EP1315900A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil

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EP1315900A1
EP1315900A1 EP01964937A EP01964937A EP1315900A1 EP 1315900 A1 EP1315900 A1 EP 1315900A1 EP 01964937 A EP01964937 A EP 01964937A EP 01964937 A EP01964937 A EP 01964937A EP 1315900 A1 EP1315900 A1 EP 1315900A1
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EP
European Patent Office
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fuel injection
armature
injection valve
flange
valve needle
Prior art date
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EP01964937A
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English (en)
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EP1315900B1 (de
Inventor
Martin Mueller
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP1315900B1 publication Critical patent/EP1315900B1/de
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    • 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
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • 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
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    • 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
    • F02M51/0685—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 and the valve being allowed to move relatively to each other or not being attached to each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/30—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • F02M61/165—Filtering elements specially adapted in fuel inlets to injector

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector according to the preamble of the main claim.
  • a fuel injection valve is already known from US Pat. No. 4,766,405, which has a valve closing body connected to a valve needle, which cooperates with a valve seat surface formed on a valve seat body to form a sealing seat.
  • a solenoid coil is provided which interacts with an armature which is non-positively connected to the valve needle.
  • an additional mass is provided in a cylindrical shape, which is connected to the armature via an elastomer layer.
  • a disadvantage here is in particular the complex design with an additional component.
  • the large-area elastomer ring is also unfavorable for the course of the magnetic field and makes it difficult to close the field lines and thus to achieve high attraction forces during the opening movement of the fuel injector.
  • Also known from the above-mentioned publication is an embodiment of a fuel injection valve, in which a further cylindrical mass is provided for damping and debouncing around the armature and the valve needle, which is movably clamped and held in position by two elastomer rings. When the valve needle strikes the valve seat, this second mass can move relative to the armature and valve needle and prevent the valve needle from bouncing.
  • Part of this embodiment is the additional effort and space requirement.
  • the armature is also not decoupled, as a result of which its impulse at the valve needle increases the tendency to bounce.
  • the bore through the armature is carried out near the valve needle, the opening of the bore facing the valve seat being partially covered by the elastomer ring.
  • there is vibration excitation of the unsupported elastomer ring which also contributes to the disturbance caused by the edges of the holes. This occurs particularly at low temperatures when the elastomer changes to a stiff state.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the armature and the valve needle are damped by a liquid damper, which is formed by the interaction of an elastomer ring and a liquid-filled chamber between the armature and the valve needle. As a result, anchor bumpers from the lower anchor stop and valve needle bumpers from the sealing seat are effectively damped.
  • the throttling effect of the throttle gap between the valve needle and the armature wall is particularly advantageous which fuel is pushed out of the annulus during the closing movement.
  • FIG. 1 shows a schematic section through an example of a fuel injection valve with armature debouncing according to the prior art
  • Fig. 2 is an enlarged view of a first embodiment of the invention
  • Fig. 3 is a view of a second embodiment of the fuel injector according to the invention in the same area as in Fig. 2, and
  • FIGS. 4 is a view of a third embodiment of the fuel injector according to the invention in the same area as in FIGS. 2 and 3.
  • the fuel injection valve 1 is in the form of a fuel injection valve for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited Internal combustion engines executed.
  • Fuel injection valve 1 is particularly suitable for injecting fuel directly into a not shown . Combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the fuel injector 1 consists of a nozzle body 2, in which a valve needle 3 is arranged.
  • the valve needle 3 is operatively connected to a valve closing body 4, which cooperates with a valve seat surface 6 arranged on a valve seat body 5 to form a sealing seat.
  • fuel injector 1 is a fuel injector 1 that opens inward and has a spray opening 7.
  • the nozzle body 2 is sealed by a seal 8 against the outer pole 9 of a solenoid 10.
  • the magnet coil 10 is encapsulated in a coil housing 11 and wound on a coil carrier 12, which bears against an inner pole 13 of the magnet coil 10.
  • the inner pole 13 and ) of the outer pole 9 are separated from one another by a constriction 26 and are connected to one another by a non-ferromagnetic connecting component 29.
  • the magnet coil 10 is excited via a line 19 by an electrical current that can be supplied via an electrical plug contact 17.
  • the plug contact 17 is surrounded by a plastic sheath 18, which can be molded onto the inner pole 13.
  • valve needle 3 is guided in a valve needle guide 14, which is disc-shaped.
