EP1452729B1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

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Publication number
EP1452729B1
EP1452729B1 EP03025330A EP03025330A EP1452729B1 EP 1452729 B1 EP1452729 B1 EP 1452729B1 EP 03025330 A EP03025330 A EP 03025330A EP 03025330 A EP03025330 A EP 03025330A EP 1452729 B1 EP1452729 B1 EP 1452729B1
Authority
EP
European Patent Office
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actuator
fuel injection
injection valve
valve
housing
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03025330A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1452729A1 (de
Inventor
Bruno Seidner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
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
Publication of EP1452729A1 publication Critical patent/EP1452729A1/de
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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
    • 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
    • F02M61/166—Selection of particular materials
    • 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
    • F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • 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
    • F02M61/04—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
    • F02M61/08—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 the valves opening in direction of fuel flow
    • 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
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0057—Means for avoiding fuel contact with valve actuator, e.g. isolating actuators by using bellows or diaphragms

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection valve according to the preamble of the main claim.
  • EP 0 869 278 A1 discloses an injection valve which has a piezoelectric actuator and a first spring element which biases the actuator against a housing via an actuator or an actuator head.
  • the actuator or the actuator head is held in this way in constant contact with the actuator.
  • a valve needle which is on the injection side of the actuator or the actuator head via the actuator or the actuator head with the actuator in operative connection and at whose abspritz workedem end a valve closing body is formed, is biased by a second spring element against the actuator head and the actuator.
  • EP-A-1 111 230 relates to a device for transmitting a movement of an actuator to an actuator, which has a first piston element, which is fixedly connected to the actuator, and a second piston element, which is fixedly connected to the actuator, wherein between the first piston element and the second piston element is formed a hydraulic chamber, and wherein a storage chamber which is connected to a hydraulic chamber via a throttle gap comprises a pressure-loaded storage chamber region whose range limits are formed elastically.
  • the actuator is a multilayer actuator surrounded by a bourdon tube welded between a top plate and a base plate, the bourdon tube being biased so that the piezoelectric multilayer actuator is under a mechanical compressive stress.
  • the multilayer actuator acts via a hydraulic transition element on the rear end of a valve needle, which is arranged in the front part of the housing of the injector in a continuous inner bore and closes in the idle state with a arranged at the front end of the valve needle valve disc a valve seat on the housing.
  • the closed initial state in the injection valve is ensured by a prestressed nozzle spring, which is connected to the valve needle via a snap ring and presses the valve disk on the valve seat.
  • a transmission module for transmitting the movement of an actuator to an actuator has three successively arranged piston elements, wherein between a first piston element, which is in contact with the actuator, and a second central piston element, the movable and with a pressure-effective A force is applied to a storage chamber and between the second central piston element and a third piston element, which is in contact with the actuator, a Hydraulic chamber is formed, wherein the storage chamber is in communication with the hydraulic chamber via a throttle point.
  • the second central piston element is suspended on metal bellows.
  • DE 197 43 299 A relates to an injection valve with a piezoelectric actuator, which is supported on the housing via an abutment and, when triggered, emits an injection needle, which is connected to the actuator, away from the associated valve seat.
  • the injection needle is biased by the actuator as a spring element against the valve seat.
  • DE 199 39 132 A discloses a fuel injection valve with a piezoelectric actuator, which in a valve housing has an actuatable by the actuator by means of a valve needle valve closing body which cooperates with a valve seat surface to a sealing seat.
  • the actuator abuts against a first end side on a first actuator housing part and on a second end side on an actuator housing cover formed on a second actuator housing part. Segments of the second actuator housing distributed on the circumference act on the valve needle via an end plate.
  • the Aktorgepureckel is sealed from the first Aktorgephinteil.
  • the object of the present invention is to provide a fuel injection valve which operates with a reduced number of components with high reliability.
  • the fuel injection valve according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that can be dispensed in particular to the second spring element. As a result, a further reduction in the number of components and a shorter overall length of the fuel injection valve is possible. The reliability of the fuel injection valve is increased, lifting losses are avoided and a coupler can be dispensed with, in particular because of the shortened length of the components. In addition, the power requirement and the heat output of the actuator is advantageously reduced.
  • the forces which act on the valve needle in the axial direction by the fuel pressure prevailing in the interior of the fuel injection valve are compensated.
  • fluctuating fuel pressures in the fuel injection valve do not affect the closing or opening forces in this way.
