EP1034369B1

EP1034369B1 - Fuel injector

Info

Publication number: EP1034369B1
Application number: EP99923396A
Authority: EP
Inventors: Hubert Stier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2003-06-04
Anticipated expiration: 2019-03-25
Also published as: JP2002519586A; DE59905828D1; BR9906570A; WO2000001942A1; EP1034369A1; ES2201717T3; DE19829422A1

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention is based on a fuel injector according to the genus of the main claim.

Es ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil in Form eines elektromagnetisch betätigbaren Ventils aus der DE-PS 38 31 196 bekannt, bei dem eine Ventilnadel aus einem Anker, einem rohrförmigen Verbindungsteil und einem kugelförmigen Ventilschließkörper gebildet ist. Über das rohrförmige Verbindungsteil sind der Anker und der Ventilschließkörper miteinander verbunden, wobei als unmittelbarer Schließkörperträger das Verbindungsteil dient, mit dem der Ventilschließkörper mittels einer Schweißnaht fest verbunden ist. Das Verbindungsteil weist eine Vielzahl von Strömungsöffnungen auf, durch die Brennstoff aus einer inneren Durchgangsöffnung hinaustreten und außerhalb des Verbindungsteils bis zum Ventilschließkörper bzw. zu einer mit dem Ventilschließkörper zusammenwirkenden Ventilsitzfläche strömen kann. Außerdem weist das Verbindungsrohr einen über die gesamte Länge verlaufenden Längsschlitz auf, durch den aufgrund seines großflächigen hydraulischen Strömungsquerschnitts Brennstoff sehr schnell aus der inneren Durchgangsöffnung kommend strömen kann. Der größte Teil des abzuspritzenden Brennstoffs strömt bereits über die Länge des Verbindungsteils aus diesem heraus, während eine geringe Restmenge unmittelbar erst an der Kugeloberfläche aus dem Verbindungsteil austritt. It is already a fuel injector in the form of a Electromagnetically actuated valve from DE-PS 38 31 196 known in which a valve needle from an armature, a tubular connecting part and a spherical one Valve closing body is formed. About the tubular The connecting part is the armature and the valve closing body connected with each other, being as immediate Closing body carrier serves the connecting part with which the Valve closing body firmly connected by means of a weld seam is. The connecting part has a variety of Flow openings through which fuel from a step out through the inner opening and outside the Connecting part to the valve closing body or to one interacting with the valve closing body Valve seat surface can flow. It also points out Connecting pipe one running the entire length Longitudinal slot through which due to its large area hydraulic flow cross section fuel very quickly can flow coming from the inner passage opening. The most of the fuel to be sprayed is already flowing over the length of the connecting part out of this, while a small remaining amount is only at the Ball surface emerges from the connecting part.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß es auf besonders einfache Art und Weise kostengünstig herstellbar ist. Von besonderem Vorteil ist dabei, daß mit geringem Aufwand eine sehr genaue Führung der Ventilnadel erreicht wird.The fuel injector according to the invention with the characteristic features of the main claim has the Advantage that it is particularly simple is inexpensive to manufacture. Is of particular advantage doing that with very little effort a very precise management of the Valve needle is reached.

Da der einfach bezüglich seiner Rundheit sehr genau herstellbare kugelförmige Ventilschließkörper der unteren Führung der axial beweglichen Ventilnadel dient und eine Pührungsöffnung an den Materialbereichen des Ventilsitzkörpers zusammen mit der Ventilsitzfläche mit geringem Aufwand sehr exakt herstellbar ist, wird auf relativ einfache Weise eine genaue Führung der Ventilnadel (hohe sogenannte Rundlaufgenauigkeit der Kugel als Ventilschließkörper) erreicht. Der Ventilschließkörper dient dabei selbst der axialen Führung der Ventilnadel, und nicht wie bei bekannten Ventilnadeln der Schließkörperträger. Bei solchen bekannten Ventilnadeln müssen aufwendige Führungsflächen am Schließkörperträger angeformt werden.Because it is very precise with regard to its roundness producible spherical valve closing body of the lower Guidance of the axially movable valve needle and serves Guide opening on the material areas of the Valve seat body together with the valve seat surface with can be produced very precisely with little effort relatively simple way of accurate guidance of the valve needle (high so-called concentricity of the ball as Valve closing body) reached. The valve closing body serves even the axial guidance of the valve needle, and not as in known valve needles of the closing body carrier. at Such known valve needles have to be complex Guide surfaces are formed on the closing body carrier.

