EP1102931B1 - Brennstoffeinspritzventil und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil und verfahren zu dessen herstellung Download PDF

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EP1102931B1
EP1102931B1 EP00909052A EP00909052A EP1102931B1 EP 1102931 B1 EP1102931 B1 EP 1102931B1 EP 00909052 A EP00909052 A EP 00909052A EP 00909052 A EP00909052 A EP 00909052A EP 1102931 B1 EP1102931 B1 EP 1102931B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
connecting part
fuel injection
valve casing
cut
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP00909052A
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English (en)
French (fr)
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EP1102931A1 (de
Inventor
Waldemar Hans
Johann Bayer
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
    • F02M51/0671—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting

Definitions

  • the invention is based on a fuel injection valve according to the preamble of claim 1, and a method for producing a fuel injection valve according to the preamble of claim 6.
  • Valve housing known, which has a fuel inlet nozzle and a valve seat carrier partially encloses.
  • Valve seat carrier has a valve seat surface with one actuated by means of a valve needle Valve-closing body cooperates to a sealing seat.
  • One desired valve lift to achieve a required in the open valve state between valve closing body and Valve seat area metered amount of fuel is through Liner of a Hubeinstellhunt in the axial direction between a stopper plate and an end face of the Valve seat carrier set. After the adjustment become the valve body and the valve seat carrier interconnected by an end portion of a cylindrical holding portion of the valve housing to the Valve seat carrier is crimped.
  • This press punches are used, located at the core, on Support valve housing or on the connection part. At the respective axial end surfaces the abovementioned components are subjected to a pressing force locally and vertically, such that a portion of the material of the valve housing substantially perpendicular to Pressing direction is brought to the plastic flow in the annular grooves.
  • the fuel injection valve according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the axial strain between the valve housing and valve seat carrier can be specified and the preparation of the compound in simple and cost-saving steps can be done. Besides that is the compound resistant to aging, which causes the Life of the fuel injector increased.
  • the recess is as one circumferential groove on a lateral surface of the valve seat carrier formed, resulting in a high strength of Flaring results.
  • the crimp connection has several Bördelsegmente that with respect to a valve axis circumferentially offset from each other are arranged and where the valve housing with the valve seat carrier to one flanged partial connection under release of Unbördelten sections is connected. This allows the Production of flare connection can be further simplified.
  • a Hubeinstellhunt between the valve housing and the valve seat carrier provided a Hubeinstellhunt.
  • the Hubeinstellhunt can be the stroke of the valve needle to adjust.
  • the production method according to the invention with the features of claim 6 has the advantage of cost-effective and automatable feasibility.
  • the axial insertion depth of the Valve seat carrier in the valve housing by a Hubstellstellhunt for adjusting the stroke of the valve needle is set. This can be a difference of a Valve needle length of the valve needle from a desired length compensate.
  • Fig. 1 shows in an excerpt axial Sectional view of a fuel injector 100.
  • Das Fuel injector 100 is here as internal opening Fuel injection valve 100 executed.
  • the Fuel injection valve 100 is used in particular for direct injection of fuel, in particular of Gasoline, in a combustion chamber of a mixture-compacting spark ignition internal combustion engine as so-called. Gasoline direct injection valve.
  • fuel injector 100 is also suitable for other applications.
  • the fuel injection valve 100 has a tubular Connecting part in the form of a valve seat carrier 1 with a Spray opening 2 on.
  • the in a cylinder head of the Internal combustion engine introduced spray opening 2 is by means of a sealing ring 3 sealed to the outside.
  • a Valve seat support 1 are also other, partly the Housing of the valve forming connecting parts conceivable, the according to the invention with a valve housing 20 by crimping are firmly connected.
  • the valve seat carrier 1 has an axial longitudinal bore 4, which receives an axially movable valve needle 5.
  • a valve seat surface 6 is formed, the one with a frusto-conical, downstream tapered valve closing body 7 of the valve needle 5 to cooperates a sealing seat.
  • the valve closing body 7 with the Valve needle 5 integrally formed.
  • the valve seat surface. 6 also be formed on a separate valve seat body, taken from the valve seat carrier 1 and with this connected is.
  • valve needle 5 On the side facing away from the sealing seat of the Valve-closing body 7, the valve needle 5 a cylindrical portion 8, on the lateral surface thereof one or more spirally formed swirl grooves 9 are provided.