  • a paired adjusting washer 15 is used for stroke adjustment.
  • An armature 20 is located on the other side of the adjusting washer 15. This armature is non-positively connected via a first flange 21 to the valve needle 3, which is connected to the first flange 21 by a weld 22 ,
  • a restoring spring 23 is supported on the flange 21 and, in the present design of the fuel injector 1, is preloaded by a sleeve 24.
  • Fuel channels 30a to 30c which conduct the fuel, which is supplied via a central fuel supply 16 and filtered by a filter element 25, to the spray opening 7.
  • the fuel injector 1 is sealed by a seal 28 against a fuel line, not shown.
  • An annular damping element 32 which consists of an elastomer material, is arranged on the spray-side side of the armature 20. It rests on a second flange 31, which is non-positively connected to the valve needle 3 via a weld seam 33.
  • the first flange 21 is welded to the valve needle 3
  • the armature 20 and the damping element 32 are plugged on, and then the second flange 31 is pressed under pressure on the damping element 32 and also with the valve needle 3 welded.
  • the armature 20 has only a slight, highly damped play between the first flange 21 and the damping element 32.
  • the armature 20 In the idle state of the fuel injection valve 1, the armature 20 is acted upon by the return spring 23 against its stroke direction in such a way that the valve closing body 4 is held in sealing contact with the valve seat 6.
  • the solenoid 10 When the solenoid 10 is excited, it builds up a magnetic field which moves the armature 20 in the stroke direction against the spring force of the return spring 23, the stroke being predetermined by a working gap 27 which is in the rest position between the inner pole 13 and the armature 20.
  • the armature 20 also carries the flange 21, which is welded to the valve needle 3, in the lifting direction.
  • the valve closing body 4, which is connected to the valve needle 3, lifts off the valve seat surface 6 and the fuel which is conducted via the fuel channels 30a to 30c is sprayed off through the spray opening 7.
  • the armature 20 drops from the inner pole 13 after the magnetic field has been sufficiently reduced by the pressure of the return spring 23, as a result of which the flange 21, which is connected to the valve needle 3, moves counter to the stroke direction.
  • the valve needle 3 is thereby moved in the same direction, as a result of which the valve-closure member 4 is seated on the valve seat surface 6 and the fuel injection valve 1 is closed.
  • the bouncers occur, which are caused on the one hand by the armature 20, which falls off in the spraying direction from the inner pole 13 when the fuel injector 1 closes, and on the other hand by the valve needle 3 or the valve closing body 4 which is seated on the sealing seat.
  • FIG. 2 shows an excerpted sectional illustration of the section of the fuel injector 1 designated II in FIG. 1. Corresponding components are provided with the same reference numerals.
  • the present first exemplary embodiment of a fuel injection valve 1 has an inner annular projection 34 and a funnel-shaped recess 35 on a spray-side side 42 of the armature 20.
  • the fuel channel 30a opens out in the funnel-shaped recess 35.
  • the annular projection 34 which is penetrated by the valve needle 3 in a central recess 38 of the armature 20, is supported on the damping element 32 and thus on the second flange 31, which is integrally connected to the valve needle 3 via the weld seam 33.
  • the second flange 31 has an annular recess 36, in which the damping element 32 is arranged and which is covered in a cover-like manner by the annular projection 34.
  • the annular protrusion 34 is located on the damping element 32.
  • the annular recess 36 has an inner edge 43 facing the valve needle 3 and a radially outer edge 44 which is axially higher than the inner edge 43.
  • the annular projection 34 closes the annular recess 36 from the outside, while in the idle state of the fuel injector 1, an axial gap 45 remains between the edge 43 and the projection 34.
  • An annular space 37 which is delimited radially by the valve needle 3 and the damping element 32, is formed in the annular recess 36.
  • the annular space 37 is filled with fuel, which flows into the annular space 37 via the central recess 38 of the armature 20, which acts like a throttle.
  • the fuel in the annular space 37 is compressed by the initially opposite movements of the armature 20 and the valve needle 3.
  • the anchor 20 can only swing through to the point at which the gap 45 between the edge 43 and the protrusion 34 of the anchor 20 is closed. Due to the closed shape of the annular space 37, the fuel can only leave the annular space 37 through the throttle gap 39 acting as a throttle between an inner wall 40 of the armature 20 and the valve needle 3. On the one hand, this causes the movement of the armature
  • FIG. 3 shows in the same view as FIG. 2 a second exemplary embodiment of the fuel injection valve 1 according to the invention.