Durch das Einbringen von mehreren Öffnungsbereichen über den Umfang des Endbereichs des Schließkörperträgers im Bereich des Ventilschließkörpers wird mit geringem Fertigungsaufwand eine optimale Zuströmung zum Zumeßbereich des Ventils erreicht. Gegenüber bekannten Ventilen entfallen einerseits Queröffnungen und Schlitze im Schließkörperträger und andererseits Anschliffe am Ventilschließkörper bzw. Durchströmnuten im Ventilsitzkörper. Auf solche Nachbearbeitungsschritte kann bei dem erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventil verzichtet werden. By introducing several opening areas over the Scope of the end region of the closing body carrier in the area the valve closing body is manufactured with little manufacturing effort an optimal inflow to the metering area of the valve reached. Compared to known valves, on the one hand, are eliminated Cross openings and slots in the closing body carrier and on the other hand grinding on the valve closing body or Flow grooves in the valve seat body. To such Post-processing steps can be carried out in the inventive Fuel injector can be dispensed with.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By the measures listed in the subclaims advantageous developments and improvements in Main claim specified fuel injector possible.

Von Vorteil ist es, wenn die Materialabschnitte des Endbereichs des Schließkörperträgers sowie die Materialbereiche des Ventilsitzkörpers derart ausgeformt sind, daß sie wenigstens in einer horizontalen Ebene maßgenau ineinander passen. Damit ist eine eindeutige Lagefixierung und Verdrehsicherung des Schließkörperträgers im Ventilsitzkörper gegeben, so daß stromabwärts folgende Durchströmbereiche zwischen den Materialbereichen und den Materialabschnitten in Umfangsrichtung eine konstante Größe behalten. Eine Strahlgeometrieänderung über die Lebensdauer des Ventils ist so wirkungsvoll ausgeschlossen. Die Durchströmbereiche werden in vorteilhafter Weise durch Abschrägungen der Seitenflanken der Materialabschnitte des Endbereichs und/oder der Materialbereiche gebildet.It is advantageous if the material sections of the End area of the closing body carrier and the Material areas of the valve seat body shaped in this way are that they are at least in a horizontal plane fit exactly into each other. This is a clear one Fixation of position and anti-rotation lock body given in the valve seat body, so that the following downstream Flow areas between the material areas and the Material sections in the circumferential direction a constant size to keep. A beam geometry change over the lifetime the valve is so effectively excluded. The Flow areas are advantageously through Bevels of the side flanks of the material sections of the End area and / or the material areas formed.

Besonders vorteilhaft ist es, den Ventilschließkörper mittels eines nichtstoffschlüssigen Fügeverfahrens, z. B. mittels Einpressen oder Bördeln, am Schließkörperträger zu befestigen. Von Vorteil ist es dann, wenn der Endbereich des Schließkörperträgers in stromabwärtiger Richtung noch über einen Kugeläquator des kugelförmigen Ventilschließkörpers hinausragt.It is particularly advantageous to use the valve closing body by means of a non-integral joining process, e.g. B. by pressing or flanging on the closing body carrier Fasten. It is advantageous if the end area of the Closing body carrier in the downstream direction still over a spherical equator of the spherical valve closing body protrudes.

In vorteilhafter Weise kann der Schließkörperträger als Kaltpreßteil ausgeführt sein.The closing body carrier can advantageously be used as a Cold pressed part to be executed.

drawing

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 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1 und Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 1.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 Section along the line II-II in Figure 1 and Figure 3 a Section along the line III-III in Figure 1.