  • the swirl grooves 9 are in radial Direction of the cylindrical portion. 8 enclosed valve seat carrier 1 completed and extend from a fuel chamber 10, which is part of axial longitudinal bore 4 of the valve seat carrier 1 is up to a Zumeßstelle 11 in the region of the valve seat surface. 6
  • a swirl flow is generated, the turbulence and thus the atomization of the Fuel favors.
  • the fuel chamber 10 is upstream by a Guide section 12 is limited and is over Outlet openings 13 with an axial cavity fourteenth connected, which the inflow-side area of the Valve needle 5 penetrates.
  • the valve closing body 7 opposite end is the valve needle 5 with a Anchor 15 connected.
  • the armature 15 acts with a magnetic coil 16 for closing and opening the Brennscherinspri tzventils 100 together.
  • a staggered in the radial direction Spool 17 accommodates the winding of the magnetic coil 16.
  • the stepped bobbin 17 surrounds an inner pole serving core 18 and with a step of larger diameter a non-magnetic intermediate part 19 at least partially axially.
  • Both the armature 15 and the core 18 and the outer valve housing 20 are made of a ferromagnetic Material made.
  • the anchor 15 and the Valve housing 20 becomes a closed magnetic Formed flux circuit, wherein the armature 15 in electrical Excitation of the magnetic coil 16 in the direction of the core 18th is pulled.
  • the valve needle 5 against the by a return spring 21 caused restoring force moves, causing an opening of the fuel injector causes.
  • the return spring 21 is supported on a Support plate 25 from.
  • a supply cable 22 is used for electrical supply the solenoid 16 and is connected via a cable receptacle 23 with connected to the valve housing 20.
  • a supply cable 22 is used for electrical supply the solenoid 16 and is connected via a cable receptacle 23 with connected to the valve housing 20.
  • the valve seat carrier 1 has a recess 40 in the form a circumferential groove into which the valve housing 20th is crimped, whereby the valve housing 20 against the Valve seat carrier 1 is axially braced.
  • the recess 40 is located on the outer circumference of the valve seat carrier 1 in a region in which the valve housing 20 with a lower end region is applied.
  • the valve seat carrier 1 has a further circumferential groove 41 into which a sealing ring 42nd is used.
  • the sealing ring 42 is connected to one of the Valve housing 20 formed surface 43 in the circumferential Groove 41 pressed to the interior of the fuel injector 100 to seal against the outside.
  • a Hubeinstellin 46th provided, wherein the axial insertion depth of the Valve seat carrier 1 in the valve housing 20 through the Hubeinstellin 46 is adjusted.
  • the core 18 of the fuel injection valve 100 has a Fuel nozzle 50, in which an internal thread 51 is trained.
  • the supply of fuel via a fuel hose 52, which via a screw 53rd screwed into the internal thread 51 of the fuel nozzle 50 is.
  • a Sealing element 54 is provided, which is made of fuel-resistant Material is made.
  • valve housing 20 The crimp connection shown in FIG. 1 between Valve housing 20 and valve seat support 1 and alternative Embodiments of those will become apparent from the following figures described.
  • Fig. 2 shows in a sectional view that in Fig. 1 with II designated section.
  • the valve needle 5 is in the valve body 20 introduced the Hubeinstellin 46.
  • the Hubeingstellin 46 is located on the stop surface 45th of the stop 44.
  • the sealing ring 42 is introduced, the in this embodiment, one of the groove 41 adapted Has cross-sectional area.
  • the valve seat carrier 1 is in introduced the valve housing 20, wherein the valve seat carrier 1 via the support plate 25 and the Hubeinstellfactor 46 the abutment surface 45 of the stopper 44 abuts.
  • the Valve housing 20 has a radially outward Materialwulst 70, which has a mean axial distance d from the formed in the valve seat carrier 1 circumferential Recess 40 has.
  • Inner surface 72 of the valve housing 20 in a cross section nose-shaped projection 73 according to FIG. 3 results.
  • the nose-shaped projection 73 shown in Fig. 3 engages behind a contact surface 74 of the valve seat carrier 1, whereby a displacement of the valve seat carrier 1 opposite the valve housing 20 is prevented.
  • Recesses 40 may be provided to z. B. a release of To allow flare connection.
  • valve housing 20 After the valve seat carrier 1 to one through the Stop surface 45 of the stop 44 predetermined Penetration depth is guided in the valve housing 20 is in one between the valve seat carrier 1 and the valve housing 20 trained space 60 a spring element 61st brought in.
  • the gap 60 is obtained by a stepped outer contour of the valve seat carrier 1.