  • the second flange 31 is provided with a deeper annular recess 36 than in the previous embodiment.
  • the outer edge 44 of the second flange 31 is raised, while the inner edge 43 is missing.
  • a lower end 46 of the protrusion 34 of the armature 20 is formed such that the damping element 32 is arranged radially between the thin end 46 of the protrusion 34 and the edge 44 of the second flange 31, between the lower end 46 of the protrusion 34 and the second flange an axial gap 45 is formed.
  • the second embodiment of the fuel injector 1 according to the invention is the same as the first embodiment shown in FIG. 2.
  • the armature 20 swings, as a result of which the damping element 32 and the fuel in the annular space 37 are compressed by the protrusion 34 of the armature 20.
  • the anchor 20 can only so far swing through, until the lower end '46 of the Mattersta ⁇ ds 34 is incident on the second flange 31st
  • the damping element 32 absorbs most of the kinetic energy of the armature 20, while the fuel displaced from the annular space 37 exits via the throttle gap 39 between the valve needle 3 and the inner wall 40 of the armature 20, as a result of which the swinging of the valve needle 3 is slowed down and the valve closing body 4 is prevented from lifting off again briefly from the valve seat surface 6.
  • the third exemplary embodiment of the fuel injection valve 1 according to the invention shown in FIG. 4 differs slightly in construction from the two previous exemplary embodiments.
  • a cap-shaped cover sleeve 41 on which the protrusion 34 of the armature 20 is supported, forms the annular recess 36.
  • the annular recess 36 is open in the outflow direction of the fuel.
  • the second flange 31 is flat here and closes the annular recess 36 in a cover-shaped manner in the outflow direction.
  • the cover sleeve 41 has the particular advantage that it is particularly easy to manufacture as a separate component independent of the armature 20.
  • the damping element 32 is arranged in the annular recess 36 of the cover sleeve 41, the annular space 37, as in the previous exemplary embodiments, is connected to the throttle gap 39 between the inner wall 40 of the armature 20 and the valve needle 3.
  • the components of the third exemplary embodiment have the advantage that, on the one hand, they are particularly easy to manufacture and, on the other hand, the armature 20 can be designed in such a way that the fuel channel 30a introduced in the armature 20 can be machined and deburred more easily on its downstream side.
  • the armature 20 swings through again in the spray direction, as a result of which the cap-shaped cover sleeve 41 via the second flange 31 is pushed, since the outer diameter of the flange 31 corresponds to the inner diameter of the jacket region of the cover sleeve 41 or is minimally smaller.
  • the gap 45 advantageously does not need to be limited by a special geometric arrangement as in " the exemplary embodiments described above, but in this case is equal to the height of the annular space 37.
  • the damping element 32 located between the cover sleeve 41 and the second flange 31 and the fuel present in the annular space 37 are compressed by the movement, the damping element 32 absorbs the kinetic energy of the armature 20, while the fuel displaces from the annular space 37 into the throttle gap 39 between the valve needle 3 and the inner wall 40 of the armature 20
  • the ' swinging through of the valve needle 3 is damped by the viscosity of the fuel or the throttling action of the throttle gap 39.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiments and e.g. Also suitable for flat anchors or for any type of fuel injection valve.

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Abstract

The invention relates to a fuel injection valve (1), especially a fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines, comprising a valve needle (3) whose valve closing body (4) interacts with a valve seat surface (6) to form a sealed seat, and an armature (20) which acts on said valve needle (3). The armature (20) is arranged on the valve needle (2) in such a way as to be axially moveable and is damped with a damping element (32) consisting of an elastomer. A ring-shaped chamber (37) is formed between the damping element (32) and the valve needle (3), this ring-shaped chamber (37) being filled with fuel and being connected to a throttle gap (39).

Description

Brenns offeinspritzventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs .
Es ist bereits aus der US 4,766,405 ein Brennstoff- einspritzventil bekannt, das einen mit einer Ventilnadel verbundenen Ventilschließkörper, der mit einer an einem Ventilsitzkörper ausgebildeten Ventilsitzfläche zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, aufweist. Zur elektromagnetische Betätigung des Brennstoffeinspritzventils ist eine Magnetspule vorgesehen, die mit einem Anker zusammenwirkt, der mit der Ventilnadel kraftschlüssig verbunden ist. Um den Anker und die Ventilnadel . ist eine zusätzliche Masse zylinderförmig vorgesehen, die über eine Elastomerschicht mit dem Anker verbunden ist .