Description of the embodiments

Das in der Figur 1 beispielhaft und teilweise vereinfacht dargestellte, erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil in der Form eines elektromagnetisch betätigbaren Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen hat einen von einer Magnetspule 1 umgebenen, als Innenpol und teilweise als Brennstoffdurchfluß dienenden weitgehend rohrförmigen Kern 2. Zusammen mit einem oberen, scheibenförmigen Abdeckelement 3 ermöglicht der Kern 2 einen besonders kompakten Aufbau des Einspritzventils im Bereich der Magnetspule 1. Die Magnetspule 1 ist von einem äußeren, ferromagnetischen Ventilmantel 5 als Außenpol umgeben, der die Magnetspule 1 in Umfangsrichtung vollständig umgibt und an seinem oberen Ende fest mit dem Abdeckelement 3 z. B. durch eine Schweißnaht 6 verbunden ist. Zum Schließen des magnetischen Kreises ist der Ventilmantel 5 an seinem unteren Ende gestuft ausgeführt, so daß ein Leitabschnitt 8 gebildet ist, der ähnlich dem Abdeckelement 3 die Magnetspule 1 axial umschließt und der die Begrenzung des Magnetspulenbereichs 1 nach unten hin bzw. in stromabwärtiger Richtung darstellt.This is exemplarily and partially simplified in FIG. 1 shown fuel injection valve according to the invention in in the form of an electromagnetically actuated Injector for fuel injection systems from mixture-compressing, spark-ignition internal combustion engines has an inner pole surrounded by a magnetic coil 1 and partially serving as fuel flow largely tubular core 2. Together with an upper, disc-shaped cover 3, the core 2 allows one particularly compact design of the injection valve in the area the magnetic coil 1. The magnetic coil 1 is from an outer, surrounded ferromagnetic valve jacket 5 as the outer pole, the completely surrounds the magnetic coil 1 in the circumferential direction and at its upper end firmly with the cover 3 z. B. is connected by a weld 6. To close the magnetic circuit is the valve jacket 5 on his lower end executed stepped so that a guide section 8th is formed, the similar to the cover 3 Magnetic coil 1 axially encloses and the limitation of Magnetic coil area 1 down or in downstream direction.

Der Leitabschnitt 8 des Ventilmantels 5, die Magnetspule 1 und das Abdeckelement 3 bilden eine innere, konzentrisch zu einer Ventillängsachse 10 verlaufende Öffnung 11 bzw. 58, in der sich z.B. eine langgestreckte Hülse 12 erstreckt. Eine innere Längsöffnung 9 der ferritischen Hülse 12 dient teilweise als Führungsöffnung für eine entlang der Ventillängsachse 10 axial bewegliche Ventilnadel 13. Die Hülse 12 ist deshalb bezüglich des Innendurchmessers der inneren Öffnung 9 maßgenau gefertigt. Die Hülse 12 endet in stromabwärtiger Richtung gesehen beispielsweise im Bereich des Leitabschnitts 8 des Ventilmantels 5, mit dem sie beispielsweise mit einer Schweißnaht 54 fest verbunden ist. Außer der axial beweglichen Ventilnadel 13 ist auch der feststehende Kern 2 in der Längsöffnung 9 der Hülse 12 angeordnet. Neben der Führung der Ventilnadel 13 bzw. der Aufnahme des Kerns 2 erfüllt die Hülse 12 auch eine Abdichtfunktion, so daß im Einspritzventil eine trockene Magnetspule 1 vorliegt. Das wird auch dadurch erreicht, daß das scheibenförmige Abdeckelement 3 die Magnetspule 1 vollständig an ihrer oberen Seite überdeckt. Die innere Öffnung 58 im Abdeckelement 3 erlaubt es, die Hülse 12 und somit auch den Kern 2 verlängert auszubilden, so daß beide Bauteile die Öffnung 58 durchragend über das Abdeckelement 3 hinausstehen.The guide section 8 of the valve jacket 5, the solenoid 1 and the cover element 3 form an inner, concentric a valve longitudinal axis 10 extending opening 11 or 58, in e.g. an elongated sleeve 12 extends. A inner longitudinal opening 9 of the ferritic sleeve 12 is used partly as a guide opening for one along the Longitudinal valve axis 10 axially movable valve needle 13. Die Sleeve 12 is therefore the inner diameter of the inner opening 9 made to size. The sleeve 12 ends in seen in the downstream direction, for example in the area of the guide section 8 of the valve jacket 5 with which it for example, is firmly connected to a weld seam 54. In addition to the axially movable valve needle 13 is also the fixed core 2 in the longitudinal opening 9 of the sleeve 12 arranged. In addition to guiding the valve needle 13 or the Receiving the core 2, the sleeve 12 also fulfills one Sealing function, so that a dry one in the injection valve Solenoid 1 is present. This is also achieved in that the disk-shaped cover element 3, the magnet coil 1 completely covered on its upper side. The inner one Opening 58 in the cover element 3 allows the sleeve 12 and thus also the core 2 is extended so that both Components protrude through opening 58 via cover element 3 protrude.