  • Das Spring element 61 is preferably as a spring ring or as Belleville spring formed.
  • a support ring 62 In between the valve seat carrier 1 and valve housing 20 formed gap 60 is also introduced a support ring 62, via which the Spring element 61 is biased.
  • the bias of the Spring element 61 is preferably effected by the action of a guided over the valve seat carrier 1 tubular Biasing tool, which on the support ring 62 at a radial inner annular surface 63 of the one Spring element 61 facing away from the end face 64 of the support ring 62nd attacks.
  • the spring element 61 and the support ring 62 as shown in FIG. 5, arranged.
  • the spring element 61 generates via the support ring 62 a axial tension between the valve housing 20 and the Valve seat carrier 1. It is, regardless of the shape of the beaded seal seat side portion 65 of Valve housing 20, through the support ring 62 to the spring element 61 a system on a spring element facing Face 75 given. It also exists without the use a support ring 62 the risk that during crimping the seal seat side portion 65 of the valve housing 20 the Spring element 61 is damaged or jammed.
  • FIG. 6 7 and 8 is another Example of a non-inventive Fuel injection valve 100 shown.
  • the show 6 and 7 each an excerpt axial section of the in Fig. 1 denoted by II section.
  • Fig. 8 shows the designated in Fig. 7 with VIII section.
  • the sealing seat side portion 65th the valve housing 20 has a greater wall thickness.
  • the emerging flare can evenly over the entire circumference of the sealing seat side portion 65 of Valve housing 20 may be formed, or it may as in the illustrated embodiment, several flare segments 66a to 66e, with respect to a valve axis 67th circumferentially staggered to each other are arranged, wherein the Bördelsegmenten 66 a to 66 e, the valve housing 20 with the Valve seat support 1 each by a flanged Partial connection with release of non-flared Sections 68a to 68d is connected.
  • This type of Bördelharm has the advantage that the occurring between the crimp segments 66a to 66e Tension by un-curled portions 68a to 68d are reduced compared to a circumferential curl and the occurrence of cracks in the sealing seat side portion 65 the valve housing 20 is avoided.
  • the invention is not limited to those described Embodiments limited.
  • Fuel injector 100 also as outward opening Fuel injection valve 100 to be executed.
  • the crimp connection described is suitable between Valve housing 20 and valve seat support 1 for others Compounds, in particular the compound of Valve body 2 and core 18.
  • the described elements in a remote manner Arrange against the examples shown.
  • the spring element 61 on the side of the Stop surface 45 may be arranged, whereby the spring element 61 also described in FIGS. 1 to 3 Embodiments can be used.

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1 , sowie einem Verfahren zum Herstellen eines Brennstoffeinspritzventils nach der Gattung des Anspruchs 6.
Aus der DE 35 40 660 C2 ist ein elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil mit einem Ventilgehäuse bekannt, das einen Brennstoffeinlaßstutzen und einen Ventilsitzträger abschnittsweise umschließt. Der Ventilsitzträger weist eine Ventilsitzfläche auf, die mit einem mittels einer Ventilnadel betätigbaren Ventilschließkörper zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Ein gewünschter Ventilhub zur Erzielung einer erforderlichen, im geöffneten Ventilzustand zwischen Ventilschließkörper und Ventilsitzfläche zugemessenen Brennstoffmenge wird durch Zwischenlage einer Hubeinstellscheibe in axialer Richtung zwischen einer Anschlagplatte und einer Stirnfläche des Ventilsitzträgers eingestellt. Nach erfolgter Einstellung werden das Ventilgehäuse und der Ventilsitzträger miteinander verbunden, indem ein Endabschnitt eines zylindrischen Halteabschnittes des Ventilgehäuses um den Ventilsitzträger gebördelt wird.
Diese Ausgestaltung hat jedoch folgende Nachteile:
Da die durch die Bördelung entstehende Bördelkraft durch den Bördelvorgang nur ungefähr vorgebbar ist, indem der Endabschnitt des zylindrischen Halteabschnittes des Ventilgehäuses um den Ventilsitzträger gebördelt wird, ist die zwischen Ventilsitzträger und Ventilgehäuse erzeugte Verspannung nicht vorgebbar. Außerdem wird die Bördelung durch eine plastische Umformung des Endabschnitts des zylindrischen Halteabschnitts des Ventilgehäuses erreicht, die einer Alterung unterliegt, wodurch die Verbindungskraft zwischen Ventilgehäuse und Ventilsitzträger nachläßt.
