dünnwandige, unmagnetische Hülse 12 ist so ausgebildet, daß der obere, den Anker 24 führende Hülsenabschnitt 14 einen geringfügig größeren Durchmesser hat als der untere Hülsenabschnitt 18, wobei sich in gleichem Maße die Durchgangsöffnung 21 der Hülse 12 in stromabwärtiger Richtung verringert. Außerdem übernimmt der Bodenabschnitt 20 der Hülse 12 die Funktionen einer Spritzlochscheibe, so daß die Spritzlochscheibe 26 entfallen kann. Der Bodenabschnitt 20 weist ähnlich den bekannten Spritzlochscheiben wenigstens eine, beispielsweise vier Abspritzöffnungen 39 auf, die z. B. durch Stanzen oder Erodieren eingebracht sind.

In der Figur 6 sind in Anlehnung an die Figur 3 nochmals der Ventilsitzkörper 25 und die Hülse 12 im Bereich des Bodenabschnitts 20 vergrößert dargestellt. Der Bodenabschnitt 20 ist wie eine übliche Spritzlochscheibe ausgebildet und besitzt also keine Austrittsöffnung 58, sondern nur die den Brennstoff zumessenden Abspritzöffnungen 39. Neben den bereits beschriebenen Verbindungs-, Halte- und Trägerfunktionen erfüllt die Hülse 12 nun auch noch eine Zumeß- und Abspritzfunktion. Der Ventilsitzkörper 25 kann entweder mit der Hülse 12 im Bereich des Bodenabschnitts 20 und/oder im Bereich des unteren Hülsenabschnitts 18 dicht verschweißt oder dicht in die Hülse 12 eingepreßt sein. Von Vorteil ist bei dieser Anordnung, daß auf ein Bauteil (Spritzlochscheibe 26) sowie wenigstens eine Verbindungsstelle verzichtet werden kann. Außerdem erhält die Hülse 12 mit diesem Bodenabschnitt 20 eine höhere Steifigkeit, was die Beschädigungsgefahr beim Handling der Ventilbauteile verringert.

Während sich die Hülse 12 bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen immer ungefähr über 2/3 der Länge des Einspritzventils erstreckte, besitzt das in der Figur 7 gezeigte Einspritzventil eine als Ventilgrundkörper dienende Hülse 12, die die Länge des Einspritzventils selbst vorgibt und somit auch nahezu über die gesamte Länge des Einspritzventils verläuft. Die durch das Einspritzventil durchgehende Hülse 12 hat den Vorteil, daß keine die Dichtheit beeinträchtigenden Verbindungsstellen mehr nötig sind. Eine Laserschweißung an der Hülse 12 ist auch deshalb nicht nötig, weil ein oberer Dichtring 74 unmittelbar auf der Hülse 12 abdichtet. Außerdem kann die Hubeinstellung sehr einfach erfolgen. Der Kern 2 wird dazu so weit in die Hülse 12 vom zulaufseitigen Ende des Brennstoffeinspritzventils her eingepreßt, bis der Hub der Ventilnadel 28 die gewünschte Größe erreicht. Danach wird der eingestellte Hub durch andere Montageschritte nicht mehr negativ beeinflußt. Der Bodenabschnitt 20 kann alternativ zu der in der Figur 7 gezeigten Version die Abspritzöffnungen 39 auch direkt aufweisen (vgl. Figur 5 und 6).

Die Montage des Einspritzventils erfolgt sehr einfach z. B. so, daß zuerst die Magnetspule 1, das Magnetgehäuse 5 und das Deckelelement 6 (oder alternativ wenigstens ein Leitelement 70) auf der Hülse 12 montiert werden, danach die Umspritzung mit Kunststoff 55 erfolgt, nachfolgend der Ventilsitzkörper 25 in die Hülse 12 eingepreßt und die Ventilnadel 28 mit Anker 24 eingebracht werden und dann der Kern 2 so weit eingepreßt wird, bis der Nennhub erreicht ist. Alle nachfolgenden Montageschritte sind bereits hinlänglich bekannt. Die Hülse 12 ist z. B. über ihre axiale Länge zweimal gestuft ausgeführt, wobei sich der Querschnitt der Durchgangsöffnung 21 in stromabwärtiger Richtung jeweils geringfügig verringert. Die z. B. im Anschlagbereich von Anker 24 und Kern 2 sowie oberhalb des Kerns 2 vorgesehenen Stufen erleichtern die Montage.