An den unteren Leitabschnitt 8 des Ventilmantels 5 schließt sich ein erfindungsgemäß ausgebildeter Ventilsitzkörper 14 an, der eine feste Ventilsitzfläche 15 als Ventilsitz aufweist. Der Ventilsitzkörper 14 ist mit einer beispielsweise mittels eines Lasers erzeugten zweiten Schweißnaht 16 fest mit dem Ventilmantel 5 verbunden. Die Ventilnadel 13 wird von einem rohrförmigen Anker 17 und einem kugelförmigen Ventilschließkörper 18 gebildet, wobei der Anker 17 unmittelbar als Schließkörperträger dient. An der stromabwärtigen Stirnseite des Ventilsitzkörpers 14 ist z. B. in einer Vertiefung 19 eine flache Spritzlochscheibe 20 angeordnet, wobei die feste Verbindung von Ventilsitzkörper 14 und Spritzlochscheibe 20 z. B. durch eine umlaufende dichte Schweißnaht 21 realisiert ist. Der rohrförmige Anker 17 ist an seinem stromabwärtigen, der Spritzlochscheibe 20 zugewandten Ende mit dem kugelförmigen Ventilschließkörper 18 beispielsweise durch Bördeln fest verbunden.Closes at the lower guide section 8 of the valve jacket 5 a valve seat body 14 designed according to the invention of a fixed valve seat surface 15 as a valve seat having. The valve seat body 14 is with a for example generated by a second laser Weld 16 is firmly connected to the valve jacket 5. The Valve needle 13 is supported by a tubular armature 17 and formed a spherical valve closing body 18, wherein the armature 17 serves directly as a closing body support. On the downstream end face of the valve seat body 14 z. B. in a recess 19 a flat spray perforated disc 20 arranged, the fixed connection of Valve seat body 14 and spray plate 20 z. B. by an all-round tight weld seam 21 is realized. The tubular anchor 17 is at its downstream, the Spray plate 20 facing end with the spherical Valve closing body 18, for example by crimping connected.

Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise elektromagnetisch. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 13 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer Rückstellfeder 25 bzw. Schließen des Einspritzventils dient der elektromagnetische Kreis mit der Magnetspule 1, dem inneren Kern 2, dem äußeren Ventilmantel 5 und dem Anker 17. Der Anker 17 ist mit dem dem Ventilschließkörper 18 abgewandten Ende auf den Kern 2 ausgerichtet.The injection valve is actuated in a known manner Way electromagnetic. For the axial movement of the Valve needle 13 and thus to open against the spring force a return spring 25 or closing the injection valve serves the electromagnetic circuit with the magnetic coil 1, the inner core 2, the outer valve jacket 5 and the armature 17. The armature 17 is connected to the valve closing body 18 end facing away from the core 2.

Der kugelförmige Ventilschließkörper 18 wirkt mit der sich in Strömungsrichtung z.B. kegelstumpfförmig verjüngenden Ventilsitzfläche 15 des Ventilsitzkörpers 14 zusammen, die in axialer Richtung stromabwärts einer Führungsöffnung 26 im Ventilsitzkörper 14 zur Führung des Ventilschließkörpers 18 ausgebildet ist. Die Spritzlochscheibe 20 besitzt wenigstens eine, beispielsweise vier durch Erodieren oder Stanzen ausgeformte Abspritzöffnungen 27.The spherical valve closing body 18 interacts with the in the flow direction e.g. frustoconical tapered Valve seat surface 15 of the valve seat body 14 together, the in the axial direction downstream of a guide opening 26 in Valve seat body 14 for guiding the valve closing body 18 is trained. The spray plate 20 has at least one, for example four, by eroding or stamping molded spray ports 27.

Die Einschubtiefe des Kerns 2 im Einspritzventil ist unter anderem entscheidend für den Hub der Ventilnadel 13. Dabei ist die eine Endstellung der Ventilnadel 13 bei nicht erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ventilschließkörpers 18 an der Ventilsitzfläche 15 des Ventilsitzkörpers 14 festgelegt, während sich die andere Endstellung der Ventilnadel 13 bei erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ankers 17 am stromabwärtigen Ende des Kerns 2 ergibt. Die Hubeinstellung erfolgt durch ein axiales Verschieben des Kerns 2 in der Hülse 12, der entsprechend der gewünschten Position nachfolgend fest mit der Hülse 12 verbunden wird, wobei eine Laserschweißung zur Erzielung einer Schweißnaht 22 sinnvoll ist. The insertion depth of the core 2 in the injection valve is below other decisive for the stroke of the valve needle 13. Thereby the one end position of the valve needle 13 is not at excited solenoid 1 by the system of Valve closing body 18 on the valve seat surface 15 of the Valve seat body 14 set while the other End position of the valve needle 13 when the solenoid coil 1 is excited by the installation of the armature 17 at the downstream end of the Kerns 2 results. The stroke is adjusted by an axial Moving the core 2 in the sleeve 12, the corresponding the desired position subsequently firmly with the sleeve 12 is connected, whereby a laser welding to achieve a weld 22 is useful.