  • the force of the spring element acts against the stroke direction of the actuator both when the fuel injection valve is closed and when the fuel injection valve is open.
  • the spring element can thereby be advantageously mounted with an adjustable and permanent bias.
  • valve needle is fixed on the actuator medium or directly relative to the discharge-side end of the actuator.
  • the fixation can be made in particular by welding or soldering.
  • an actuator head is arranged on the discharge side of the actuator, wherein the latter is preferably disc-shaped.
  • the sensitive actuator is thereby protected and completed at the discharge end against mechanical influences.
  • the spring element acts on the actuator head.
  • the spring forces can be advantageously transferred to the actuator head, the valve needle and the actuator.
  • the actuator is hermetically sealed by an actuator housing, a flexible section and the valve pin. The function of the actuator is thereby ensured, in particular by the actuator is protected in this way from contact with fuel.
  • the flexible portion is corrugated or corrugated pipe-shaped and / or at least partially made of metal, in particular steel.
  • a long service life combined with good mechanical strength is guaranteed.
  • the flexible section can be particularly easily manufactured and joined.
  • valve housing and / or the actuator housing made of a material with little or negligible thermal expansion, in particular Invar steel.
  • the actuator housing is at least partially surrounded by fuel radially at least in part.
  • the fuel injection valve 1 shown is suitable as a fuel injection valve 1 for fuel injection systems for mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines for direct injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, not shown.
  • a lochularnförmiges Intermediate element 8 is arranged in the region of its radial outer surface with the inner wall of the valve housing 18, for example by a weld, not shown, and has a fuel channel 11 in the form of a bore.
  • a hollow cylindrical actuator housing 7 engages coaxially with an inflow-side formed piston-shaped pin 22 through the intermediate element 8, wherein the diameter of the bolt 22 is smaller than the diameter of the rest of the actuator housing 7.
  • the bolt 22 is arranged coaxially to the remaining part of the actuator housing 7.
  • the bolt 22 has a thread 10, which is designed in this embodiment as an external thread.
  • the actuator housing 7 radially adjacent to the bolt 22 has a circumferential shoulder 23, which rests on the intermediate element 8 with the interposition of an intermediate layer body 9 in a recess 24 formed in the intermediate element.
  • the recess 8 prevents displacement of the actuator housing 7 in the radial direction.
  • the actuator housing 7 is pulled into the recess 24 by a nut 21, which is arranged on the inflow side of the intermediate element 8 and has a not-shown internal thread engaging in the external thread 10, and fixed there.
  • the valve housing 18 is closed by a cover 19, which has a fuel supply 20 in the form of an opening.
  • an actuator 2 In the actuator housing 7, an actuator 2, a tubular spring element 3, a plate-shaped actuator base 5 and a plate-shaped actuator head 4 is arranged.
  • the rod-shaped actuator 2 is biased by the spring element 3 between the actuator base 5 arranged on the inflow side and the actuator head 4 arranged downstream.
  • the spring element 3 surrounds the actuator 2 radially, is joined at its inflow-side end in the region of the outer circumference of the actuator base 5 and connected with its downstream end in the region of the outer periphery of the actuator head 4, for example, materially.
  • At the downstream end of the actuator housing 7 is an existing in this embodiment made of steel, tubular and bellows-shaped flexible portion 6 hermetically sealed.
  • the flexible portion 6 is also joined in the region of the outer circumference of the valve needle 12.
  • a valve needle 12 which is connected on the inflow side to the actuator head 4, for example by a weld, not shown, has a discharge valve body 13 on the discharge side, which cooperates with a formed on a valve seat body 15 valve seat surface 14 to a sealing seat.
  • the thickness of the intermediate layer body 9 determines the force with which the valve closing body 13 is biased against the sealing seat.
  • the in this embodiment of a plurality of layers not shown, in cross-section square, piezoelectric, electrostrictive or magnetostrictive actuator 2 is contacted via not shown electrical lines. If the actuator 2 is excited, the actuator 2 expands and pushes the valve needle 12 in the direction of ejection, counter to the spring force of the spring element 3.
