EP0865574B1 - Fuel injection valve and method of producing the same - Google Patents
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Definitions
- the invention is based on a fuel injector according to the preamble of claim 1 and a method for Manufacture of a fuel injector according to the Genus of claim 10.
- a valve needle with an armature extends in the axial direction, which is passed through the sleeve.
- the firm connections the sleeve with the core and the valve seat body are z. B. achieved by welding.
- the core and the non-magnetic Sleeve together delimit an inner valve part to the outside, which is manufactured and adjusted separately and later the Interior of the fuel injector forms.
- This inner The valve part is ultimately one of several others Individual components in the assembled state of the Injector surrounded, at least one cup-shaped Housing part, a magnetic coil with. Bobbin, a cup-shaped coil housing and a plug part required become.
- the arrangement and design of the many, the Individual parts surrounding the valve part are relative consuming. It also needs a variety of connections between the outer individual parts and the inner valve part getting produced.
- From DE-OS 43 10 819 is also a Fuel injector known which one non-magnetic thin-walled sleeve as valve seat support having.
- the entire, pre-set Fuel injector, including the sleeve largely enclosed with a plastic encapsulation that starting from the core in the axial direction over the Magnet coil until the downstream termination of the Injector extends.
- the deep-drawn sleeve has only a very small wall thickness ( ⁇ 0.3 mm) to the magnetic flux with the lowest possible losses over the to guide non-magnetic sleeve.
- To overmold the Injector valves with plastic are high encapsulation pressures (up to 350 bar) required to deform the sleeve can lead, whereby assembly and functional problems of the Injector can occur.
- the fuel injector according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that it can be assembled inexpensively in a simple manner is.
- this simplified assembly of the Fuel injector achieved in that two Main parts of the injection valve, a valve part and a Plastic part, made separately and can be set.
- the inner valve part is in advantageously with a non-magnetic, thin-walled sleeve, whose Use a cost saving compared to known valves brings, because material savings are possible and on the Joining to connect individual components is partially omitted can be.
- the outer Plastic part has an inner through opening, in which the valve part can be used very easily and by a simple, yet secure snap connection can be attached is.
- the production of the Snap connection by engaging, snapping or Clip a locking element on the plastic part into a groove on the outer circumference of the valve part.
- the locking elements can to have the most varied contours, e.g. B. angular or be rounded.
- FIG. 1 shows it fuel injector according to the invention
- Figure 2 a outer tubular plastic part
- Figure 3 an inner Valve part
- the parts of Figures 2 and 3 assembled and connected to one another according to a fuel injector Figure 1 result.
- Electromagnetically actuated valve in the form of a Injector for fuel injection systems from mixture-compressing, spark-ignition internal combustion engines has one surrounded by a magnetic coil 1, as Fuel inlet connector serving tubular core 2.
- a in the radial direction stepped bobbin 3 takes one Winding the solenoid 1 on and allows in Connection with the core 2 a particularly compact structure of the injection valve in the area of the solenoid coil 1.
- the Magnetic coil 1 is at least with its coil body 3 one, for example designed as a bracket and as Surrounding ferromagnetic element serving guide element 5, that the magnetic coil 1 at least in the circumferential direction partially surrounds and with its upper end 6 on the core 2 is applied.
- the at least one guide element 5 is of this type graduated that an axially parallel Main section 7 and the upper end 6 by a radial extending connecting section 8 are connected.
- the Connection section 8 provides a lid of the Magnetic coil area upwards.
- To close the magnetic circuit is the guide element 5 at its lower Late 9 z. B. with a cross-section L-shaped guide ring 9th for example by one or more welding spots connected after the limitation of the magnetic coil area below or in the downstream direction.
- the the magnetic flux conductive parts guide element 5 and Guide ring 10 enclose the bobbin 3 wound magnetic coil 1 at least partially pot-shaped.
- a lower core end 15 of the core 2 which is somewhat has a smaller outer diameter than the inlet side serving as the fuel inlet upper end of the core 2 concentric to a valve longitudinal axis 16 tightly as a Connecting part-serving tubular and thin-walled sleeve 18, for example by welding, connected and surrounding the core end 15 with an upper sleeve section 19 partially axial.
- the bobbin 3 overlaps the Sleeve section 19 of the sleeve 18 at least partially axially.
- the coil body 3 has namely over its entire axial Extension a larger inner diameter than that Diameter of the sleeve 18 in its upper sleeve section 19th
- the tubular sleeve 18 from, for example non-magnetic steel extends downstream with a lower sleeve section 20 to the downstream Completion of the fuel injector, the lower Sleeve section 20 a slightly smaller diameter has the diameter of the upper sleeve section 19.
- the diameter reduction in the form of a small paragraph 23 is located in the area of the upper end of the Leitring 10, since the Leitring 10 a minimally smaller Has inner diameter than the inner diameter of the Bobbin 3. This configuration contributes to the safe Assembly of the injector, which will be detailed later is described.
- the sleeve 18 is thus over its entire axial length tubular.
- the sleeve 18 forms over her total axial extent with a through opening 21 apart from paragraph 23 largely constant diameter, which runs concentrically to the valve longitudinal axis 16.