In eine konzentrisch zu der Ventillängsachse 10 verlaufende Strömungsbohrung 28 des Kerns 2, die der Zufuhr des Brennstoffs in Richtung der Ventilsitzfläche 15 dient, ist außer der Rückstellfeder 25 eine Einstellhülse 29 eingeschoben. Die Einstellhülse 29 dient zur Einstellung der Federvorspannung der an der Einstellhülse 29 anliegenden Rückstellfeder 25, die sich wiederum mit ihrer gegenüberliegenden Seite an einem Absatz 24 einer inneren Längsbohrung 23 des Ankers 17 abstützt, wobei auch eine Einstellung der dynamischen Abspritzmenge mit der Einstellhülse 29 erfolgt.In a concentric to the valve longitudinal axis 10 Flow bore 28 of the core 2, which is the supply of the Serves fuel in the direction of the valve seat surface 15 is in addition to the return spring 25, an adjusting sleeve 29 inserted. The adjusting sleeve 29 is used to adjust the Spring preload of the adjoining the adjusting sleeve 29 Return spring 25, which in turn with their opposite side on a shoulder 24 of an inner Longitudinal bore 23 of the armature 17 supports, also a Setting the dynamic spray volume with the Adjustment sleeve 29 takes place.

Ein solches Einspritzventil zeichnet sich durch seinen besonders kompakten Aufbau aus. Die bisher beschriebenen Bauteile bilden eine vormontierte eigenständige Baugruppe, die als Funktionsteil 30 bezeichnet werden kann. Das fertig eingestellte und montierte Funktionsteil 30 weist z. B. eine obere Stirnfläche 32 auf, über die beispielsweise zwei Kontaktstifte 33 herausragen. Über die elektrischen Kontaktstifte 33, die als elektrische Verbindungselemente dienen, erfolgt die elektrische Kontaktierung der Magnetspule 1 und damit deren Erregung.Such an injection valve is characterized by its particularly compact structure. The previously described Components form a pre-assembled, independent assembly, which can be referred to as functional part 30. That done set and assembled functional part 30 has z. Legs upper end face 32, for example two Stick out contact pins 33. About the electrical Contact pins 33 that act as electrical connectors serve, the electrical contacting takes place Magnetic coil 1 and thus its excitation.

Mit einem solchen Funktionsteil 30 ist ein nicht dargestelltes Anschlußteil verbindbar, das sich vor allen Dingen dadurch auszeichnet, daß es den elektrischen und den hydraulischen Anschluß des Einspritzventils umfaßt. Eine hydraulische Verbindung von dem nicht dargestellten Anschlußteil und dem Funktionsteil 30 wird beim vollständig montierten Einspritzventil dadurch erreicht, daß Strömungsbohrungen beider Baugruppen so zueinander gebracht werden, daß ein ungehindertes Durchströmen des Brennstoffs gewährleistet ist. Dabei liegt dann z. B. die Stirnfläche 32 des Funktionsteils 30 unmittelbar an einer unteren Stirnfläche des Anschlußteils an und ist mit diesem fest verbunden. Bei der Montage des Anschlußteils auf dem Funktionsteil 30 kann der über die Stirnfläche 32 überstehende Teil des Kerns 2 und der Hülse 12 zur Erhöhung der Verbindungsstabilität in eine Strömungsbohrung des Anschlußteils hineinragen. Im Verbindungsbereich ist zur sicheren Abdichtung z. B. ein Dichtring 36 vorgesehen, der auf der Stirnfläche 32 des Abdeckelements 3 aufliegend die Hülse 12 umgibt. Die als elektrische Verbindungselemente dienenden Kontaktstifte 33 gehen im vollständig montierten Ventil eine sichere elektrische Verbindung mit korrespondierenden elektrischen Verbindungselementen des Anschlußteils ein.With such a functional part 30 is not shown connector connectable, which is in front of everyone Characterized by the fact that it electrical and hydraulic connection of the injector includes. A hydraulic connection of the not shown Connection part and the functional part 30 will be complete mounted injection valve achieved in that Flow bores of both assemblies brought together be that an unimpeded flow of fuel is guaranteed. It is then z. B. the end face 32nd of the functional part 30 directly on a lower one End face of the connector and is fixed with this connected. When installing the connector on the Functional part 30 can have the end face 32 protruding part of the core 2 and the sleeve 12 to increase the connection stability in a flow hole of the Protrude into the connector. In the connection area is to secure sealing z. B. a sealing ring 36 is provided lying on the end face 32 of the cover element 3 Surrounds sleeve 12. The as electrical connectors Serving contact pins 33 go fully assembled Valve with a secure electrical connection corresponding electrical connecting elements of the Connecting part.