  • the valve closing body 13 lifts off from the valve seat surface 14 and the fuel is supplied via the fuel passage 11 and the fuel supply 20 hosed over an injection opening 16 in the combustion chamber, not shown.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • Aus der EP 0 869 278 A1 ist ein Einspritzventil bekannt, welches über einen piezoelektrischen Aktor und ein erstes Federelement verfügt, welches den Aktor über ein Stellglied bzw. einen Aktorkopf gegen ein Gehäuse vorspannt. Das Stellglied bzw. der Aktorkopf wird in dieser Weise in ständiger Anlage mit dem Aktor gehalten. Eine Ventilnadel, welche abspritzseitig des Stellglieds bzw. des Aktorkopfs über das Stellglied bzw. den Aktorkopf mit dem Aktor in Wirkverbindung steht und an deren abspritzseitigem Ende ein Ventilschließkörper ausgebildet ist, wird durch ein zweites Federelement gegen den Aktorkopf bzw. das Stellglied vorgespannt.
  • Aus dem Stand der Technik ist ebenso bekannt, das erste Federelement radial um den Aktor anzuordnen, um das Stellglied beziehungsweise den Aktorkopf in ständiger Anlage mit dem Aktor zu halten.
  • Nachteilig an diesem bekannten Stand der Technik ist, daß durch das hier notwendige zweite Federelement, dessen Kraftwirkung entgegen der Hubrichtung des Aktors wirkt, der bauliche Aufwand zur Herstellung des Brennstoffeinspritzventils und die Anzahl der dazu benötigten Bauteile erheblich erhöht ist. Außerdem sind die Baulänge des Brennstoffeinspritzventils und die Hubverluste deutlich vergrößert. Insbesondere durch die vergrößerten Hubverluste muß der Aktor deutlich länger ausfallen und/oder ein Koppler, welcher zur Hubübersetzung und/oder zum Ausgleich von temperaturbedingten Längenänderungen von Bauteilen dient, muß eingesetzt werden. Auch dies vergrößert die Baulänge des Brennstoffeinspritzventils nachteilig. Die Zuverlässigkeit ist vermindert. Der Leistungsbedarf des Aktors und damit die abzuführende Verlustwärme ist nachteilig erhöht. Durch die insgesamt erhöhte Baulänge des Brennstoffeinspritzventils und insbesondere des Aktors, wirken sich temperaturbedingte Längenänderungen der verwendeten Materialien verstärkt aus.
  • EP-A-1 111 230 betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen einer Bewegung eines Aktors auf ein Stellglied, welche ein erstes Kolbenelement, das fest mit dem Aktor verbunden ist, und ein zweites Kolbenelement, das fest mit dem Stellglied verbunden ist, aufweist, wobei zwischen dem ersten Kolbenelement und dem zweiten Kolbenelement eine Hydraulikkammer ausgebildet ist, und wobei eine Speicherkammer, die mit einer Hydraulikkammer über einen Drosselspalt verbunden ist, einen druckbelasteten Speicherkammerbereich umfasst, dessen Bereichsgrenzen elastisch ausgebildet sind. Der Aktor ist ein Multilayeraktor, der von einer Rohrfeder umgeben ist, die zwischen einer Kopfplatte und einer Fußplatte eingeschweißt ist, wobei die Rohrfeder so vorgespannt ist, das der piezoelektrische Multilayeraktor unter einer mechanischen Druckspannung steht. Der Multilayeraktor wirkt über ein hydraulisches Übergangselement auf das hintere Ende einer Ventilnadel ein, welche im vorderen Teil des Gehäuses des Einspritzventils in einer durchgehenden Innenbohrung angeordnet ist und verschließt im Ruhezustand mit einem am vorderen Ende der Ventilnadel angeordneten Ventiltellers einen Ventilsitz am Gehäuse. Der geschlossene Ausgangszustand im Einspritzventil wird dabei durch eine vorgespannte Düsenfeder gewährleistet, die mit der Ventilnadel über einen Sprengring verbunden ist und den Ventilteller auf den Ventilsitz drückt.
  • DE 199 58 704 A betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen einer Aktorbewegung und einen Fluiddosierer mit einer solchen Vorrichtung. Ein Übertragungsmodul zum Übertragen der Bewegung eines Aktors auf ein Stellglied, insbesondere eine Ventilnadel, weist drei hintereinander angeordnete Kolbenelemente auf, wobei zwischen einem ersten Kolbenelement, das sich in Kontakt mit dem Aktor befindet, und einem zweiten mittleren Kolbenelement, das beweglich und mit einer druckwirksamen Kraft beaufschlagt angeordnet ist, eine Speicherkammer und zwischen dem zweiten mittleren Kolbenelement und einem dritten Kolbenelement, das sich in Kontakt mit dem Stellglied befindet, eine Hydraulikkammer ausgebildet ist, wobei die Speicherkammer mit der Hydraulikkammer über eine Drosselstelle in Verbindung steht. Das zweite mittlere Kolbenelement ist dabei an Metallbälgen aufgehängt.