- an anchor 24 With their sleeve section downstream of paragraph 23 surrounds the sleeve 18 an anchor 24 and further downstream a valve seat body 25.
- Cup-shaped spray disk 26 is from the sleeve 18 in Circumferential direction also enclosed, the fixed Connection of valve seat body 25 and spray orifice plate 26 z.
- B. realized by a circumferential dense weld is.
- the sleeve 18 is thus not only a connecting part, but it also fulfills holding or carrier functions, especially for the valve seat body 25, so that the sleeve 18 really is valve seat support.
- a z. B. tubular valve needle 28 arranged at its downstream, the Spray hole 26 facing end 29 with a z.
- the injection valve is actuated in a known manner Way electromagnetic.
- a return spring 33 or closing the injection valve serves the electromagnetic circuit with the magnetic coil 1, the core 2, the at least one guide element 5, the guide ring 10 and the anchor 24.
- the anchor 24 is with the Valve closing body 30 facing away from the end of the valve needle 28 z. B. connected by a weld and on the core 2nd aligned.
- Guide opening 34 of the valve seat body 25 is used for guiding the valve closing body 30 during the axial movement of the valve needle 28 with the armature 24 along the valve longitudinal axis 16.
- the armature 24 during the axial movement in the sleeve 18th guided.
- the spherical valve closing body 30 acts with one tapered in the direction of flow Valve seat surface 35 of the valve seat body 25 together, the in the axial direction downstream of the guide opening 34 is trained.
- the cup-shaped spray hole disk 26 has in addition to a bottom part 41 on which the Valve seat body 25 is attached and in the at least one, for example four, by eroding or stamping molded spray openings 42 run one circumferential downstream holding edge 43.
- the Holding edge 43 is bent conically downstream, so that this is determined by the through opening 21 inner wall of the sleeve 18 abuts, with a radial Pressure is present.
- the Holding edge 43 of the spray plate 26 At its downstream end is the Holding edge 43 of the spray plate 26 with the wall of the Sleeve 18, for example, by a circumferential and dense z. B. connected by a laser generated weld. An immediate flow of the fuel into a Intake pipe of the internal combustion engine outside the Spray openings 42 is through the welds on the Spray plate
- the insertion depth of the valve seat body 25 with the Spray plate 26 in the sleeve 18 is among other things decisive for the stroke of the valve needle 28.
- the an end position of the valve needle 28 when not excited Solenoid coil 1 through the contact of the valve closing body 30 on the valve seat surface 35 of the valve seat body 25 fixed while the other end position of the Valve needle 28 with solenoid 1 excited by the system of the armature 24 at the core end 15 results.
- the Stroke adjustment by moving the axially with little Oversized core 2 in the upper sleeve section 19 of the sleeve 18.
- the core 2 is in the corresponding desired position subsequently firmly with the sleeve 18th connected, wherein a laser weld on the circumference of the sleeve 18th makes sense.
- the interference of the press fit can also be chosen large enough so that the occurring Forces can be absorbed and complete Tightness is guaranteed, resulting in a weld can be dispensed with.
- the injector is completely set and assembled largely surrounded by a plastic jacket 50, which itself starting from the core 2 in the axial direction over the Solenoid coil 1 until the sleeve 18 is terminated downstream extends, to this plastic jacket 50 co-molded electrical connector 51 belongs.
- About the electrical connector 51 takes place electrical contacting of the magnetic coil 1 and thus its Excitement.
- it is the Plastic jacket 50 around a tubular plastic part that significantly better known from plastic extrusion Fuel injectors differs.
- FIG 2 is an outer tubular plastic part 60 with the solenoid assembly shown mainly from the plastic jacket 50 with the Connector 51 is formed.
- This plastic part 60 consists specifically of the magnetic coil 1, which the windings the magnetic coil 1 carrying coil body 3 made of plastic, the at least one z. B. bow-shaped guide element 5, the Guide ring 10 and this as a solenoid assembly identifiable arrangement in the circumferential direction to the outside completely enclosing plastic jacket 50.
- the tubular plastic jacket 50 includes the conventional trained connector 51, for example two Has contact pins 52, the electrical excitation of the Serve solenoid 1. These contact pins 52 extend out of the bobbin 3 up to the connector 51.
- the plastic jacket 50 is shaped so that an axial extending inner through opening 54 is formed.
- the inner through opening 54 of the plastic part 60 not completely due to the inside diameter of the Plastic jacket 50 set, but also by the Inner diameter of the upper end 6 of the guide element 5, the Inner diameter of the bobbin 3 and the Inner diameter of the guide ring 10.
- the diameter of the Through opening 54 through the plastic of the Plastic sheath 50 set, the inner diameter of the upstream of the solenoid 1 Opening area 55 is larger than the inside diameter of the downstream of the solenoid 1 opening area 56th
- the plastic jacket 50 encloses the solenoid assembly not only in the circumferential direction and in the axial direction, but it also extends in the area of at least a guide element 5 between such a guide element 5 and the magnet coil 1 or the coil body 3.
- the plastic jacket 50 on the through opening 54 executed such that one in the Through opening 54 protruding, z. B. by 360 ° circumferential locking element 58 the cross section of the Through opening 54 slightly reduced.