Nachteilig ist hierbei insbesondere die aufwendige Bauform mit einem zusätzlichen Bauteil , Auch ist der großflächige Elastomerring ungünstig für den Verlauf des Magnetfelds und erschwert das Schließen der Feldlinien und somit das Erreichen hoher Anzugskräfte bei der Öffnungsbewegung des Brennstoffeinspritzventils . Ebenfalls aus der oben genannten Druckschrift ist eine Ausführungsform eines Brennstoffeinspritzventils bekannt, bei dem zur Dämpfung und Entprellung um den Anker und die Ventilnadel eine weitere zylinderförmige Masse vorgesehen ist, die durch zwei Elastomerringe in ihrer Position beweglich eingespannt und gehalten wird. Beim Auftreffen der Ventilnadel auf den Ventilsitz kann sich diese zweite Masse relativ zu Anker und Ventilnadel bewegen und ein Prellen der Ventilnadel verhindern.
Machteilig an dieser Ausführungsform ist der zusätzliche Aufwand und Platzbedarf. Auch ist der Anker nicht entkoppelt, wodurch sein Impuls bei der Ventilnadel die Neigung zu Prellern vergrößert .
Aus der US 5,299,776 ist ein Brennstoffeinspritzventil mit einer Ventilnadel und einem Anker bekannt, der auf der Ventilnadel beweglich geführt ist und dessen Bewegung in der Hubrichtung der Ventilnadel durch einen ersten Anschlag und entgegen der Hubrichtung durch einen zweiten Anschlag begrenzt wird. Das durch die beiden Anschläge festgelegte axiale Bewegungsspiel des Ankers führt in gewissen Grenzen zu einer Entkoppelung der trägen Masse der Ventilnadel einerseits und der trägen Masse des Ankers andererseits. Dadurch wird einem Zurückprallen der Ventilnadel von der Ventilsitzfläche beim Schließen des Brennstoffeinspritzventils in gewissen Grenzen entgegengewirkt. Da jedoch die axiale Lage des Ankers bezüglich der Ventilnadel durch die freie Beweglichkeit des Ankers vollkommen Undefiniert ist, werden Preller nur in beschränktem Maße vermieden. Insbesondere wird bei der aus der oben genannten Druckschrift bekannten Bauweise des
Brennstoffeinspritzventils nicht vermieden, daß der Anker bei der Schließbewegung des Brennstoffeinspritzventils auf den dem Ventilschließkörper zugewandten Anschlag auftrifft und seinen Impuls auf die Ventilnadel überträgt . Diese schlagartige Impulsübertragung kann zusätzliche Preller des Ventilschließkörpers verursachen. Es ist weiter aus der Praxis bekannt, den auf der Ventilnadel geführten Anker durch einen Elastomerring in seiner Position beweglich eingespannt zu befestigen. Hierzu wird der Anker zwischen zwei mit der Ventilnadel verschweißten Flanschen gehalten, wobei zwischen Anker und unterem Flansch ein Elastomerring liegt. Dabei tritt jedoch das Problem auf, daß zur Zuführung des Brennstoffs zum Dichtsitz eine Bohrung durch den Anker nötig ist. Die Bohrung durch den Anker ist nahe der Ventilnadel ausgeführt, wobei die dem Ventilsitz zugewandte Ausmündung der Bohrung teilweise durch den Elastomerring verdeckt wird. Dadurch kommt es zu einer ungleichmäßigen Pressung des Elastomerrings, die Bohrungskanten führen schließlich durch Kantenpressung zu einer Zerstörung des Elastomerrings. Daneben kommt es zu Schwingungsanregungen des nicht gestützten Elastomerrings, die ebenfalls zur Störung durch die Bohrungskanten beitragen. Dies tritt besonders bei niedrigen Temperaturen auf, wenn das Elastomer in einen steifen Zustand übergeht .