  • DE 197 43 299 A betrifft ein Einspritzventil mit einem piezoelektrischen Aktor, der sich über ein Widerlager am Gehäuse abstützt und bei einer Ansteuerung eine Einspritznadel, die mit dem Aktor verbunden ist, vom zugeordneten Ventilsitz abgebt. Die Einspritznadel ist über den Aktor als Federelement gegen den Ventilsitz vorgespannt.
  • In DE 199 39 132 A ist ein Brennstoffeinspritzventil mit einem piezoelektrischen Aktor offenbart, welches in einem Ventilgehäuse einen von dem Aktor mittels einer Ventilnadel betätigbaren Ventilschließkörper aufweist, der mit einer Ventilsitzfläche zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Der Aktor liegt an einer ersten Stirnseite an einem ersten Aktorgehäuseteil und an einer zweiten Stirnseite an einem an einem zweiten Aktorgehäuseteil ausgebildeten Aktorgehäusedeckel an. Am Umfang verteilte Segmente des zweiten Aktorgehäuses wirken über eine Abschlussplatte auf die Ventilnadel ein. Der Aktorgehäusedeckel ist gegenüber dem ersten Aktorgehäuseteil abgedichtet.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Brennstoffeinspritzventil zu schaffen, welches bei reduzierter Anzahl von Bauteilen mit hoher Zuverlässigkeit arbeitet.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
    • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß insbesondere auf das zweite Federelement verzichtet werden kann. Dadurch ist eine weitere Reduzierung der Anzahl der Bauelemente und eine geringere Baulänge des Brennstoffeinspritzventils möglich. Die Zuverlässigkeit des Brennstoffeinspritzventils ist erhöht, Hubverluste werden vermieden und auf einen Koppler kann, insbesondere wegen der verkürzten Länge der Bauelemente, verzichtet werden. Außerdem ist der Leistungsbedarf und die Wärmeabgabe des Aktors vorteilhaft vermindert.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils sind die Kräfte, welche durch den im Inneren des Brennstoffeinspritzventils herrschenden Brennstoffdruck in axialer Richtung auf die Ventilnadel wirken, ausgeglichen. In dieser Weise wirken sich insbesondere schwankende Brennstoffdrücke im Brennstoffeinspritzventil nicht auf die Schließ- bzw. Öffnungskräfte aus.
  • Vorteilhafterweise wirkt die Kraft des Federelements sowohl bei geschlossenem als auch bei geöffnetem Brennstoffeinspritzventil entgegen der Hubrichtung des Aktors. Das Federelement kann dadurch vorteilhaft mit einer einstellbaren und dauerhaften Vorspannung montiert werden.
  • In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Ventilnadel am Aktor mittel- oder unmittelbar relativ zum abspritzseitigen Ende des Aktors fixiert. Die Fixierung kann insbesondere durch Schweißen oder Löten hergestellt werden.
  • Vorteilhafterweise ist abspritzseitig des Aktors ein Aktorkopf angeordnet, wobei dieser vorzugsweise scheibenförmig ausgebildet ist. Der empfindliche Aktor wird dadurch am abspritzseitigen Ende vor mechanischen Einflüssen geschützt und abgeschlossen.
  • Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das Federelement am Aktorkopf angreift. Die Federkräfte können so vorteilhaft auf den Aktorkopf, die Ventilnadel und den Aktor übertragen werden.
  • In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Aktor von einem Aktorgehäuse, einem flexiblen Abschnitt und der Ventilnadel hermetisch dicht eingeschlossen. Die Funktion des Aktors wird dadurch sichergestellt, insbesondere indem der Aktor in dieser Weise vor einem Kontakt mit Brennstoff geschützt ist.
  • Vorzugsweise ist der flexible Abschnitt wellbalg- oder wellrohrförmig ausgebildet und/oder besteht zumindest teilweise aus Metall, insbesondere aus Stahl. Eine hohe Lebensdauer bei gleichzeitig guter mechanischer Festigkeit ist dadurch gewährleistet. Außerdem kann der flexible Abschnitt dadurch besonders einfach hergestellt und gefügt werden.