- This locking element 58 can in the form of a circumferential nose, an inner bead or an inner collar and an angular or have a rounded contour.
- the outer contour of the plastic jacket 50 is the adjusted the desired installation conditions, z. B. on an annular groove 59 at the lower end of the plastic jacket 50 is provided, into which a sealing ring 62 ( Figure 1) can be inserted is.
- valve part 70 comprises mainly the components core 2, fuel filter 40, Adjustment sleeve 39, return spring 33, valve needle 28 with Valve closing body 30, armature 24, sleeve 18 and Valve seat body 25 with spray hole disk 26.
- the individual Components work together in the manner described above or are in accordance with those previously made with reference to FIG Explanations linked.
- the thin-walled sleeve 18 (wall thickness z. B. 0.3 mm) for example by deep drawing, where as a non-magnetic material, e.g. B. a rust-proof CrNi steel is used.
- Sheet metal deep drawn part sleeve 18 serves, as already mentioned, due to their great extent to include the Valve seat body 25, the spray plate 26, the Valve needle 28 with the armature 24, the return spring 33 and at least partially of core 2 and consequently also of Stop area of anchor 24 and core 2 to limit the Stroke.
- the sleeve 18 has at its upper axial end for example, a slightly radially outward curve Peripheral edge 64.
- the peripheral edge 64 arises from the Separate the material overflow during deep drawing and serves the Establishing a secure locking connection in the Injector.
- valve part 70 After adjusting the stroke and assembling the individual components to valve part 70, the complete valve part 70 is in the Through opening 54 of the plastic part 60 from the upper Opening area 55 inserted here.
- the valve part 70 and the plastic part 60 go when desired accordingly Insertion length a fixed locking connection.
- Locking element 58 of the plastic part 60 in a between the Circumferential edge 64 of the sleeve 18 and an outer core shoulder 65 formed groove 66 a. It can be an intervention act snapping or clipping.
- the groove 66 can also at another point on the circumference of the core 2 be trained.
- the geometries of the locking element 58 or the groove 66 are provided so that an absolute secure, slip-free connection is created. A release the connection without additional tools is no longer possible.
- This type of assembly has the great advantage that the high required for plastic molding Overmolding pressure (up to 350 bar) does not cause deformation of the thin-walled sleeve 18 can lead because this is only subsequently together with the entire valve part 70 in Plastic part 60 is integrated.
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil
nach der Gattung des Anspruchs 1 und einem Verfahren zur
Herstellung eines Brennstoffeinspritzventils nach der
Gattung des Anspruchs 10.The invention is based on a fuel injector
according to the preamble of
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. 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. Der Kern und die unmagnetische Hülse begrenzen zusammen ein inneres Ventilteil nach außen, das separat gefertigt und eingestellt wird und später das Innere des Brennstoffeinspritzventils bildet. Dieses innere Ventilteil ist letztlich von mehreren weiteren Einzelbauteilen im zusammengebauten Zustand des Einspritzventils umgeben, wobei wenigstens ein topfförmiges Gehäuseteil, eine Magnetspule mit. Spulenkörper, ein becherförmiges Spulengehäuse sowie ein Steckerteil benötigt werden. Die Anordnung und Gestaltung der vielen, das Ventilteil umgebenden Einzelteile ist dabei relativ aufwendig. Außerdem muß eine Vielzahl von Verbindungen zwischen den äußeren Einzelteilen und dem inneren Ventilteil hergestellt werden.From US Pat. No. 4,946,107 there is already an electromagnetic one Actuable fuel injector known that under other a non-magnetic sleeve as a connecting part has between a core and a valve seat body. With the two axial ends of the sleeve are fixed to the core and connected to the valve seat body. The sleeve runs over their entire axial length with a constant Outside diameter and a constant inside diameter. The The core and the valve seat body are with one Outside diameter formed that they in the sleeve to the extend both ends so that the sleeve the two Components of the core and valve seat body projecting into them Areas completely surrounded. Moved inside the sleeve a valve needle with an armature extends in the axial direction, which is passed through the sleeve. The firm connections the sleeve with the core and the valve seat body are z. B. achieved by welding. The core and the non-magnetic Sleeve together delimit an inner valve part to the outside, which is manufactured and adjusted separately and later the Interior of the fuel injector forms. This inner The valve part is ultimately one of several others Individual components in the assembled state of the Injector surrounded, at least one cup-shaped Housing part, a magnetic coil with. Bobbin, a cup-shaped coil housing and a plug part required become. The arrangement and design of the many, the Individual parts surrounding the valve part are relative consuming. It also needs a variety of connections between the outer individual parts and the inner valve part getting produced.