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Haupt nspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Anker und die Ventilnadel durch einen Flüssigkeitsdämpfer gedämpft werden, welcher durch das Zusammenwirken eines Elastomerrings und einer flüssigkeitsgefüllten Kammer zwischen Anker und Ventilnadel gebildet wird. Dadurch werden einerseits Ankerpreller vom unteren Ankeranschlag und andererseits Ventilnadelpreller vom Dichtsitz wirkungsvoll gedämp t.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Von Vorteil ist insbesondere die Drosselwirkung des Drosselspalts zwischen Ventilnadel und Ankerwandung, in welchen bei der Schließbewegung Brennstoff aus dem Ringraum gedrückt wird.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein Beispiel eines Brennstoffeinspritzventils mit Ankerentprellung gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Brennstoffeinspritzventils im Bereich II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im gleichen Bereich wie in Fig. 2, und
Fig. 4 eine Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels des er indungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im gleichen Bereich wie in Fig. 2 und 3.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Bevor anhand der Fig. 2 bis 4 Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 näher beschrieben werden, soll zum besseren Verständnis der Erfindung zunächst anhand von Fig. 1 ein abgesehen von den erfindungsgemäßen Maßnahmen baugleiches Brennstoffeinspritzventil gemäß dem Stand der Technik bezüglich seiner wesentlichen Bauteile kurz erläutert werden.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ausgeführ . Das
Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestellten .Brennraum einer Brennkraftmaschine.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 angeordnet ist. Die Ventilnadel 3 steht in Wirkverbindung mit einem Ventilschließkörper 4, der mit einer an einem Ventilsitzkörper 5 angeordneten Ventilsitzfläche 6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1, welches über eine Abspritzöffnung 7 verfügt. Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen den Außenpol 9 einer Magnetspule 10 abgedichtet. Die Magnetspule 10 ist in einem Spulengehäuse 11 gekapselt und auf einen Spulenträger 12 gewickelt, welcher an einem Innenpol 13 der Magnetspule 10 anliegt. Der Innenpol 13 und) der Außenpol 9 sind durch eine Verengung 26 voneinander getrennt und sind miteinander durch ein nicht ferromagnetisches Verbindungsbauteil 29 verbunden. Die Magnetspule 10 wird über eine Leitung 19 von einem über einen elektrischen Steckkontakt 17 zuführbaren elektrischen Strom erregt. Der Steckkontakt 17 ist von einer Kunststoffummantelung 18 umgeben, die am Innenpol 13 angespritzt sein kann.
Die Ventilnadel 3 ist in einer Ventilnadelführung 14 geführt, welche scheibenförmig ausgeführt ist. Zur Hubeinstellung dient eine zugepaarte Einstellschei-όe 15. An der anderen Seite der Einstellscheibe 15 befindet sich ein Anker 20. Dieser steht über einen ersten Flansch 21 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 in Verbindung, welche durch eine Schweißnaht 22 mit dem ersten Flansch 21 verbunden ist. Auf dem Flansch 21 stützt sich eine Rückstellfeder 23 ab, welche in der vorliegenden Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch eine Hülse 24 auf Vorspannung gebracht wird. In der Ventilnadelführung 14, im Anker 20 und am Ventilsitzkörper 5 verlaufen Brennstoffkanäle 30a bis 30c, die den Brennstoff, welcher über eine zentrale Brennstoffzufuhr 16 zugeführt und durch ein Filterelement 25 gefiltert wird, zur Abspritzöffnung 7 leiten. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegen eine nicht weiter dargestellte Brennstoffleitung abgedichtet .
An der abspritzseitigen Seite des Ankers 20 ist ein ringförmiges Dämpfungselement 32, welches aus einem Elastomerwerkstoff besteht, angeordnet. Es liegt auf einem zweiten Flansch 31 auf, welcher über eine Schweißnaht 33 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 verbunden ist.
Bei der Fertigung des aus Anker 20 und Ventilnadel 3 bestehenden Bauteils wird der erste Flansch 21 mit der Ventilnadel 3 verschweißt, der Anker 20 und das Dämpfungselement 32 aufgesteckt und anschließend der zweite Flansch 31 unter Druck auf das Dämpfungselement 32 gepreßt und ebenfalls mit der Ventilnadel 3 verschweißt. Auf diese Weise verfügt der Anker 20 nur über ein geringfügiges, stark gedämpftes Spiel zwischen dem ersten Flansch 21 und dem Dämpfungselement 32.
Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Anker 20 von der Rückstellfeder 23 entgegen seiner Hubrichtung so beaufschlagt, daß der Ventilschließkörper 4 am Ventilsitz 6 in dichtender Anlage gehalten wird. Bei Erregung der Magnetspule 10 baut diese ein Magnetfeld auf, welches den Anker 20 entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 23 in Hubrichtung bewegt, wobei der Hub durch einen in der Ruhestellung zwischen dem Innenpol 13 und dem Anker 20 befindlichen Arbeitsspalt 27 vorgegeben ist. Der Anker 20 nimmt den Flansch 21, welcher mit der Ventilnadel 3 verschweißt ist, ebenfalls in Hubrichtung mit. Der mit der Ventilnadel 3 in Verbindung stehende Ventilschließkörper 4 hebt von der Ventilsitzfläche 6 ab und der über die Brennstoffkanäle 30a bis 30c geführte Brennstoff wird durch die Abspritzöffnung 7 abgespritzt . Wird der Spulenstrom abgeschaltet, fällt der Anker 20 nach genügendem Abbau des Magnetfeldes durch den Druck der Rückstellfeder 23 vom Innenpol 13 ab, wodurch sich, der mit der Ventilnadel 3 in Verbindung stehende Flansch 21 entgegen der Hubrichtung bewegt. Die Ventilnadel 3 wird dadurch in die gleiche Richtung bewegt, wodurch der Ventilschließkörper 4 auf der Ventilsitzfläche 6 aufsetzt und das Brennstoffeinspritzventil 1 geschlossen wird.
In dieser Phase treten die Preller auf, welche zum einen durch den Anker 20, welcher beim Schließvorgang des Brennstoffeinspritzventils 1 in Abspritzrichtung vom Innenpol 13 abfällt, und zum anderen durch die Ventilnadel 3 bzw. den am Dichtsitz aufsetzenden Ventilschließkörper 4 hervorgerufen werden.
Fig. 2 zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt des Brennstoffeinspritzventils 1. Übereinstimmende Bauteile sind mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.
Gegenüber dem in Fig. 1 beschriebenen Brennstoffeinspritzventil 1 gemäß dem Stand der Technik weist das vorliegende erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 an einer abspritzseitigen Seite 42 des Ankers 20 einen inneren kreisringförmigen Überstand 34 und eine trichterförmige Ausnehmung 35 auf. Der Brennstoffkanal 30a mündet in der trichterförmigen Ausnehmung 35 aus. Der kreisringförmige Überstand 34, der von der Ventilnadel 3 in einer zentralen Ausnehmung 38 des Ankers 20 durchgriffen wird, stützt sich auf dem Dämpfungselement 32 und somit auf dem zweiten Flansch 31 ab, welcher über die Schweißnaht 33 mit der Ventilnadel 3 stoffschlüssig verbunden ist.
Der zweite Flansch 31 weist eine ringförmige Vertiefung 36 auf, in welcher das Dämpfungselement 32 angeordnet ist und die durch den kreisringförmigen Überstand 34 deckelähnlich abgedeckt ist. Der kreisringförmige Überstand 34 liegt dabei auf dem Dämpfungselement 32 auf. Die ringförmige Vertiefung 36 weist eine der Ventilnadel 3 zugewandte innere Kante 43 und eine radial äußere Kante 44 auf, welche axial höher als die innere Kante 43 ist . Dadurch schließt der kreisringförmige Überstand 34 die ringförmige Vertiefung 36 nach außen ab, während im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 zwischen der Kante 43 und dem Überstand 34 ein axialer Spalt 45 verbleibt. In der ringförmigen Vertiefung 36 ist ein radial durch die Ventilnadel 3 und das Dämpfungselement 32 begrenzter Ringraum 37 ausgebildet. Der Ringraum 37 ist mit Brennstoff gefüllt, welcher über die wie eine Drossel wirkende zentrale Ausnehmung 38 des Ankers 20 in den Ringraum 37 einfließt.
Sobald beim Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1 der Ventilschließkörper 4 auf der Ventilsitzfläche 6 aufsetzt, schwingt der Anker 20, welcher beweglich an der Ventilnadel 3 angeordnet ist, durch. Gewöhnlich führt dieses Durchschwingen zu einer erneuten Bewegung des Ankers 20 in Hubrichtung, wodurch es zu einem kurzzeitigen, unerwünschten weiteren Öffnungsvorgang des Brennstoffeinspritzventils 1 kommen kann, da dadurch auch die Ventilnadel 3 nochmals in Hubrichtung bewegt wird. Dies wird durch den in dem Ringraum 37 enthaltenen Brennstoff sowie das Dämpfungselement 32 auf zweierlei Weise verhindert.