Aus der DE 196 26 576 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei dem das Ventilgehäuse mit dem Ventilsitzträger alternativ zu obiger Lösung über eine Schraubverbindung verbunden ist. Diese Lösung ist jedoch erheblich aufwendiger, da das zusätzliche Schraubelement eingebracht werden muß, wobei hierfür ein geeignetes Gewinde im Ventilgehäuse zu schneiden ist. Außerdem ist das Einbringen und Anziehen des Schraubenelements ein fertigungstechnisch aufwendiger und zeitintensiver Produktionsschritt.
Aus der US 4,974,312 A ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von fremdgezündeten Brennkraftmaschinen zur Saugrohreinspritzung bekannt, bei dem mittels einer Ventilnadel ein Ventilschließkörper betätigt wird, der mit einer festen Ventilsitzfläche eines Düsenkörpers/Anschlussteils zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Das Anschlussteil ist zumindest teilweise von einem Ventilgehäuse umschlossen. Das Ventilgehäuse ist sowohl mit einem als Innenpol dienenden Kern als auch mit dem den Ventilsitz aufweisenden Anschlussteil fest verbunden. Die festen Verbindungen werden dadurch erzielt, dass jeweils am äußeren Umfang von Kern und von Anschlussteil Ringnuten vorgesehen sind, in die Material des Ventilgehäuses plastisch hinein verformt wird. Das Herstellen der festen Verbindungen mit dem Ventilgehäuse erfolgt mittels eines in Figur 2 dargestellten Werkzeugs. Dabei werden Pressstempel verwendet, die sich am Kern, am Ventilgehäuse bzw. am Anschlussteil abstützen. An den jeweiligen axialen Endflächen werden die zuvor genannten Bauteile lokal und vertikal mit einer Presskraft beaufschlagt, so dass ein Teil des Werkstoffs des Ventilgehäuses im wesentlichen senkrecht zur Pressrichtung zum plastischen Fließen in die Ringnuten gebracht wird.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die axiale Verspannung zwischen Ventilgehäuse und Ventilsitzträger vorgebbar ist und die Herstellung der Verbindung in einfachen und kostensparenden Arbeitsschritten erfolgen kann. Außerdem ist die Verbindung alterungsbeständig, wodurch sich die Lebensdauer des Brennstoffeinspritzventils erhöht.
Durch die in den Ansprüchen 2 bis 5 aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
In vorteilhafter Weise ist die Aussparung als eine umlaufende Nut an einer Mantelfläche des Ventilsitzträgers ausgebildet, wodurch sich eine hohe Festigkeit der Bördelverbindung ergibt. Außerdem ergibt sich eine kostengünstige Herstellung der Aussparung.
In vorteilhafter Weise weist die Bördelverbindung mehrere Bördelsegmente auf, die bezüglich einer Ventilachse umlaufend versetzt zueinander angeordnet sind und an denen das Ventilgehäuse mit dem Ventilsitzträger jeweils zu einer gebördelten Teilverbindung unter Freilassung von ungebördelten Abschnitten verbunden ist. Dadurch kann die Herstellung der Bördelverbindung weiter vereinfacht werden.
In vorteilhafter Weise ist zwischen dem Ventilgehäuse und dem Ventilsitzträger eine Hubeinstellscheibe vorgesehen. Mit der Hubeinstellscheibe läßt sich der Hub der Ventilnadel einstellen.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 hat den Vorteil einer kostengünstigen und automatisierbaren Durchführbarkeit.
Durch die im Anspruch 7 aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung des im Anspruch 6 angegebenen Verfahrens möglich.
Vorteilhaft ist es, daß die axiale Einfügetiefe des Ventilsitzträgers in das Ventilgehäuse durch eine Hubeinstellscheibe zum Einstellen des Hubs der Ventilnadel eingestellt wird. Dadurch läßt sich eine Differenz einer Ventilnadellänge der Ventilnadel von einer Sollänge ausgleichen.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
einen axialen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils;
Fig. 2
den Ausschnitt II in Fig. 1 vor Herstellung der erfindungsgemäßen Bördelverbindung;
Fig. 3
den Ausschnitt II in Fig. 1 nach Herstellung der erfindungsgemäßen Bördelverbindung;
Fig. 4
einen auszugsweisen axialen Schnitt durch ein Beispiel eines nicht erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils vor Herstellung der Bördelverbindung;
Fig. 5
das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel nach Herstellung der Bördelverbindung;
Fig. 6
einen auszugsweisen axialen Schnitt durch ein Beispiel eines nicht erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils vor Herstellung der Bördelverbindung;
Fig. 7
das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel nach Herstellung der Bördelverbindung; und
Fig. 8
einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 7.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Fig. 1 zeigt in einer auszugsweisen axialen Schnittdarstellung ein Brennstoffeinspritzventil 100. Das Brennstoffeinspritzventil 100 ist hier als innenöffnendes Brennstoffeinspritzventil 100 ausgeführt. Das Brennstoffeinspritzventil 100 dient insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff, insbesondere von Benzin, in einen Brennraum einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine als sog. Benzindirekteinspritzventil. Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil 100 eignet sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle.