Aus der DE-OS 43 10 819 ist ebenso ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, welches eine unmagnetische dünnwandige Hülse als Ventilsitzträger aufweist. Das gesamte, fertig eingestellte Brennstoffeinspritzventil, einschließlich der Hülse, ist weitgehend mit einer Kunststoffumspritzung umschlossen, die sich vom Kern ausgehend in axialer Richtung über die Magnetspule bis zum stromabwärtigen Abschluß des Einspritzventils erstreckt. Die tiefgezogene Hülse weist eine nur sehr geringe Wandstärke (< 0,3 mm) auf, um den magnetischen Fluß mit möglichst geringen Verlusten über die unmagnetische Hülse zu führen. Zur Umspritzung des Einspritzventils mit Kunststoff sind hohe Umspritzungsdrücke (bis 350 bar) erforderlich, die zu Verformungen der Hülse führen können, wodurch Montage- und Funktionsprobleme des Einspritzventils auftreten können. From DE-OS 43 10 819 is also a Fuel injector known which one non-magnetic thin-walled sleeve as valve seat support having. The entire, pre-set Fuel injector, including the sleeve largely enclosed with a plastic encapsulation that starting from the core in the axial direction over the Magnet coil until the downstream termination of the Injector extends. The deep-drawn sleeve has only a very small wall thickness (<0.3 mm) to the magnetic flux with the lowest possible losses over the to guide non-magnetic sleeve. To overmold the Injector valves with plastic are high encapsulation pressures (up to 350 bar) required to deform the sleeve can lead, whereby assembly and functional problems of the Injector can occur.
Aus den Schriften DE 44 21 881 A1 und DE 44 42 350 A1 sind bereits Brennstoffeinspritzventile bekannt, an deren stromabwärtigen Ventilenden Schutz- bzw. Vorsatzkappen aus Kunststoff angebracht sind. Die Schutz- bzw. Vorsatzkappen sind dabei mittels einer Rastung mit einem Ventilsitzträger verbunden. Eine solche Schutzkappe kann mehrere Schutzzinken aufweisen, die über den Umfang verteilt axial vom Ventil weg ragen. Ist beispielsweise ein Zerstäubungssieb in der Schutzkappe integriert, so können zum Schutz vor mechanischen Einwirkungen die Schutzzinken der Schutzkappe weiter stromabwärts als der tiefste Bereich des Zerstäubungssiebes ragen. Die Schutz- bzw. Vorsatzkappen erfüllen also eine reine Schutzfunktion der stromabwärtigen Bauteile des Brennstoffeinspritzventils. Die Befestigung der Schutz- bzw. Vorsatzkappen erfolgt ausschließlich am stromabwärtigen Ende des Ventils. From the documents DE 44 21 881 A1 and DE 44 42 350 A1 already known fuel injectors, at their downstream valve ends from protective or attachment caps Plastic are attached. The protective or end caps are by means of a detent with a valve seat support connected. Such a protective cap can have several protective tines have, distributed over the circumference axially away from the valve protrude. Is, for example, an atomizing sieve in the Protective cap integrated, so can protect against mechanical influences the protective tines of the protective cap further downstream than the deepest part of the Atomizing sieve protrude. The protective or end caps fulfill a purely protective function of the downstream Fuel injector components. The attachment of the Protective or attachment caps are only made on downstream end of the valve.
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil,
daß es auf einfache Art und Weise kostengünstig montierbar
ist. Erfindungsgemäß wird diese vereinfachte Montage des
Brennstoffeinspritzventils dadurch erreicht, daß zwei
Hauptbauteile des Einspritzventils, ein Ventilteil und ein
Kunststoffteil, separat voneinander hergestellt und
eingestellt werden. Das innere Ventilteil wird dabei in
vorteilhafter Weise unter anderem mit einer
nichtmagnetischen, dünnwandigen Hülse ausgeführt, deren
Einsatz eine Kostenersparnis gegenüber bekannten Ventilen
bringt, da Materialeinsparungen möglich sind und auf das
Fügen zum Verbinden einzelner Bauteile teilweise verzichtet
werden kann. Vorteilhaft ist zudem, daß das äußere
Kunststoffteil eine innere Durchgangsöffnung aufweist, in
die das Ventilteil sehr einfach einsetzbar und durch eine
einfache und trotzdem sichere Rastverbindung befestigbar
ist.The fuel injector according to the invention with the
characterizing features of
Durch diese Trennung in zwei Hauptbauteile ergibt sich der besondere Vorteil, daß alle negativen Einflüsse beim Herstellen der Kunststoffumspritzung (große Umspritzungsdrücke, Wärmeentwicklung) von den die wichtigen Ventilfunktionen ausübenden Bauteilen des Ventilteils ferngehalten werden. Eine Verformung der dünnwandigen Hülse des Ventilteils durch den Umspritzungsdruck ist somit vollständig ausgeschlossen. Der relativ schmutzige Umspritzungsvorgang kann in vorteilhafter Weise außerhalb der Montagelinie des Ventilteils (Sauberraum) erfolgen.This separation into two main components results in the special advantage that all negative influences when Manufacture of plastic extrusion (large Overmolding pressures, heat development) of which the important ones Components of the valve part that perform valve functions be kept away. A deformation of the thin-walled sleeve of the valve part by the encapsulation pressure completely excluded. The relatively dirty one Overmolding process can advantageously outside the assembly line of the valve part (clean room).