Einerseits wird der Brennstoff im Ringraum 37 durch die zunächst gegenläufigen Bewegungen des Ankers 20 und der Ventilnadel 3 komprimiert. Der Anker 20 kann nur noch bis zu dem Punkt, an welchem der Spalt 45 zwischen der Kante 43 und dem Überstand 34 des Ankers 20 geschlossen ist, durchschwingen. Durch die abgeschlossene Form des Ringraums 37 kann der Brennstoff nur durch den wie eine Drossel wirkenden Drosselspalt 39 zwischen einer inneren Wandung 40 des Ankers 20 und der Ventilnadel 3 den Ringraum 37 verlassen. Dadurch wird einerseits die Bewegung des Ankers
20 und andererseits die Rückschwingbewegung der Ventilnadel
3 gedämpft. Andererseits wird insbesondere die Rückschwingbewegung des Ankers 20 durch das Dämpfungselement 32, welches in der ringförmigen Vertiefung 36 angeordnet ist, wirkungsvoll gedämpft, da das Dämpfungselement 32 den größten Teil der Bewegungsenergie des Ankers 20 in Verformungsenergie des Dämpfungselements 32 umwandelt und weil bei der Rückschwingbewegung ein Unterdruck im Ringraum 37 entsteht.
Fig. 3 zeigt in derselben Ansicht wie Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoff- einspritzventils 1.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der zweite Flansch 31 mit einer tieferen ringförmigen Vertiefung 36 versehen als im vorigen Ausführungsbeispiel . Die äußere Kante 44 des zweiten Flansches 31 ist erhöht, während die innere Kante 43 fehlt. Ein unteres Ende 46 des Überstandes 34 des Ankers 20 ist dabei so ausgebildet, daß das Dämpfungselement 32 radial zwischen dem dünnen Ende 46 des Überstandes 34 und der Kante 44 des zweiten Flansches 31 angeordnet ist, wobei zwischen dem unteren Ende 46 des Überstands 34 und dem zweiten Flansch ein axialer Spalt 45 ausgebildet ist. Bei gleichem Außendurchmesser des zweiten Flansches 31 wie in Fig. 2 wird dadurch das wirksame Dämpfungsvolumen, welches in diesem Fall unterhalb des Dämpfungselements 32 angeordnet ist, vergrößert .
Insbesondere kommt es beim zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 nicht so sehr auf eine paßgenaue und exakte Fertigung bzw. Verbauung der einzelnen Bauteile an, wodurch die Herstellung und Verbauung der Bauteile kostengünstiger gestaltet werden kann.
In der Wirkungsweise gleicht das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 dem in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispi el . Beim Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1 schwingt der Anker 20 durch, wodurch das Dämpfungselement 32 sowie der Brennstoff in dem Ringraum 37 durch den Überstand 34 des Ankers 20 komprimiert werden. Der Anker 20 kann nur soweit durchschwingen, bis das untere Ende' 46 des Überstaήds 34 auf dem zweiten Flansch 31 auftrifft. Das Dämpfungselement 32 nimmt den größten Teil der Bewegungsenergie des Ankers 20 auf, während der aus dem Ringraum 37 verdrängte Brennstoff über den Drosselspalt 39 zwischen der Ventilnadel 3 und der inneren Wandung 40 des Ankers 20 austritt, wodurch das Durchschwingen der Ventilnadel 3 abgebremst und der Ventilschließkörper 4 daran gehindert wird, nochmals kurzzeitig von der Ventilsitzfläche 6 abzuheben.
Das in Fig. 4 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 unterscheidet sich in der Konstruktion geringfügig von den beiden vorhergehenden Ausführungsbeispielen. Statt des kreisringförmigen Uberstands 34 des Ankers 20 bildet eine kappenförmige Abdeckhülse 41, auf der sich der Überstand 34 des Ankers 20 abstützt, die ringförmige Vertiefung 36. Die ringförmige Vertiefung 36 ist im dritten Ausführungsbeispiel in Abströmrichtung des Brennstoffs geöffnet. Der zweite Flansch 31 ist hier flach ausgebildet und schließt die ringförmige Vertiefung 36 deckeiförmig in Abströmrichtung ab. Die Abdeckhülse 41 hat den besonderen Vorteil, daß sie als gesondertes Bauteil unabhängig vom Anker 20 besonders leicht herstellbar ist.