Das Brennstoffeinspritzventil 100 weist ein rohrförmiges Anschlußteil in Form eines Ventilsitzträgers 1 mit einer Abspritzöffnung 2 auf. Die in einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine eingeführte Abspritzöffnung 2 ist mittels eines Dichtrings 3 nach außen abgedichtet. Anstelle eines Ventilsitzträgers 1 sind ebenso andere, teilweise das Gehäuse des Ventils bildende Anschlußteile denkbar, die erfindungsgemäß mit einem Ventilgehäuse 20 durch Bördeln fest verbunden sind.
Der Ventilsitzträger 1 weist eine axiale Längsbohrung 4 auf, die eine axial bewegbare Ventilnadel 5 aufnimmt. An dem Ventilsitzträger 1 ist eine Ventilsitzfläche 6 ausgebildet, die mit einem kegelstumpfförmigen, sich stromabwärts verjüngenden Ventilschließkörper 7 der Ventilnadel 5 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ventilschließkörper 7 mit der Ventilnadel 5 einteilig ausgebildet. Alternativ zu der dargestellten Ausführungsform kann die Ventilsitzfläche 6 auch an einem separaten Ventilsitzkörper ausgebildet sein, der von dem Ventilsitzträger 1 aufgenommen und mit diesem verbunden ist.
Auf der dem Dichtsitz abgewandten Seite des Ventilschließkörpers 7 weist die Ventilnadel 5 einen zylinderförmigen Abschnitt 8 auf, an dessen Mantelfläche eine oder mehrere spiralförmig ausgebildete Drallnuten 9 vorgesehen sind. Die Drallnuten 9 werden in radialer Richtung von dem den zylinderförmigen Abschnitt 8 umschließenden Ventilsitzträger 1 abgeschlossen und erstrecken sich von einer Brennstoffkammer 10, die Teil der axialen Längsbohrung 4 des Ventilsitzträgers 1 ist, bis zu einer Zumeßstelle 11 im Bereich der Ventilsitzfläche 6. Mittels der Drallnuten 9 wird eine Drallströmung erzeugt, die die Verwirbelung und damit die Zerstäubung des Brennstoffs begünstigt.
Die Brennstoffkammer 10 wird stromaufwärts durch einen Führungsabschnitt 12 begrenzt und ist über Austrittsöffnungen 13 mit einem axialen Hohlraum 14 verbunden, welcher den zustromseitigen Bereich der Ventilnadel 5 durchdringt. An ihrem dem Ventilschließkörper 7 entgegengesetzten Ende ist die Ventilnadel 5 mit einem Anker 15 verbunden. Der Anker 15 wirkt mit einer Magnetspule 16 zum Schließen und Öffnen des Brennstoffeinspri tzventils 100 zusammen. Ein in radialer Richtung gestufter Spulenkörper 17 nimmt die Bewicklung der Magnetspule 16 auf. Der gestufte Spulenkörper 17 umgibt einen als Innenpol dienenden Kern 18 und mit einer Stufe größeren Durchmessers ein nichtmagnetisches Zwischenteil 19 zumindest teilweise axial. Sowohl der Anker 15 als auch der Kern 18 und das äußere Ventilgehäuse 20 sind aus einem ferromagnetischen Material gefertigt. Durch den Kern 18, den Anker 15 und das Ventilgehäuse 20 wird ein geschlossener magnetischer Flußkreis gebildet, wobei der Anker 15 bei elektrischer Erregung der Magnetspule 16 in Richtung auf den Kern 18 gezogen wird. Dadurch wird die Ventilnadel 5 entgegen der durch eine Rückstellfeder 21 hervorgerufenen Rückstellkraft bewegt, was ein Öffnen des Brennstoffeinspritzventils bewirkt. Die Rückstellfeder 21 stützt sich dabei an einer Stützplatte 25 ab.