Die innere, aufgrund des Absatzes 24 gestuft ausgebildete Längsbohrung 23 im Anker 17 besitzt einen weitgehend kreisförmigen Querschnitt. An ihrem unteren, dem Ventilschließkörper 18 zugewandten Ende besitzt die innere Längsbohrung 23 eine konische Schulter 45, durch die sich die Längsbohrung 23 in stromabwärtiger Richtung erweitert und die als Anschlag für den Ventilschließkörper 18 dient. Von der Schulter 45 ausgehend erstreckt sich ein Endbereich 46 des Ankers 17 am Außenumfang des kugelförmigen Ventilschließkörpers 18 entlang, wobei sowohl die Schulter 45 als auch der Endbereich 46 umfangsmäßig mindestens dreimal unterbrochen sind.The inner, graduated due to paragraph 24 Longitudinal bore 23 in armature 17 has a largely circular cross section. At her lower, the Valve closing body 18 facing end has the inner Longitudinal bore 23 a conical shoulder 45 through which the longitudinal bore 23 extends in the downstream direction and which serves as a stop for the valve closing body 18. An end region extends from the shoulder 45 46 of the armature 17 on the outer circumference of the spherical Valve closing body 18 along, both the shoulder 45 and the end region 46 at least circumferentially are interrupted three times.

Der kugelförmige Ventilschließkörper 18 weist einen senkrecht zur Ventillängsachse 10 verlaufenden Kugeläquator 48 auf, bis zu dem sich oder über den sich der Endbereich 46 in stromabwärtiger Richtung gesehen hinweg erstreckt. Anders ausgedrückt wird also wenigstens eine Halbkugel und damit der Radius des kugelförmigen Ventilschließkörpers 18 vom Anker 17 als Schließkörperträger umgriffen. Der Endbereich 46 besitzt einen größeren Außendurchmesser als der Ventilschließkörper 18. Die feste Verbindung von z.B. als Kaltpreßteil vorliegendem Schließkörperträger 17 und Ventilschließkörper 18 wird beispielsweise durch Bördeln oder Pressen bzw. durch Einpressen und nachfolgendes Bördeln erzielt, wobei vor allen Dingen der Umgreifungsbereich stromabwärts des Kugeläquators 48 eine sichere Verbindung gewährleistet.The spherical valve closing body 18 has one Ball equator running perpendicular to the longitudinal axis 10 of the valve 48 up to or over which the end region 46 extends in the downstream direction. Different so at least one hemisphere is expressed and thus the radius of the spherical valve closing body 18 from Armature 17 encompassed as a closing body carrier. The end area 46 has a larger outer diameter than that Valve closing body 18. The firm connection of e.g. as Cold pressed part present closing body support 17 and Valve closing body 18 is, for example, by flanging or pressing or by pressing and subsequent flanging achieved, especially the encompassing area downstream of the ball equator 48 a secure connection guaranteed.

