EP1423603A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil

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EP1423603A1
EP1423603A1 EP02754214A EP02754214A EP1423603A1 EP 1423603 A1 EP1423603 A1 EP 1423603A1 EP 02754214 A EP02754214 A EP 02754214A EP 02754214 A EP02754214 A EP 02754214A EP 1423603 A1 EP1423603 A1 EP 1423603A1
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EP
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fuel injection
valve
injection valve
guide sleeve
return spring
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Robert Bosch GmbH
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    • F02M2200/50—Arrangements of springs for valves used in fuel injectors or fuel injection pumps
    • F02M2200/505—Adjusting spring tension by sliding spring seats

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector according to the preamble of the main claim.
  • an electromagnetically actuated fuel injection valve in which an armature interacts with an electrically excitable solenoid for electromagnetic actuation and the stroke of the armature is transmitted to a valve closing body via a valve needle.
  • the valve closing body interacts with a valve seat surface to form a sealing seat.
  • Several fuel channels are provided in the anchor.
  • the armature is reset using a return spring.
  • a disadvantage of the fuel injector known from DE 196 26 576 AI is, in particular, that the return spring is supported directly on the armature or an inlet-soap end of the valve needle.
  • the bore of the inner pole, in which the return spring is arranged, is ' smaller-caliber than the armature bore, so that the return spring can migrate during the operation of the fuel injector.
  • the result is inclined positions of the return spring as well as jamming and Signs of wear with subsequent malfunctions of the
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the return spring on the guide sleeve has an improved edition.
  • the feather can no longer migrate as much. Wear is reduced and the return spring cannot tilt.
  • the return spring cannot leave the bore of the inner pole, which prevents malfunction of the fuel injector.
  • the guide sleeve can be produced in a simple manner by turning.
  • the guide sleeve can be mounted in a simple manner with the valve needle and the armature.
  • the part-spherical shape of the guide part of the guide sleeve advantageously allows low-friction guidance in the bore of the inner pole.
  • Fig. 1 shows a schematic section through
  • FIG. 2 is an enlarged schematic section through the
  • Fig. 1 shows an excerpted sectional view of an embodiment of a - fuel injector 1 according to the invention.
  • the fuel injection valve 1 is in the form of a fuel injection valve 1 for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignition internal combustion engines.
  • the fuel injection valve 1 is suitable for injecting fuel directly into a combustion chamber (not shown) of an internal combustion engine.
  • the fuel injection valve 1 consists of a tubular 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.
  • the fuel injection valve 1 is an inward opening fuel injection valve 1 which has at least one spray opening 7.
  • the nozzle body 2 passes through a cup-shaped outer pole 9 of a magnetic coil 10, which is sealed, for example, by a labyrinth seal 26 against an environment of the fuel injection valve 1.
  • the magnet coil 10 is wound on a coil carrier 12 and interacts with an inner pole 13 of the magnet coil 10 arranged in the nozzle body 2.
  • the magnet coil 10 is excited via a line 11 by an electrical current that can be supplied via an electrical plug contact 17.
  • the plug contact 17 can be surrounded by a plastic sheath, not shown.
  • the valve needle 3 is non-positively via a flange 14, in which the Vencilnadel 3 is inserted
  • Fuel injector 1 allowed.
  • a return spring 23 is arranged, which in the present design of the fuel injector 1 is preloaded by a sleeve 24.
  • the return spring 23 is supported according to the invention on a guide sleeve 28 which is inserted into an axial recess 33 of the valve needle 3 and is preferably pressed with the valve needle 3.
  • the measure according to the invention prevents the return spring 23, which, according to the prior art, is supported directly on the shoulder 15 of the valve needle 3, from migrating a recess 25 of the fuel injection valve 1 during operation of the fuel injector 1 m, but remains completely in the inner pole 13 ,
  • the migration of the return spring 23 can cause malfunctions of the fuel injector 1 until the return spring 23 is jammed, uneven wear and tear and deformation of the shoulder 15 of the valve needle 5.
  • the guide sleeve 28 extends through the armature 20 and at least partially into the bore 32 of the inner pole 13 of the magnet coil 10.
  • the guide sleeve 28 is hollow-cylindrical and has in the region of the valve needle 3 and the armature 20 a tubular shaft 29 and in the area of the inner pole 13 a guide part 30.
  • the guide sleeve 28 _ can be produced in a simple and inexpensive manner, for example by turning.
  • the guide sleeve 28 • is partially spherical in its guide part 30 and dimensioned so that it bears against an inner wall 31 of the bore 32 of the inner pole 13. As a result, the guide part 30 of the guide sleeve 28 moves during the operation of the
  • Fuel fine injection valve 1 exclusively on the inner wall 31 of the inner pole 13.
  • the part-spherical shape contributes to low-friction guidance, whereby the dynamics of the fuel fine injection valve 1 are not impaired.
  • the axial length of the return spring 23 is always less than the axial length of the bore 32 of the inner pole 13, regardless of the switching position of the fuel injection valve 1. Accordingly, the return spring 23 never protrudes from the inner pole 13 and cannot enter the recess 25 of the fuel injection valve 1 emigrate.
  • valve 1 The fuel is finely injected into the fuel; valve 1
  • the fuel is passed over the 'recess 25, the guide sleeve 28, the tubular running valve needle 3 and Average trömö ff m ⁇ ngen 8 in valve needle 3, to the sealing seat.
  • valve needle 3 beats over the guide sleeve 28 by the return spring 23 with a bias such that the valve closing body 4 is held in sealing contact with the valve seat surface 6 and that
  • Fuel injector 1 is thereby kept closed.
  • a working gap 27 formed between the armature 20 and the inner pole 13 is closed, as is a forward stroke gap 19 formed between the flange 14 and the shoulder 15 of the valve needle 3.
  • the solenoid coil is energized 10 by means of the electric wire 11 via the plug contact 17, a magnetic field is built up, which 'attracts the armature 20 against the force of the return spring 23 to the inner pole.
  • the pre-stroke gap 19 between the flange 14 and the shoulder 15 of the valve needle 3 and then the working gap 27 between the armature 20 and the inner pole 13 is closed.
  • the fuel supplied via the central fuel supply 16 can flow through the bore 25 in the armature 20 and the valve needle 3 to the sealing seat.
  • 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 valve needle 3, which is in operative connection with the flange 14 on the armature 20, moves counter to the stroke direction.
  • the valve closing body 4 rests on the valve seat surface 6 and the fuel injection valve 1 is closed.
  • Embodiment limited and z. • B. can also be used for fuel fine fuel valves 1 for mixture-compressing, self-igniting internal combustion engines.

Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1) umfasst eine Magnetspule (10), die mit einem von einer Rückstellfeder (23) beaufschlagten Anker (20) zusammenwirkt, der zusammen mit einer Ventilnadel (3) ein axial bewegliches Ventilteil bildet. An der Ventilnadel (3) ist ein Ventilschliesskörper (4) vorgesehen, der mit einem Ventilsitzkörper (5) einen Dichtsitz bildet. Das Brennstoffeinspritzventil (1) umfasst weiterhin einen Innenpol (13) und einen Aussenpol (9), die mit der Magnetspule (10) einen Magnetkreis bilden. Die Rückstellfeder (23) ist durch eine Führungshülse (28) so beaufschlagt, dass ihre axiale Länge während des Betriebs des Brennstoffeinspritzventils (1) kleiner ist als die axiale Länge einer Bohrung (32) des Innenpols (13).

Description

Brennstof£einspritzventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs .
Beispielsweise ist aus der DE 196 26 576 • AI ein elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei welchem zur elektromagnetischen Betätigung ein Anker mit einer elektrisch erregbaren Magnetspule zusammenwirkt und der Hub des Ankers über eine Ventilnadel auf einen Ventilschließkörper übertragen wird. Der Ventilschließkörper wirkt mit einer Ventilsitzfläche zu einem Dichtsitz zusammen. Im Anker sind mehrere Brennstoffkanäle vorgesehen. Die Rückstellung des Ankers erfolgt mit einer Rückstellfeder.
Nachteilig bei dem aus der DE 196 26 576 AI bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere, daß die Rückstellfeder sich direkt am Anker bzw. einem Zulaufseifigen Ende der Ventilnadel abstützt. Die Bohrung des Innenpols, in welcher die Rückstellfeder angeordnet ist, ist dabei ' kleinkalibriger als die Ankerbohrung, so daß die Rückstellfeder während des Betriebs des Brennstoffeinspritzventils auswandern kann. Die Folge sind Schrägstellungen der Rückstellfeder sowie Verklemmen und Abnutzungserscheinungen mit nachfolgenden Fehlfunktionen des
Brennstoffeinspritzventils .
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Rückstellfeder an der Führungshülse eine verbesserte Auflage hat. Die Feder kann nicht mehr so stark auswandern. Der Verschleiß ist reduziert und die Rückstellfeder kann nicht verkanten. Die Rückstellfeder kann die Bohrung des Innenpols nicht verlassen, wodurch Fehlfunktionen des Brennstoffeinspritzventils vorgebeugt wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstof feinspritzventils möglich .
Von Vorteil ist insbesondere , daß die Führungshülse in einfacher Weise mittels Drehen herstellbar ist .
Von Vorteil ist zudem, daß die Führungshülse in einfacher Weise mit der Ventilnadel und dem Anker montierbar ist .
Die teilkugelige Form des Führungsteils der Führungshül se erlaubt vorteilhafterweise eine reibungsarme Führung in der Bohrung des Innenpols .
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert . Es zeigt :
Fig . 1 einen schematischen Schnitt durch ein
Ausf ührungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstof f einspritzventils ; und Fig. 2 einen vergrößerten schematischen Schnitt durch die
Führungshülse des erfindungsgemäß ausgestalteten
Brennstoffeinspritzventils .
Beschreibung des Ausfύhrungsbeispiels
Fig. 1 zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines - erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1. Das Brennsto feinspritzventil 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils 1 für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ausgeführt . Das Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem rohrförmigen Düsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 angeordnet ist . Die Ventilnadel 3 steht mit einem Ventilschließkörper 4 in Wirkverbindung, der mit einer auf 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 zumindest eine Abspritzöffnung 7 verfügt.
Der Düsenkörper 2 durchgreift einen topfförmigen Außenpol 9 einer Magnetspule 10, welcher beispielsweise durch eine Labyrinthdichtung 26 gegen eine Umgebung des Brennstoffeinspritzventils 1 abgedichtet ist. Die Magnetspule 10 ist auf einen Spulenträger 12 gewickelt und wirkt mit einem in dem Düsenkörper 2 angeordneten Innenpol 13 der Magnetspule 10 zusammen. Die Magnetspule 10 wird über eine Leitung 11 von einem über einen elektrischen Steckkontakt 17 zuführbaren elektrischen Strom erregt. Der Steckkontakt 17 kann von einer nicht weiter dargestellten Kunststoffummantelung umgeben sein. Die Ventilnadel 3 steht über einen Flansch 14, in welchen die Vencilnadel 3 eingeschoben ist, in kraf schlüssiger
Verbindung mit einem Anker 20. Dabei ist zwischen dem
Flansch 14 und einer Schulter 15 der Ventilnadel 3 eine Vorhubfeder 18 angeordnet, welche dem Anker 20 bei der
Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 1 einen
Ankerfrerweg und damit eine schnelle Öffnung des
Brennstoffeinspritzventils 1 erlaubt.
In einer Bohrung 32 des Innenpols 13 des Brennstoffeinspritzventils 1 ist eine Rückstellfeder 23 angeordnet, welche in der vorliegenden Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch eine Hülse 24 auf Vorspannung gebracht wird.
Die Rückstellfeder 23 stützt sich erfindungsgemäß an einer Führungshülse 28, die in eine axiale Ausnehmung 33 der Ventilnadel 3 eingeschoben ist und mit der Ventilnadel 3 vorzugsweise verpreßt ist, ab. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird verhindert, daß die Rückstellfeder 23, welche sich gemäß dem Stand der Technik direkt an der Schulter 15 der Ventilnadel 3 abstützt, während des Betriebs des Brennstoffeinspritzventils 1 m eine Ausnehmung 25 des Brennstoffeinspritzventils 1 auswandert, sondern vollständig im Innenpol 13 verbleibt. Durch das Auswandern der Rückstellfeder 23 können Fehlfunktionen des Brennstoffeinspritzventils 1 bis zum Verklemmen der Rückstellfeder 23, ungleichmäßige Abnutzungserscheinungen und Verformungen der Schulter 15 der Ventilnadel 5 auftreten.
Die Führungshülse 28 erstreckt sich durch den Anker 20 sowie zumindest teilweise in die Bohrung 32 des Innenpols 13 der Magnetspule 10. Wie aus der vergrößerten schematischen Darstellung der Führungshülse 28 in Fig. 2 ersichtlich, ist die Führungshülse 28 hohlzylindrisch ausgebildet und weist im Bereich der Ventilnadel 3 und des Ankers 20 einen rohrförmigen Schaft 29 sowie im Bereich des Innenpols 13 einen Führungsteil 30 auf. Die Führungshülse 28 _ kann beispielsweise mittels Drehen in einfacher und kostengünstiger Weise hergestellt werden.
Die Führungshülse 28 • ist dabei in ihrem Führungsteil 30 teilkugelig ausgeführt und so dimensioniert, daß dieser an einer Annenwandung 31 der Bohrung 32 des Innenpols 13 anliegt. Dadurch bewegt sich der Führungsteil 30 der Führungshülse 28 während des Betriebes des
Brennstof feinspritzventils 1 ausschließlich an der Innenwandung 31 des Innenpols 13. Die teilkugelige Form trägt dabei zu einer reibungsarmen Führung bei, wodurch die Dynamik des Brennstof feinspritzventils 1 nicht beeinträchtigt wird. Die axiale Länge der Rückstellfeder 23 ist ungeachtet der Schaltposition des Brennstof feinspritzventils 1 immer kleiner als die axiale Länge der Bohrung 32 des Innenpols 13. Die Rückstellfeder 23 ragt dementsprechend zu keinem Zeitpunkt aus dem Innenpol 13 heraus und kann nicht in die Ausnehmung 25 des Brennstof feinspritzventils 1 auswandern.
Der Brennstoff wird dem Brennstof feinspritz;ventil 1
. gewöhnlich durch eine nicht weiter dargestellte
Brennstoffverteilerleitung über eine zentrale
Brennstof f zufuhr 16 zugeleitet. Der Brennstoff wird über die ' Ausnehmung 25, die Führungshülse 28, die rohrförmig ausgeführte Ventilnadel 3 und über Durchs trömö ff mαngen 8 in der Ventilnadel 3 zum Dichtsitz geleitet.
Im Ruhezustand des Brennstof feinspritzventils 1 ist die Ventilnadel 3 über die Führungshülse 28 durch die Rückstellfeder 23 so mit einer Vorspannung beau schlagt, daß der Ventil schließkörper 4 in dichtender Anlage an der Ventilsitzf lache 6 gehalten und das
Brennstof f einspritzventil 1 dadurch geschlossen gehalten wird. Ein zwischen dem Anker 20 und dem Innenpol 13 ausgebildeter Arbeitsspalt 27 ist ebenso geschlossen wie ein zwischen dem Flansch 14 und der Schulter 15 der Ventilnadel 3 ausgebildeter Vorhubspalt 19. Wird die Magnetspule 10 mittels der elektrischen Leitung 11 über den Steckkontakt 17 erregt, baut sich ein Magnetfeld auf, welches den Anker 20 entgegen der Kraft ' der Rückstellfeder 23 an den Innenpol 13 zieht. Zunächst wird der Vorhubspalt 19 zwischen dem Flansch 14 und der Schulter 15 der Ventilnadel 3 und danach der Arbeitsspalt 27 zwischen dem Anker 20 und dem Innenpol 13 geschlossen. Der über die zentrale Brennstoffzufuhr 16 zugeleitete Brennstoff kann durch die Bohrung 25 im Anker 20 und die Ventilnadel 3 zum Dichtsitz strömen.
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 die über die Führungshülse 28 mit dem Flansch 14 am Anker 20 in Wirkverbindung stehende Ventilnadel 3 entgegen der Hubrichtung bewegt. Dadurch setzt der Ventilschließkörper 4 auf der Ventilsitzfläche 6 auf und das Brennstoffeinspritzventil 1 wird geschlossen.
Die Erf indung ist nicht auf das dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt und z . • B . auch für Brennstof feinsprit zventile 1 für gemischverdichtende , selbst zündende Brennkraftmaschinen anwendbar .