Ein Versorgungskabel 22 dient zur elektrischen Versorgung der Magnetspule 16 und ist über eine Kabelaufnahme 23 mit dem Ventilgehäuse 20 verbunden. Im geöffneten Zustand des Brennstoffeinspritzventils 100 schlägt der Anker 15 mit einer Ankeranschlagfläche 33 an der der Abspritzrichtung 2 zugewandten Stirnfläche des Kerns 18 an.
Der Ventilsitzträger 1 weist eine Aussparung 40 in Form einer umlaufenden Nut auf, in die das Ventilgehäuse 20 eingebördelt ist, wodurch das Ventilgehäuse 20 gegen den Ventilsitzträger 1 axial verspannt ist. Die Aussparung 40 befindet sich dabei am äußeren Umfang des Ventilsitzträgers 1 in einem Bereich, in dem das Ventilgehäuse 20 mit einem unteren Endbereich anliegt. Der Ventilsitzträger 1 weist eine weitere umlaufende Nut 41 auf, in die ein Dichtring 42 eingesetzt ist. Der Dichtring 42 wird an einer an dem Ventilgehäuse 20 ausgebildeten Fläche 43 in die umlaufende Nut 41 gepreßt, um das Innere des Brennstoffeinspritzventils 100 gegen den Außenraum abzudichten.
Um den Hub der Ventilnadel 5 einzustellen, ist zwischen einer an einem Anschlag 44 ausgebildeten Anschlagfläche 45 und der Stützplatte 25 eine Hubeinstellscheibe 46 vorgesehen, wobei die axiale Einfügetiefe des Ventilsitzträgers 1 in das Ventilgehäuse 20 durch die Hubeinstellscheibe 46 eingestellt wird.
Der Kern 18 des Brennstoffeinspritzventils 100 weist einen Brennstoffstutzen 50 auf, in dem ein Innengewinde 51 ausgebildet ist. Die Zuführung von Brennstoff erfolgt über einen Brennstoffschlauch 52, der über ein Schraubelement 53 in das Innengewinde 51 des Brennstoffstutzens 50 geschraubt ist. Zur Abdichtung der Schraubverbindung ist zwischen Schraubelement 53 und dem Brennstoffstutzen 50 ein Dichtelement 54 vorgesehen, der aus brennstoffresistentem Material gefertigt ist.
Die in der Fig. 1 dargestellte Bördelverbindung zwischen Ventilgehäuse 20 und Ventilsitzträger 1 und alternative Ausführungsformen derer werden anhand der folgenden Figuren beschrieben.
Fig. 2 zeigt in einer Schnittdarstellung den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt. Zum Einstellen eines Ventilnadelhubs der Ventilnadel 5 ist in das Ventilgehäuse 20 die Hubeinstellscheibe 46 eingebracht. Die Hubeinstellscheibe 46 liegt dabei an der Anschlagfläche 45 des Anschlags 44 an. In die umlaufende Nut 41 des Ventilsitzträgers 1 ist der Dichtring 42 eingebracht, der in diesem Ausführungsbeispiel eine der Nut 41 angepaßte Querschnittsfläche aufweist. Der Ventilsitzträger 1 ist in das Ventilgehäuse 20 eingeführt, wobei der Ventilsitzträger 1 über die Stützplatte 25 und die Hubeinstellscheibe 46 an der Anschlagfläche 45 des Anschlags 44 anschlägt. Das Ventilgehäuse 20 weist einen radial nach außen stehenden Materialwulst 70 auf, der einen mittleren axialen Abstand d von der im Ventilsitzträger 1 ausgebildeten umlaufenden Aussparung 40 hat.
Zum Ausbilden der Bördelverbindung wird eine Außenfläche 71 des Materialwulstes 70 durch ein geeignetes z. B. rohrförmiges Bördelwerkzeug beaufschlagt, so daß das Ventilgehäuse 20 plastisch verformt wird und sich im Bereich einer über der umlaufenden Aussparung 40 ausgebildeten Innenfläche 72 des Ventilgehäuses 20 ein im Querschnitt nasenförmig ausgebildeter Vorsprung 73 gemäß der Fig. 3 ergibt.
Der in Fig. 3 dargestellte nasenförmige Vorsprung 73 hintergreift eine Anlagefläche 74 des Ventilsitzträgers 1, wodurch eine Verschiebung des Ventilsitzträgers 1 gegenüber dem Ventilgehäuse 20 verhindert wird.