Die Figuren 8 und 9 sollen hauptsächlich verdeutlichen, daß eine erfindungsgemäße Hülse 12 auch in völlig anderen Ventiltypen, z. B. in sogenannten Side-Feed-Einspritzventilen, einsetzbar ist. Auf eine nähere Beschreibung des Einspritzventils wird verzichtet, da diese für ein solches Einspritzventil zumindest vom Grundaufbau her bereits aus der DE-OS 39 31 490 bekannt ist und übernommen werden kann. Die in der Figur 9 gezeigte Ventilnadel 28 mit einem in eine zentrale Ventilsitzkörperbohrung 75 des Ventilsitzkörpers 25 hineinragenden Spritzzapfen 76 kann vereinfacht gegenüber bekannten Ventilnadeln vergleichbarer Einspritzventile ausgebildet werden, indem nur ein Führungsabschnitt 77 vorgesehen ist. Üblicherweise besitzen solche Ventilnadeln zwei Führungsabschnitte 77. Die Ventilnadel 28 wird durch den Anker 24 in der Hülse 12 außerdem geführt. Wie bereits in der Figur 2 gezeigt, kann die Hülse 12 für den Einsatz in Side-Feed-Einspritzventilen wenigstens eine Einströmöffnung 59 aufweisen, über die die Brennstoffzufuhr in Richtung der Ventilsitzfläche 35 erfolgt.

Claims

Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einer Ventillängsachse (10), mit einem Ventilschließkörper (30), der Teil einer axial entlang der Ventillängsachse (10) bewegbaren Ventilnadel (28) ist und der mit einem an einem Ventilsitzkörper (25) vorgesehenen Ventilsitz (35) zusammenwirkt, mit einer dünnwandigen, sich axial erstreckenden, nichtmagnetischen Hülse (12), in der sich die Ventilnadel (28) axial bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (12) an ihrem stromabwärtigen Ende einen Bodenabschnitt (20) aufweist, der weitgehend senkrecht zu der ansonsten axialen Erstreckung der Hülse (12) entlang der Ventillängsachse (10) verläuft, und der Ventilsitzkörper (25) sowohl axial als auch radial von der Hülse (12) umgeben ist, und dass die Hülse (12) eine axiale Ausdehnung hat, die mehr als der halben axialen Länge des Brennstoffeinspritzventils selbst entspricht, so dass die Hülse (12) von einer als Aktuator eines elektromagnetischen Kreises dienenden Magnetspule (1) in Umfangsrichtung umgeben ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromagnetische Kreis weiterhin ein äußeres magnetisches Leitelement (5, 70) sowie einen inneren Kern (2) umfasst, wobei der innere Kern (2) wenigstens teilweise in die Hülse (12) hineinragt und das äußere magnetische Leitelement (5, 70) radial außerhalb der Hülse (12) angeordnet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (12) ein Blechtiefziehteil darstellt.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitzkörper (25) in die Hülse (12) eingepresst ist und sowohl am Bodenabschnitt (20) als auch an einem axial verlaufenden unteren Hülsenabschnitt (18) anliegt.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der axial verlaufenden Wandung der Hülse (12) wenigstens eine Einströmöffnung (59) vorgesehen ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bodenabschnitt (20) der Hulse (12) eine Austrittsöffnung (58) vorgesehen ist, durch die der bereits stromaufwärts des Bodenabschnitts (20) zugemessene Brennstoff ungehindert austreten kann.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass am stromabwärtigen Ende des Ventilsitzkörpers (25) eine Spritzlochscheibe (26) fest mit diesem Ventilsitzkörper (25) verbunden ist, und die Spritzlochscheibe (26) zumindest teilweise am Bodenabschnitt (20) der Hülse (12) anliegt und die wenigstens eine Abspritzöffnung (39) der Spritzlochscheibe (26) in die Austrittsöffnung (58) des Bodenabschnitts (20) mündet.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bodenabschnitt (20) der Hülse (12) wenigstens eine Abspritzöffnung (39) vorgesehen ist, die eine den Brennstoff zumessende Wirkung hat.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (12) über ihre axiale Länge gestuft ist, wobei mit jeder Stufe in stromabwärtiger Richtung eine Reduzierung des Durchmessers einer inneren Durchgangsöffnung (21) der Hülse (12) erzielt wird.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Hülse (12) über die gesamte axiale Länge des Brennstoffeinspritzventils erstreckt.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (12) an ihrem axialen Hülsenabschnitt (14, 18) zumindest teilweise von einem Ventilgehäuse umgeben ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse als Kunststoffumspritzung (55) ausgeführt ist.