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im
Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich. By the measures listed in the subclaims
advantageous further developments and improvements of the
In vorteilhafter Weise erfolgt die Herstellung der Rastverbindung durch das Eingreifen, Einrasten oder Einklipsen eines Rastelements am Kunststoffteil in eine Nut am äußeren Umfang des Ventilteils. Die Rastelemente können dazu die verschiedensten Konturen aufweisen, z. B. eckig oder abgerundet sein.The production of the Snap connection by engaging, snapping or Clip a locking element on the plastic part into a groove on the outer circumference of the valve part. The locking elements can to have the most varied contours, e.g. B. angular or be rounded.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erfindungsgemäßes Brennstoffeinspritzventil, Figur 2 ein äußeres rohrförmiges Kunststoffteil und Figur 3 ein inneres Ventilteil, wobei die Teile der Figuren 2 und 3 montiert und miteinander verbunden ein Brennstoffeinspritzventil gemäß Figur 1 ergeben.An embodiment of the invention is in the drawing shown in simplified form and in the following Description explained in more detail. 1 shows it fuel injector according to the invention, Figure 2 a outer tubular plastic part and Figure 3 an inner Valve part, the parts of Figures 2 and 3 assembled and connected to one another according to a fuel injector Figure 1 result.
Das in der Figur 1 beispielsweise 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
in radialer Richtung gestufter Spulenkörper 3 nimmt eine
Bewicklung der Magnetspule 1 auf und ermöglicht in
Verbindung mit dem Kern 2 einen besonders kompakten Aufbau
des Einspritzventils im Bereich der Magnetspule 1. Die
Magnetspule 1 ist mit ihrem Spulenkörper 3 von wenigstens
einem, beispielsweise als Bügel ausgebildeten und als
ferromagnetisches Element dienenden Leitelement 5 umgeben,
das die Magnetspule 1 in Umfangsrichtung wenigstens
teilweise umgibt und mit seinem oberen Ende 6 an dem Kern 2
anliegt. Das wenigstens eine Leitelement 5 ist derart
gestuft ausgeführt, daß ein achsparallel verlaufender
Hauptabschnitt 7 sowie das obere Ende 6 durch einen radial
verlaufenden Verbindungsabschnitt 8 verbunden sind. Der
Verbindungsabschnitt 8 stellt einen Deckel des
Magnetspulenbereichs nach oben hin dar. Zum Schließen des
magnetischen Kreises ist das Leitelement 5 an seinem unteren
Ende 9 z. B. mit einem im Querschnitt L-förmigen Leitring 9
beispielsweise durch einen oder mehrere Schweißpunkte
verbunden, der die Begrenzung des Magnetspulenbereichs nach
unten hin bzw. in stromabwärtiger Richtung darstellt. Die
den magnetischen Fluß leitenden Teile Leitelement 5 und
Leitring 10 umschließen die auf den Spulenkörper 3
gewickelte Magnetspule 1 zumindest teilweise topfförmig.The example shown in Figure 1
Electromagnetically actuated valve in the form of a
Injector for fuel injection systems from
mixture-compressing, spark-ignition internal combustion engines
has one surrounded by a
Mit einem unteren Kernende 15 des Kerns 2, das einen etwas
geringeren Außendurchmesser aufweist als das zulaufseitige,
als Brennstoffeinlaß dienende obere Ende des Kerns 2, ist
konzentrisch zu einer Ventillängsachse 16 dicht eine als
Verbindungsteil dienende rohrförmige und dünnwandige Hülse
18, beispielsweise durch Schweißen, verbunden und umgibt
dabei mit einem oberen Hülsenabschnitt 19 das Kernende 15
teilweise axial. Der Spulenkörper 3 übergreift den
Hülsenabschnitt 19 der Hülse 18 zumindest teilweise axial.
Der Spulenkörper 3 besitzt nämlich über seine gesamte axiale
Erstreckung einen größeren Innendurchmesser als den
Durchmesser der Hülse 18 in ihrem oberen Hülsenabschnitt 19.
Die rohrförmige Hülse 18 aus beispielsweise
nichtmagnetischem Stahl erstreckt sich stromabwärts mit
einem unteren Hülsenabschnitt 20 bis zum stromabwärtigen
Abschluß des Brennstoffeinspritzventils, wobei der untere
Hülsenabschnitt 20 einen geringfügig kleineren Durchmesser
besitzt als der Durchmesser des oberen Hülsenabschnitts 19.
Die Durchmesserreduzierung in Form eines kleinen Absatzes 23
befindet sich dabei im Bereich des oberen Endes des
Leitrings 10, da der Leitring 10 einen minimal kleineren
Innendurchmesser aufweist als der Innendurchmesser des
Spulenkörpers 3. Diese Ausgestaltung trägt zur sicheren
Montage des Einspritzventils bei, die später ausführlich
beschrieben wird.With a
Die Hülse 18 ist also über ihre gesamte axiale Länge
rohrförmig ausgebildet. Dabei bildet die Hülse 18 über ihre
gesamte axiale Ausdehnung eine Durchgangsöffnung 21 mit
abgesehen vom Absatz 23 weitgehend konstantem Durchmesser,
die konzentrisch zu der Ventillängsachse 16 verläuft. Mit
ihrem dem Absatz 23 stromabwärts folgenden Hülsenabschnitt
umgibt die Hülse 18 einen Anker 24 und weiter stromabwärts
einen Ventilsitzkörper 25. Eine mit dem Ventilsitzkörper 25
an dessen stromabwärtiger Stirnseite fest verbundene z. B.