Durch den mittleren Abstand d des Materialwulstes 70 gegenüber der umlaufenden Aussparung 40 ergibt sich nach dem Einbördeln des Materialwulstes 70 eine axiale Verspannung des Ventilgehäuses 20 gegenüber dem Ventilsitzträger 1, wobei der nasenförmige Vorsprung 73 den Ventilsitzträger 1 axial gegen die Anschlagfläche 45 des Anschlags 44 preßt. Außerdem wird der Dichtring 42 bei der erfindungsgemäßen Bördelverbindung radial beaufschlagt, was die Abdichtung zwischen Ventilgehäuse 20 und Ventilsitzträger 1 verbessert.
Statt der umlaufenden Nut können auch anders ausgebildete Aussparungen 40 vorgesehen sein, um z. B. ein Lösen der Bördelverbindung zu ermöglichen. Je nach Anwendungsfall kann die Stützplatte 25 entfallen bzw. mit der Hubeinstellscheibe 46 vertauscht sein.
In den Fig. 4 und 5 ist ein Beispiel einer nicht erfindungsgemäßen Bördelverbindung dargestellt. Bereits beschriebene Elemente sind mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen, wodurch sich insoweit eine wiederholende Beschreibung erübrigt.
Nachdem der Ventilsitzträger 1 bis zu einer durch die Anschlagfläche 45 des Anschlags 44 vorgegebenen Eindringtiefe in das Ventilgehäuse 20 geführt ist, wird in einen zwischen dem Ventilsitzträger 1 und dem Ventilgehäuse 20 ausgebildeten Zwischenraum 60 ein Federelement 61 eingebracht. Der Zwischenraum 60 ergibt sich dabei durch eine gestufte Außenkontur des Ventilsitzträgers 1. Das Federelement 61 ist vorzugsweise als Federring bzw. als Tellerfeder ausgebildet. In den zwischen Ventilsitzträger 1 und Ventilgehäuse 20 ausgebildeten Zwischenraum 60 wird außerdem ein Stützring 62 eingebracht, über den das Federelement 61 vorgespannt wird. Die Vorspannung des Federelements 61 erfolgt vorzugsweise durch Einwirkung eines über den Ventilsitzträger 1 geführten rohrförmigen Vorspannwerkzeuges, das an dem Stützring 62 an einer radial innenliegenden kreisringförmigen Fläche 63 einer dem Federelement 61 abgewandte Stirnfläche 64 des Stützrings 62 angreift. Dadurch sind das Federelement 61 und der Stützring 62 wie in der Fig. 5 gezeigt, angeordnet.
Zum Erzeugen der Bördelverbindung wird ein dichtsitzseitiger Abschnitt 65 des Ventilgehäuses 20 in Richtung auf den Ventilsitzträger 1 umgebördelt, wodurch sich die in Fig. 5 dargestellte Bördelverbindung ergibt.
Die entstandene Bördelverbindung wird anhand von Fig. 5 näher erläutert.
Das Federelement 61 erzeugt über den Stützring 62 eine axiale Spannung zwischen dem Ventilgehäuse 20 und dem Ventilsitzträger 1. Dabei wird, unabhängig von der Form des umgebördelten dichtsitzseitigen Abschnitts 65 des Ventilgehäuses 20, durch den Stützring 62 dem Federelement 61 eine Anlage an einer dem Federelement zugewandten Stirnfläche 75 gegeben. Außerdem besteht ohne die Verwendung eines Stützrings 62 die Gefahr, daß beim Umbördeln des dichtsitzseitigen Abschnitts 65 des Ventilgehäuses 20 das Federelement 61 beschädigt wird oder verklemmt.
In den Figuren 6, 7 und 8 ist ein weiteres Beispiel eines nicht erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 100 dargestellt. Dabei zeigen die Fig. 6 und 7 jeweils einen auszugsweisen axialen Schnitt des in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitts. Die Fig. 8 zeigt den in Fig. 7 mit VIII bezeichneten Schnitt.
Im Unterschied zu dem anhand von Fig. 4 und 5 beschriebenen Ausführungsbeispiel weist der dichtsitzseitige Abschnitt 65 des Ventilgehäuses 20 eine größere Wandstärke auf. Nach dem Vorspannen des Federelements 61 über den Stützring 62 mit einem geeigneten Vorspannwerkzeug wird der dichtsitzseitige Abschnitt 65 in radialer Richtung eingebördelt. Die entstehende Bördelverbindung kann gleichmäßig über den gesamten Umfang des dichtsitzseitigen Abschnitts 65 des Ventilgehäuses 20 ausgebildet sein, oder sie kann wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere Bördelsegmente 66a bis 66e aufweisen, die bezüglich einer Ventilachse 67 umlaufend versetzt zueinander angeordnet sind, wobei an den Bördelsegmenten 66a bis 66e das Ventilgehäuse 20 mit dem Ventilsitzträger 1 jeweils durch eine gebördelte Teilverbindung unter Freilassung von ungebördelten Abschnitten 68a bis 68d verbunden ist.