In der ringförmigen Vertiefung 36 der Abdeckhülse 41 ist das Dämpfungselement 32 angeordnet, der Ringraum 37 steht wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen mit dem Drosselspalt 39 zwischen der inneren Wandung 40 des Ankers 20 und der Ventilnadel 3 in Verbindung. Die Bauteile des dritten Ausführungsbeispiels haben den Vorteil, daß sie einerseits besonders leicht herstellbar sind und andererseits der Anker 20 so gestaltet werden kann, daß der im Anker 20 eingebrachte Brennstoffkanal 30a an seiner stromabwärtigen Seite leichter bearbeitet und entgratet werden kann.
Beim Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1 schwingt der Anker 20 wiederum in Abspritzrichtung durch, wodurch die kappenförmige Abdeckhülse 41 über den zweiten Flansch 31 geschoben wird, da der Außendurchmesser des Flansches 31 dem Innendurchmesser des Mantelbereichs der Abdeckhülse 41 entspricht bzw. minimal kleiner ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel braucht vorteilhafterweise der Spalt 45 nicht durch eine besondere geometrische Anordnung begrenzt zu werden wie in "den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen, sondern ist in diesem Fall gleich der Höhe des Ringraums 37. Das zwischen der Abdeckhülse 41 und dem zweiten Flansch 31 liegende Dämpfungselement 32 sowie der im Ringraum 37 -vorhandene Brennstoff werden durch die Bewegung komprimiert, das Dämpfungselement 32 nimmt dabei die Bewegungsenergie des Ankers 20 auf, während der Brennstoff aus dem Ringraum 37 in den Drosselspalt 39 zwischen der Ventilnadel 3 und der inneren Wandung 40 des Ankers 20 verdrängt wird. Durch die Viskosität des Brennstoffs bzw. die Drosselwirkung des Drosselspalts 39 wird das' Durchschwingen der Ventilnadel 3 gedämpft .
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und z.B. auch für Flachanker bzw. für beliebige Bauformen von Brennstoffeinspri zventilen geeignet .

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einer Ventilnadel (3), deren Ventilschließkörper (4) mit einer Ventilsitzfläche (6) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, und mit einem an der Ventilnadel (3) angreifenden Anker (20) , wobei der Anker
(20) an der Ventilnadel (3) axial beweglich angeordnet ist und von einem aus einem Elastomer bestehenden, zwischen einem Flansch (31) und dem Anker (20) angeordneten
Dämpfungselement (32) gedämpft wird, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Flansch (31) eine ringförmige Vertiefung (36) ausgebildet ist, in welcher das Dämpfungselement (32) angeordnet ist und daß zwischen der Ventilnadel (3) und dem Dämpfungselement (32) ein Ringraum (37) ausgebildet ist, welcher mit Brennstoff gefüllt ist, wobei der Ringraum (37) mit einem Drosselspalt (39) an der Ventilnadel (3) in Verbindung steht .
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselspalt (39) zwischen der Ventilnadel (3) und einer inneren Wandung (40) des Ankers (20) ausgebildet ist.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß ein kreisringförmiger Überstand (34) des Ankers (20) die ringförmige Vertiefung (36) abdeckt.
4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überstand (34) des Ankers (20) auf dem in der ringförmigen Vertiefung (36) angeordneten Dämpfungselement (32) aufliegt.
5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (20) an einer ablaufseitigen Seite (42) eine trichterförmige Ausnehmung (35) aufweist, in welche ein den Anker (20) durchdringender Brennstoffkanal (30a) einmündet.
6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Ventilnadel (3) zugewandte innere Kante (43) des Flansches (31) niedriger als eine äußere Kante (44) des Flansches (31) ist.
7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der inneren Kante (43) und einem Überstand (34) des Ankers (20) ein Spalt (45) ausgebildet ist.
8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (45) mit dem Drosselspalt (39) in Verbindung steht .
9. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 4, 7 oder 8 , dadurch gekennzeichnet, daß der Überstand (34) ein unteres Ende (46) aufweist, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Flansches (31) ist.
10. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (32) zwischen dem unteren Ende (46) des Überstandes (34) und dem Flansch (31) radial eingespannt ist.
11. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 4, 7, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Überstand (34) an einer Abdeckhülse (41) abstützt, welche kappenförmig ausgebildet ist und von der Ventilnadel (3) durchgriffen wird.
12. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (31) scheibenförmig flach ausgebildet ist und einen Außendurchmesser aufweist, welcher dem Innendurchmesser der Abdeckhülse (41) entspricht.
13. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (32) zwischen der Abdeckhülse (41) und dem Flansch (31) angeordnet ist.
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