topfförmige Spritzlochscheibe 26 wird von der Hülse 18 in
Umfangsrichtung ebenso umschlossen, wobei die feste
Verbindung von Ventilsitzkörper 25 und Spritzlochscheibe 26
z. B. durch eine umlaufende dichte Schweißnaht realisiert
ist. Die Hülse 18 ist somit nicht nur ein Verbindungsteil,
sondern sie erfüllt auch Halte- bzw. Trägerfunktionen,
insbesondere für den Ventilsitzkörper 25, so daß die Hülse
18 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.The
Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter
Weise 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 wenigstens einen Leitelement 5, dem Leitring
10 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 16 dient eine
Führungsöffnung 34 des Ventilsitzkörpers 25. Außerdem wird
der Anker 24 während der Axialbewegung in der Hülse 18
geführt.The injection valve is actuated in a known manner
Way electromagnetic. For the axial movement of the
Valve
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. Die topfförmige Spritzlochscheibe 26
besitzt neben einem Bodenteil 41, an dem der
Ventilsitzkörper 25 befestigt ist und in dem wenigstens
eine, beispielsweise vier durch Erodieren oder Stanzen
ausgeformte Abspritzöffnungen 42 verlaufen, einen
umlaufenden stromabwärts verlaufenden Halterand 43. Der
Halterand 43 ist stromabwärts konisch nach außen gebogen, so
daß dieser an der durch die Durchgangsöffnung 21 bestimmten
inneren Wandung der Hülse 18 anliegt, wobei eine radiale
Pressung vorliegt. An seinem stromabwärtigen Ende ist der
Halterand 43 der Spritzlochscheibe 26 mit der Wandung der
Hülse 18 beispielsweise durch eine umlaufende und dichte
z. B. mittels eines Lasers erzeugte Schweißnaht verbunden.
Ein unmittelbares Durchströmen des Brennstoffs in eine
Ansaugleitung der Brennkraftmaschine außerhalb der
Abspritzöffnungen 42 wird durch die Schweißnähte an der
Spritzlochscheibe 26 vermieden. The spherical
Die Einschubtiefe des Ventilsitzkörpers 25 mit der
Spritzlochscheibe 26 in der Hülse 18 ist unter anderem
entscheidend für den Hub der Ventilnadel 28. 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 15 ergibt. Außerdem erfolgt die
Hubeinstellung durch das axiale Verschieben des mit geringem
Übermaß eingepreßten Kerns 2 in dem oberen Hülsenabschnitt
19 der Hülse 18. Der Kern 2 wird in der entsprechend
gewünschten Position nachfolgend fest mit der Hülse 18
verbunden, wobei eine Laserschweißung am Umfang der Hülse 18
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.The insertion depth of the
In eine konzentrisch zu der Ventillängsachse 16 verlaufende
abgestufte Strömungsbohrung 38 des Kerns 2, die der Zufuhr
des Brennstoffs in Richtung des Ventilsitzes, speziell der
Ventilsitzfläche 35 dient, ist eine Einstellhülse 39
eingeschoben. Die Einstellhülse 39 dient zur Einstellung der
Federvorspannung der an der Einstellhülse 39 anliegenden
Rückstellfeder 33, die sich wiederum mit ihrer
gegenüberliegenden Seite an der Ventilnadel 28 abstützt. Ein
Brennstoffilter 40 ragt in die Strömungsbohrung 38 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. In a concentric to the
Das fertig eingestellte und montierte Einspritzventil ist
weitgehend von einem Kunststoffmantel 50 umgeben, der sich
vom Kern 2 ausgehend in axialer Richtung über die
Magnetspule 1 bis zum stromabwärtigen Abschluß der Hülse 18
erstreckt, wobei zu diesem Kunststoffmantel 50 ein
mitangespritzter elektrischer Anschlußstecker 51 gehört.
Über den elektrischen Anschlußstecker 51 erfolgt die
elektrische Kontaktierung der Magnetspule 1 und damit deren
Erregung. Wie die Figur 2 zeigt, handelt es sich bei dem
Kunststoffmantel 50 um ein rohrförmiges Kunststoffteil, das
sich erheblich von Kunststoffumspritzungen bekannter
Brennstoffeinspritzventile unterscheidet.The injector is completely set and assembled
largely surrounded by a
In der Figur 2 ist ein äußeres rohrförmiges Kunststoffteil
60 mit der Magnetspulenbaugruppe dargestellt, das
hauptsächlich von dem Kunststoffmantel 50 mit dem
Anschlußstecker 51 gebildet wird. Dieses Kunststoffteil 60
besteht konkret aus der Magnetspule 1, dem die Wicklungen
der Magnetspule 1 tragenden Spulenkörper 3 aus Kunststoff,
dem wenigstens einen z. B. bügelförmigen Leitelement 5, dem
Leitring 10 und dem diese als Magnetspulenbaugruppe
bezeichenbare Anordnung in Umfangsrichtung nach außen hin
vollständig umschließenden Kunststoffmantel 50. Der
rohrförmige Kunststoffmantel 50 umfaßt dabei den herkömmlich
ausgebildeten Anschlußstecker 51, der beispielsweise zwei
Kontaktstifte 52 aufweist, die der elektrischen Erregung der
Magnetspule 1 dienen. Diese Kontaktstifte 52 erstrecken sich
aus dem Spulenkörper 3 heraus bis zum Anschlußstecker 51.In the figure 2 is an outer tubular
Der Kunststoffmantel 50 ist so ausgeformt, daß eine axial
verlaufende, innere Durchgangsöffnung 54 gebildet ist. Die
innere Durchgangsöffnung 54 des Kunststoffteils 60 wird
dabei nicht vollständig durch den Innendurchmesser des
Kunststoffmantels 50 festgelegt, sondern auch durch den
Innendurchmesser des oberen Endes 6 des Leitelements 5, den
Innendurchmesser des Spulenkörpers 3 sowie den
Innendurchmesser des Leitrings 10. Entsprechend der bereits
beschriebenen minimalen Unterschiede der Innendurchmesser
der Bauteile 3, 5 und 10 ergibt sich eine mehrfach leicht
gestufte Durchgangsöffnung 54 des Kunststoffteils 60.