Im Bereich der Schulter 45 beginnend sind im Endbereich 46 über dessen Umfang wenigstens drei Öffnungsbereiche 49 ausgeformt, die von der Längsbohrung 23 ausgehend eine axiale Erstreckungskomponente aufweisen und vom Brennstoff in Richtung zur Ventilsitzfläche 15 teilweise durchströmt werden, wobei der in der Längsbohrung 23 zugeführte Brennstoff weitgehend an der Kugeloberfläche entlangströmt. In die Öffnungsbereiche 49 des Schließkörperträgers 17 an dessen Endbereich 46 ragen entsprechend der Anzahl der Öffnungsbereiche 49 eine gleiche Zahl von Materialbereichen 51 des Ventilsitzkörpers 14 hinein. Diese sich stromaufwärts der Ventilsitzfläche 15 erstreckenden Materialbereiche 51 beinhalten die genau gefertigte Führungsöffnung 26 zur Führung der axial beweglichen Ventilnadel 13 im Bereich des Ventilschließkörpers 18. Zwischen den Materialbereichen 51 sind über den Umfang des Ventilsitzkörpers 14 Materialausnehmungen 52 vorgesehen, in die sich der durch die Öffnungsbereiche 49 unterbrochene Endbereich 46 des Schließkörperträgers 17 mit z.B. drei Materialabschnitten 50 hineinerstreckt. Da der einfach bezüglich seiner Rundheit sehr genau herstellbare kugelförmige Ventilschließkörper 18 der unteren Führung der Ventilnadel 13 dient und die Führungsöffnung 26 an den Materialbereichen 51 zusammen mit der Ventilsitzfläche 15 mit geringem Aufwand sehr exakt herstellbar ist, wird auf relativ einfache Weise eine sehr genaue Führung der Ventilnadel 13 (hohe sogenannte Rundlaufgenauigkeit der Kugel 18) erreicht. Bei bekannten Ventilnadeln müssen dagegen aufwendige Führungsflächen am Schließkörperträger angeformt werden.Starting in the area of the shoulder 45 are 46 in the end area at least three opening areas 49 over its circumference formed from the longitudinal bore 23 a have axial extension component and of the fuel partially flows in the direction of the valve seat surface 15 are, the supplied in the longitudinal bore 23 Fuel largely flows along the surface of the ball. In the opening areas 49 of the closing body support 17 whose end region 46 protrude according to the number of Opening areas 49 an equal number of material areas 51 of the valve seat body 14. This is upstream of the valve seat surface 15 extending material areas 51 contain the precisely manufactured guide opening 26 for Guiding the axially movable valve needle 13 in the area of Valve closing body 18. Between the material areas 51 are over the circumference of the valve seat body 14 Material recesses 52 are provided, in which the through the opening areas 49 interrupted end area 46 of the Closing body carrier 17 with e.g. three material sections 50 hineinerstreckt. Because of the roundness spherical valve closing body 18 which can be produced very precisely the lower guide of the valve needle 13 is used and the Guide opening 26 on the material areas 51 together with the valve seat surface 15 very precisely with little effort can be produced, becomes a very simple precise guidance of the valve needle 13 (high so-called Concentricity of the ball 18) is reached. At acquaintances Valve needles, on the other hand, have complex guide surfaces on Closing body carrier are molded.

In den Figuren 2 und 3, die Schnitte entlang den Linien II-II bzw. III-III in Figur 1 zeigen, wird das umfangsmäßig alternierende Ineinandergreifen der Materialabschnitte 50 des Endbereichs 46 des Schließkörperträgers 17 und der Materialbereiche 51 des Ventilsitzkörpers 14 besonders deutlich. Dabei ist der Figur 2 entnehmbar, daß in der Ebene des Kugeläquators 48 die Materialabschnitte 50 des Endbereichs 46 und die Materialbereiche 51 voneinander beabstandet sind, so daß schlitzförmige Durchströmbereiche 55 gebildet sind, durch die der Brennstoff strähnenhaft zur Ventilsitzfläche 15 strömen kann. Die dargestellte Variante mit jeweils drei sich abwechselnden Materialabschnitten 50 des Endbereichs 46 und Materialbereichen 51 stellt nur eine mögliche Ausführungsform dar; es sind ebenso z.B. vier, fünf oder sechs in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Bereiche 46, 51 ausbildbar.In Figures 2 and 3, the sections along lines II-II or III-III in Figure 1, this becomes circumferential alternating interlocking of the material sections 50 of the end region 46 of the closing body carrier 17 and the Material areas 51 of the valve seat body 14 in particular clear. It can be seen from Figure 2 that in the plane of the spherical equator 48, the material sections 50 of the End area 46 and the material areas 51 from each other are spaced so that slit-shaped flow areas 55 are formed, through which the fuel streaked to Valve seat 15 can flow. The variant shown with three alternating material sections 50 each of the end region 46 and material regions 51 represents only one possible embodiment; it is also e.g. four five or six areas in succession in the circumferential direction 46, 51 can be trained.