  • Vorteilhafterweise besteht das Ventilgehäuse und/oder das Aktorgehäuse aus einem Material mit geringer bzw. vernachlässigbar geringer Wärmeausdehnung, insbesondere aus Invarstahl.
  • Vorteilhaft ist es auch, wenn das Aktorgehäuse radial wenigstens zum Teil von Brennstoff umströmt ist.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils.
    Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Das dargestellte Brennstoffeinspritzventil 1 ist als Brennstoffeinspritzventil 1 für Brennstoffeinspritzanlagen für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht weiter dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine geeignet.
  • In einem rundzylindrischen Ventilgehäuse 18, welches sich am abspritzseitigen Ende konusförmig verjüngt, ist im oberen, zuströmseitigen Teil, quer zu einer Mittelachse 17 des Brennstoffeinspritzventils 1, ein lochscheibenförmiges Zwischenelement 8 angeordnet. Das Zwischenelement 8 ist im Bereich seiner radialen Außenfläche mit der Innenwand des Ventilgehäuses 18 beispielsweise durch eine nicht dargestellte Schweißnaht gefügt und weist einen Brennstoffkanal 11 in Form einer Bohrung auf.
  • Ein hohlzylindrisches Aktorgehäuses 7 greift mit einem zuströmseitig ausgebildeten kolbenförmigen Bolzen 22 koaxial durch das Zwischenelement 8, wobei der Durchmesser des Bolzens 22 kleiner ist als der Durchmesser des übrigen Aktorgehäuses 7. Der Bolzen 22 ist zum übrigen Teil des Aktorgehäuses 7 koaxial angeordnet. Außerdem weist der Bolzen 22 ein Gewinde 10 auf, welches in diesem Ausführungsbeispiel als Außengewinde ausgeführt ist.
  • Zuströmseitig weist das Aktorgehäuse 7 radial neben dem Bolzen 22 eine umlaufende Schulter 23 auf, die unter Zwischenlage eines Zwischenlagekörpers 9 auf dem Zwischenelement 8 in einer im Zwischenelement 8 ausgebildeten Ausnehmung 24 aufliegt. Die Ausnehmung 8 verhindert eine Verschiebung des Aktorgehäuses 7 in radialer Richtung. Das Aktorgehäuse 7 wird durch eine zuströmseitig des Zwischenelements 8 angeordnete Mutter 21, welche ein nicht dargestelltes, in das Außengewinde 10 eingreifendes Innengewinde aufweist, in die Ausnehmung 24 gezogen und dort fixiert. Zuströmseitig wird das Ventilgehäuse 18 von einem Deckel 19, welcher eine Brennstoffzufuhr 20 in Form einer Öffnung aufweist, abgeschlossen.
  • In dem Aktorgehäuses 7 ist ein Aktor 2, ein rohrförmiges Federelement 3, ein plattenförmiger Aktorfuß 5 und ein plattenförmiger Aktorkopf 4 angeordnet. Der stabförmige Aktor 2 ist zwischen dem zuströmseitig angeordneten Aktorfuß 5 und dem abströmseitig angeordneten Aktorkopf 4 durch das Federelement 3 vorgespannt. Das Federelement 3 umgibt den Aktor 2 radial, ist mit seinem zuströmseitigen Ende im Bereich des Außenumfangs des Aktorfußes 5 gefügt und mit seinem abströmseitigen Ende im Bereich des Außenumfangs des Aktorkopfs 4 beispielsweise stoffschlüssig verbunden. Am abströmseitigen Ende des Aktorgehäuses 7 ist ein in diesem Ausführungsbeispiel aus Stahl bestehender, rohrförmiger und wellbalgförmiger flexibler Abschnitt 6 hermetisch dicht gefügt. Der flexible Abschnitt 6 ist ebenso im Bereich des Außenumfangs der Ventilnadel 12 gefügt.
  • Eine Ventilnadel 12, welche zuströmseitig mit dem Aktorkopf 4 beispielsweise durch eine nicht dargestellte Schweißung verbunden ist, weist abspritzseitig einen Ventilschließkörper 13 auf, der mit einer an einem Ventilsitzkörper 15 ausgebildeten Ventilsitzfläche 14 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt.
  • Durch die Dicke des Zwischenlagekörpers 9 wird die Kraft bestimmt, mit welcher der Ventilschließkörper 13 gegen den Dichtsitz vorgespannt ist.