Außerhalb der Magnetspulenbaugruppe wird der Durchmesser der
Durchgangsöffnung 54 durch den Kunststoff des
Kunststoffmantels 50 festgelegt, wobei der Innendurchmesser
des stromaufwärts der Magnetspule 1 liegenden
Öffnungsbereichs 55 größer ist als der Innendurchmesser des
stromabwärts der Magnetspule 1 liegenden Öffnungsbereichs
56.The
Der Kunststoffmantel 50 umschließt die Magnetspulenbaugruppe
nicht nur in Umfangsrichtung und in axialer Richtung,
sondern er erstreckt sich auch im Bereich des wenigstens
einen Leitelements 5 zwischen einem solchen Leitelement 5
und der Magnetspule 1 bzw. dem Spulenkörper 3. Unmittelbar
oberhalb des Spulenkörpers 3 ist. der Kunststoffmantel 50 an
der Durchgangsöffnung 54 derart ausgeführt, daß ein in die
Durchgangsöffnung 54 hineinragendes, z. B. um 360°
umlaufendes Rastelement 58 den Querschnitt der
Durchgangsöffnung 54 etwas verkleinert. Dieses Rastelement
58 kann in Form einer umlaufenden Nase, einer Innenwulst
bzw. eines inneren Kragens ausgebildet sein und eine eckige
oder abgerundete Kontur aufweisen. Ebenso sind mehrere über
den Umfang der Durchgangsöffnung 54 angeordnete Rastnasen
denkbar. Die äußere Kontur des Kunststoffmantels 50 ist den
gewünschten Einbaubedingungen angepaßt, wobei z. B. am
unteren Ende des Kunststoffmantels 50 eine Ringnut 59
vorgesehen ist, in die ein Dichtring 62 (Figur 1) einsetzbar
ist.The
Die Ausbildung eines solchen Kunststoffteils 60 mit dem
Rastelement 58 gemäß Figur 2 ermöglicht eine für
Brennstoffeinspritzventile neuartige und vereinfachte
Montage. Die den magnetischen Fluß leitenden Teile
Leitelement 5 und Leitring 10 werden zuerst an dem
Spulenkörper 3 mit der Magnetspule 1 beispielsweise durch
eine Clipverbindung oder durch Schweißpunkte fest verbunden.
Diese Magnetspulenbaugruppe wird nachfolgend mit Kunststoff
umspritzt, so daß die bereits ausführlich beschriebene
Kontur des Kunststoffteils 60 entsteht. Dabei wird die
innere Durchgangsöffnung 54 erzielt, indem im
Kunststoffumspritzungswerkzeug ein Dorn vorgesehen ist, der
ein in der Figur 3 dargestelltes inneres Ventilteil 70
simuliert.The formation of such a
Das in der Figur 3 gezeigte, separat vom Kunststoffteil 60
hergestellte und eingestellte Ventilteil 70 entspricht der
inneren Baugruppe des in Figur 1 dargestellten
Brennstoffeinspritzventils. Das Ventilteil 70 umfaßt
hauptsächlich die Bauteile Kern 2, Brennstoffilter 40,
Einstellhülse 39, Rückstellfeder 33, Ventilnadel 28 mit
Ventilschließkörper 30, Anker 24, Hülse 18 und
Ventilsitzkörper 25 mit Spritzlochscheibe 26. Die einzelnen
Bauteile wirken in oben beschriebener Weise zusammen bzw.