Claims

Ansprüche
1. Brennstof f einspritzventil (1) mit einer Magnetspule (10) , die mit einem von einer Rückstellfeder (23) beaufschlagten Anker (20) zusammenwirkt, der zusammen, mit einer Ventilnadel (3) ein axial bewegliches Ventilteil bildet, wobei an der Ventilnadel (3) ein Ventilschließkörper (4) vorgesehen ist, der mit einem Ventiisitzkörper (5) einen Dichtsitz bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (23) an einer Führungshülse (28) anliegt, die in eine axiale Ausnehmung (33) der Ventilnadel (3) eingesetzt ist.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß • die Führungshülse (28) den Anker (20) durchgreift und mit dem Anker (20) und der Ventilnadel (3) in kraftschlüssiger Verbindung steht .
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (28) einen rohrförmigen Schaft (29) aufweist.
4. Brennstof einspritzventil nach Anspruch 3, dadurch, gekennzeichnet, daß der rohrförmige Schaft (29) der Führungshülse (28) in die Ausnehmung' (33) der Ventilnadel (3) einpreßbar ist.
5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (28) einen Führungsteil (30) -aufweist-.
6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil (30) der Führungshülse (28) teilkugelig ausgebildet ist.
7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil (30) der Führungshülse (28) in einem Innenpol (13) des Brennstoffeinspritzventils (1) bewegbar geführt ist .
8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil (30) der Führungshülse (28) an einer
Innenwandung (31) einer Bohrung (32) des Innenpols (13) geführt anliegt.
EP02754214A 2001-08-29 2002-06-14 Brennstoffeinspritzventil Expired - Lifetime EP1423603B1 (de)

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