  • Der in diesem Ausführungsbeispiel aus einer Vielzahl von nicht weiter dargestellten Schichten bestehende, im Querschnitt quadratische, piezoelektrische, elektrostriktive oder magnetostriktive Aktor 2 wird über nicht weiter dargestellte elektrische Leitungen kontaktiert. Wird der Aktor 2 angeregt, so dehnt sich der Aktor 2 aus und drückt die Ventilnadel 12 in Abspritzrichtung, entgegen der Federkraft des Federelements 3. Der Ventilschließkörper 13 hebt von der Ventilsitzfläche 14 ab und der über den Brennstoffkanal 11 und die Brennstoffzufuhr 20 zugeführte Brennstoff wird über eine Abspritzöffnung 16 in den nicht dargestellten Brennraum abgespritzt.
  • Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und auch für beliebige andere Bauweisen von Brennstoffeinspritzventilen 1, insbesondere innen öffnende Brennstoffeinspritzventile, geeignet, die unter dem Schutzumfang der Ansprüche fallen.

Claims (10)

  1. Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Ventilgehäuse (18), einem in dem Ventilgehäuse (18) angeordneten piezoelektrischen, elektrostriktiven oder magnetostriktiven Aktor (2) und einer mit dem Aktor (2) und einem einzigen rohrförmigen Federelement (3) in Wirkverbindung stehenden Ventilnadel (12), die an einem abspritzseitigen Ende einen Ventilschließkörper (13) aufweist, der mit einer Ventilsitzfläche (14) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, wobei in dem Ventilgehäuse (18) ein hohlzylindrisches Aktorgehäuse mit einem an seinem abströmseitigen Ende angeordneten flexiblen Abschnitt (6) vorgesehen ist, in dem Ventilgehäuse der Aktor (2), das rohrförmige Federelement (3), ein Aktorfuß (5) und ein Aktorkopf (4) angeordnet sind, wobei das Federelement (3) den Aktor (2) radial umgibt, und das Federelement (3) mit seinem zuströmseitigen Ende im Bereich des Außenumfangs des Aktorfusses (5) gefügt und mit seinem abströmseitigen Ende im Bereich des Außenumfangs des Aktorkopfes (4) verbunden ist, so dass die Federkräfte auf den Aktorkopf, die Ventilnadel und den Aktor übertragen werden, dadurch gekennzeichnet daß die Kraftwirkung des Federelements (3) sowohl bei geschlossenem als auch bei geöffnetem Brennstoffeinspritzventil (1) entgegen der Abspritzrichtung wirkt.
  2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kraftwirkung des in Hubrichtung auf die Ventilnadel (12) mittel- oder unmittelbar wirkenden Brennstoffdrucks genauso groß ist wie die Kraftwirkung des Brennstoffdrucks, welcher entgegen der Hubrichtung mittel- oder unmittelbar auf die Ventilnadel (12) wirkt.
  3. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Ventilnadel (12) am Aktor (2) mittel- oder unmittelbar, positionsfest relativ zum abspritzseitigen Ende des Aktors (2), stoff-, form- und/oder kraftschlüssig, insbesondere durch Schweißen oder Löten, gefügt ist.
  4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Aktorkopf (4) abspritzseitig des Aktors (2) angeordnet ist.
  5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Aktorkopf (4) scheibenförmig ausgebildet ist.
  6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Federelement (3) am Aktorkopf (4) angreift.
  7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der flexible Abschnitt (6) wellbalg- oder wellrohrförmig ausgebildet ist.
  8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der flexible Abschnitt (6) zumindest teilweise aus Metall, insbesondere aus Stahl, besteht.
  9. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Aktorgehäuse (7) und/oder ein Ventilgehäuse (18) aus einem Material mit geringer oder keiner Wärmeausdehnung, insbesondere aus Invarstahl, bestehen.
  10. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Aktorgehäuse (7) radial wenigstens zum Teil von Brennstoff umströmt ist.
EP03025330A 2003-02-28 2003-11-04 Brennstoffeinspritzventil Expired - Lifetime EP1452729B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10308915A DE10308915A1 (de) 2003-02-28 2003-02-28 Brennstoffeinspritzventil
DE10308915 2003-02-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1452729A1 EP1452729A1 (de) 2004-09-01
EP1452729B1 true EP1452729B1 (de) 2006-12-13

Family

ID=32748130

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