Der entlang der Linie III-III in Figur 1 geführte Schnitt, der stromaufwärts des Schnitts entlang der Linie II-II im Ventilsitzkörper 14 liegt, verdeutlicht, daß am stromabwärtigen Ende der Schulter 45 die Materialabschnitte 50 des Endbereichs 46 sowie die Materialbereiche 51 derart ausgeformt sind, daß sie maßgenau ineinander passen. Somit ist eine eindeutige Lagefixierung und Verdrehsicherung des Schließkörperträgers 17 im Ventilsitzkörper 14 gegeben, so daß die stromabwärts folgenden Durchströmbereiche 55, die aufgrund einer Abschrägung der Seitenflanken der Materialabschnitte 50 des Endbereichs 46 und/oder der Materialbereiche 51 entstehen, eine konstante Größe behalten und in Umfangsrichtung nicht variieren. Es reicht bereits aus, wenn ein Materialabschnitt 50 des Schließkörperträgers 17 maßgenau in eine Materialausnehmung 52 des Ventilsitzkörpers 14 hineinpaßt, womit schon die gewünschte Verdrehsicherung erzielt ist. Eine Strahlgeometrieänderung über die Lebensdauer des Ventils ist so wirkungsvoll ausgeschlossen. Im Bereich der Schnittlinie III-III ist durch die Krümmung des kugelförmigen Ventilschließkörpers 18 ein ringförmiger Strömungsbereich 56 vorhanden, von dem aus die Anströmung der sich in axialer Richtung erweiternden Durchströmbereiche 55 erfolgt.The section taken along the line III-III in Figure 1, the upstream of the section along the line II-II in Valve seat body 14 is located, clarifies that on downstream end of shoulder 45 the material sections 50 of the end region 46 and the material regions 51 in this way are formed so that they fit into one another with dimensional accuracy. Consequently is a clear fixation of the position and rotation of the Given closing body support 17 in the valve seat body 14, see above that the downstream flow areas 55, the due to a beveling of the side flanks of the Material sections 50 of the end region 46 and / or the Material areas 51 arise, keep a constant size and do not vary in the circumferential direction. It’s enough off when a material section 50 of the closing body carrier 17 dimensionally accurate in a material recess 52 of the Valve seat body 14 fits, which already the desired Protection against rotation is achieved. A beam geometry change over the life of the valve is so effective locked out. In the area of section line III-III due to the curvature of the spherical valve closing body 18 there is an annular flow area 56 from which the inflow of the widening in the axial direction Flow areas 55 takes place.

Neben der Ausbildung des Schließkörperträgers 17 als Kaltpreßteil kommen auch Ausführungen als Drehteil, Sinterteil oder MIM(Metal Injection Moulding)-Teil in Frage.In addition to the formation of the closing body support 17 as Cold pressed parts also come as a turned part, Sintered part or MIM (Metal Injection Molding) part in question.

Claims

Fuel injection valve having a valve longitudinal axis, having a core which is at least partially surrounded by a solenoid, having an axially movable valve needle which comprises at least one closing element carrier and one spherical valve closing element, the valve closing element being permanently connected to the closing element carrier and interacting with a fixed valve seat of a valve seat element, and the closing element carrier having an internal longitudinal bore and a downstream end region, characterized in that the valve seat element (14) has, upstream of the valve seat (15), material regions (51) and material cut-outs (52) which alternate over its circumference, and the end region (46) of the closing element carrier (17) is also embodied with material sections (50) and opening regions (49) which alternate over the circumference, and the material sections (50) project into the material cut-outs (52) and the material regions (51) project into the opening regions (49).
Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that in each case at least three material regions (51) and material cut-outs (52) are formed on the valve seat element (14), and in each case at least three material sections (50) and opening regions (49) are formed on the closing element carrier (17), in its end region (46).
Fuel injection valve according to Claim 1 or 2, characterized in that the valve closing element (18) has a sphere equator (48), in whose plane the material regions (51) of the valve seat element (14) are spaced apart from the material sections (50) of the closing element carrier (17).
Fuel injection valve according to Claim 3, characterized in that upstream of the plane of the sphere equator (48) there is a plane which runs parallel thereto and in which at least one material section (50) of the closing element carrier (17) fits in a dimensionally precise fashion into at least one material cut-out (52) of the valve seat element (14).
Fuel injection valve according to Claim 3 or 4, characterized in that the side edges of the material sections (50) of the closing element carrier (17) and/or of the material regions (51) of the valve seat element (14) are bevelled so that through-flow regions (55) are formed between the material regions (51) and the material sections (50) at least in the plane of the sphere equator (48).
Fuel injection valve according to one of Claims 3 to 5, characterized in that the closing element carrier (17) engages with its material sections (50) of the end region (46) around the valve closing element (18) in such a way that the material sections (50) extend beyond the sphere equator (48) of the valve closing element (18) in the downstream direction.
Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve closing element (18) can be attached in the end region (46) of the closing element carrier (17) by pressing it into the longitudinal bore (23).
Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve closing element (18) can be attached in the end region (46) of the closing element carrier (17) by chamfering in the longitudinal bore (23).
Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the material regions (51) of the valve seat element (14) bound, while facing the valve longitudinal axis (10), a guide opening (26) for axially guiding the valve closing element (18).
Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the closing element carrier (17) is embodied as an armature.
Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the closing element carrier (17) constitutes a turned part or a cold-pressed part.