Diese Art der Bördelverbindung hat den Vorteil, daß die zwischen den Bördelsegmenten 66a bis 66e auftretenden Spannungen durch ungebördelte Abschnitte 68a bis 68d gegenüber einer umlaufenden Bördelung verringert sind und das Auftreten von Rissen im dichtsitzseitigen Abschnitt 65 des Ventilgehäuses 20 vermieden wird.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere kann das Brennstoffeinspritzventil 100 auch als außenöffnendes Brennstoffeinspritzventil 100 ausgeführt sein. Außerdem eignet sich die beschriebene Bördelverbindung zwischen Ventilgehäuse 20 und Ventilsitzträger 1 auch für andere Verbindungen, insbesondere die Verbindung von Ventilgehäuse 2 und Kern 18. Außerdem lassen sich die beschriebenen Elemente in abgewandter Art und Weise gegenüber den dargestellten Beispielen anordnen. Insbesondere kann das Federelement 61 auch auf der Seite der Anschlagfläche 45 angeordnet sein, wodurch das Federelement 61 auch bei den zu Fig. 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsformen Verwendung finden kann.

Claims (7)

  1. Brennstoffeinspritzventil (100), insbesondere Einspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem mittels einer Ventilnadel (5) betätigbaren Ventilschließkörper (7), der mit einer festen Ventilsitzfläche (6) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, mit einem Anschlussteil (1) und mit einem das Anschlussteil (1) zumindest teilweise umschließenden Ventilgehäuse (20), das mit dem Anschlussteil (1) durch eine Verbindung verbunden ist, wobei das Anschlussteil (1) zumindest eine Aussparung (40) aufweist, in die das Ventilgehäuse (20) unter einer axialen Verspannung eingebracht ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung von Ventilgehäuse (20) und Anschlussteil (1) eine Bördelverbindung ist, bei der ein radial am äußeren Umfang des Ventilgehäuses (20) überstehender Materialwulst (70) in die zumindest eine Aussparung (40) eingebördelt ist.
  2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (40) als eine umlaufende Nut (40) am äußeren Umfang des Anschlussteils (1) ausgebildet ist.
  3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bördelverbindung mehrere Bördelsegmente (66a-66e) aufweist, die bezüglich einer Ventilachse (67) umlaufend versetzt zueinander angeordnet sind und in denen das Ventilgehäuse (20) mit dem Anschlussteil (1) jeweils durch eine gebördelte Teilverbindung unter Freilassung von ungebördelten Abschnitten (68a-68d) verbunden ist.
  4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ventilgehäuse (20) und dem Anschlussteil (1) eine Hubeinstellscheibe (46) vorgesehen ist.
  5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ventilgehäuse (20) und dem Anschlussteil (1) ein Dichtring (42) vorgesehen ist.
  6. Verfahren zum Herstellen eines Brennstoffeinspritzventils (100), insbesondere eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem mittels einer Ventilnadel (5) betätigbaren Ventilschließkörper (7), der mit einer festen Ventilsitzfläche (6) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, mit einem Anschlussteil (1) und mit einem das Anschlussteil (1) zumindest teilweise umschließenden Ventilgehäuse (20), wobei das Anschlussteil (1) zumindest eine Aussparung (40) aufweist, in die das Ventilgehäuse (20) eingebracht wird, wobei in einem ersten Verfahrensschritt das Anschlussteil (I) in das Ventilgehäuse (20) bis zu einem vorgegebenen Anschlag (44) eingefügt wird,
    gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt des Einbördelns eines radial am äußeren Umfang des Ventilgehäuses (20) überstehenden Materialwulstes (70), der zur Erzeugung einer axialen Verspannung zwischen Ventilgehäuse (20) und Anschlussteil (1) einen mittleren Abstand (d) gegenüber der Aussparung (40) aufweist, in die Aussparung (40).
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Einfügetiefe des Anschlussteils (1) in das Ventilgehäuse (20) durch zumindest eine Hubeinstellscheibe (46) eingestellt wird.
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