sind entsprechend den zuvor bezüglich Figur 1 gemachten
Erläuterungen miteinander verbunden.The one shown in FIG. 3, separate from the
Durch den Einsatz der relativ billigen Hülse 18 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 18 sind, zu verzichten. Die
dünnwandige Hülse 18 (Wandstärke z. B. 0,3 mm) ist
beispielsweise durch Tiefziehen ausgebildet worden, wobei
als Werkstoff ein nichtmagnetisches Material, z. B. ein
rostbeständiger CrNi-Stahl verwendet ist. Die als
Blechtiefziehteil vorliegende Hülse 18 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. Die Hülse 18 besitzt an ihrem oberen axialen Ende
beispielsweise einen leicht radial nach außen gebogenen
Umlaufrand 64. Der Umlaufrand 64 entsteht durch das
Abtrennen des Stoffüberlaufs beim Tiefziehen und dient der
Herstellung einer sicheren Rastverbindung im
Einspritzventil.Through the use of the relatively
Nach der Hubeinstellung und der Montage der Einzelbauteile
zum Ventilteil 70 wird das komplette Ventilteil 70 in die
Durchgangsöffnung 54 des Kunststoffteils 60 vom oberen
Öffnungsbereich 55 her eingeschoben. Das Ventilteil 70 und
das Kunststoffteil 60 gehen bei entsprechend gewünschter
Einschublänge eine feste Rastverbindung ein. Dazu greift das
Rastelement 58 des Kunststoffteils 60 in eine zwischen dem
Umlaufrand 64 der Hülse 18 und einem äußeren Kernabsatz 65
gebildete Nut 66 ein. Dabei kann es sich um ein Eingreifen,
ein Einrasten oder ein Einklipsen handeln. Die Nut 66 kann
auch an einer anderen Stelle am Umfang des Kerns 2
ausgebildet sein. Die Geometrien des Rastelements 58 bzw.
der Nut 66 sind dabei so vorgesehen, daß eine absolut
sichere, verrutschungsfreie Verbindung entsteht. Ein Lösen
der Verbindung ohne zusätzliches Werkzeug ist nicht mehr
möglich. Diese Art der Montage hat den großen Vorteil, daß
der beim Kunststoffumspritzen erforderliche hohe
Umspritzungsdruck (bis 350 bar) nicht zu Verformungen der
dünnwandigen Hülse 18 führen kann, da diese erst
nachträglich zusammen mit dem gesamten Ventilteil 70 im
Kunststoffteil 60 integriert wird.After adjusting the stroke and assembling the individual components
to
Claims (11)
- Fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines, with a valve longitudinal axis, with a tubular core (2), with a magnet coil, with at least one conducting element (5, 10) closing an electromagnetic circuit, with a valveclosing body which is part of a valve needle (28) movable axially along the valve's longitudinal axis and which cooperates with a valve seat provided on a valve seat body, with a thin-walled, axially extending, nonmagnetic sleeve (18), in which the valve needle moves axially and which is fixedly connected to the core, the core and the sleeve (18) together delimiting a valve part in the outward direction, and with a plastic injection overmoulding which at least partially surrounds the fuel injection valve, according to one of the Claims 1 to 9,in one method step, the independent plastic part (6) with the plastic overmoulding as a plastic casing (50), with the magnet coil (1) and with the at least one conducting element (5, 10), which are surrounded at least partially by the plastic part (6) having an inner passage orifice (54), and,in a final method step, the valve part (20) is firmly connected to the plastic part (60) in the passage orifice (54) by means of a catch connection, the article thus produced being used in a fuel injection valve according to one of the Claims 1 - 9.
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that at least one catch element (58) is provided in the passage orifice (54) of the plastic part (60).
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that at least one groove (66) is provided on the circumference of the valve part (70).
- Fuel injection valve according to Claims 2 and 3, characterized in that the fixed catch connection can be made by the engagement, catching or snapping of the at least one catch element (58) into the at least one groove (66).
- Fuel injection valve according to Claim 2 or 4, characterized in that the catch element (58) is a peripheral catch nose projecting into the passage orifice (54).
- Fuel injection valve according to Claim 2 or 4, characterized in that the at least one catch element (58) is a plurality of catch noses arranged over the circumference of the passage orifice (54).
- Fuel injection valve according to Claim 1 or 3, characterized in that the sleeve (18) has, at its upper end, a peripheral edge (64) which partially delimits a groove (66) on the outer circumference of the valve part (70).
- Fuel injection valve according to Claim 1 or 3, characterized in that the at least one groove (66) is provided on the circumference of the core (2).
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the sleeve (18) of the valve part (70) constitutes a deep-drawn sheet-metal part.
- Method for production of a fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines, with a valve longitudinal axis (16), with a tubular core (2), with a magnet coil (1), with at least one conducting element. (5, 10) closing an electromagnetic circuit, with a valve-closing body (30) which is part of a valve needle (28) movable axially along the valve's longitudinal axis (16) and which cooperates with a valve seat provided on a valve seat body (25), with a thin-walled, axially extending, nonmagnetic sleeve (18), in which the valve needle (28) moves axially and which is fixedly connected to the core (2), the core (2) and the sleeve (18) together delimiting a valve part (70) in the outward direction, and with a plastic injection overmoulding (50) which at least partially surrounds the fuel injection valve, according to one of the Claims 1 to 9,in one method step, the independent valve part (70) being produced,in a further method step, an independent plastic part (60) with the plastic overmoulding as a plastic casing (50), with the magnet coil (1) and with the at least one conducting element (5, 10), which are surrounded at least partially by the plastic casing (50) is produced, the plastic part (60) having an inner passage orifice (54), and,in a final method step, the valve part (20) is firmly connected to the plastic part (60) in the passage orifice (54) by means of a catch connection, the article thus produced being used in a fuel injection valve according to one of the Claims 1 - 9.
- Method according to Claim 10, characterized in that the catch connection is made by the engagement, catching or snapping of the valve part (70) in the plastic part (60).
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