EP1877660A1 - Brennstoffeinspritzventil und verfahren zu dessen montage - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil und verfahren zu dessen montage

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EP1877660A1
EP1877660A1 EP06708657A EP06708657A EP1877660A1 EP 1877660 A1 EP1877660 A1 EP 1877660A1 EP 06708657 A EP06708657 A EP 06708657A EP 06708657 A EP06708657 A EP 06708657A EP 1877660 A1 EP1877660 A1 EP 1877660A1
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EP
European Patent Office
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fuel injection
injection valve
nozzle
inlet
inlet nozzle
Prior art date
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Application number
EP06708657A
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English (en)
French (fr)
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EP1877660B1 (de
Inventor
Helmut Schwegler
Ferdinand Reiter
Franz Thoemmes
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Publication of EP1877660B1 publication Critical patent/EP1877660B1/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
    • 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
    • F02M61/166—Selection of particular materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • 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 relates to a fuel injection valve according to the preamble of claim 1 and a method for assembling such a fuel injection valve according to claim 15.
  • Fuel injection valve is known, which is particularly suitable for fuel injection systems of internal combustion engines. It comprises a housing, an intake manifold for connection to a fuel supply line, a valve seat carrier arranged downstream of the inlet nozzle, a valve seat body attached to the valve seat carrier with a valve seat surface and a valve closing body which is movable between a closed position applied to the valve seat surface and an open position raised therefrom.
  • the inlet nozzle and the valve seat carrier each consist of a sheet metal part, which are deformed by deformation stress and connected together to form a housing.
  • a disadvantage of the fuel injection valve known from the above publication is in particular the large number of required components and the associated high manufacturing and assembly costs.
  • the illustrated fuel injection valve is difficult to assemble.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of claim 1 and the inventive method with the features of claim 15 have the advantage that the fuel injector consists of a few assemblies that can be either pre-assembled or easily manufactured and assembled by an inlet nozzle and a nozzle body are designed as deep-drawn parts, which are fixed to a magnetic circuit element.
  • thermoformed components can be varied as desired in their shape and design to allow optimum adaptation to the installation conditions of the fuel injection valve.
  • a further advantage is that the deep-drawn components are simple and inexpensive to produce.
  • Another advantage is that the adjustment of the dynamic flow before final assembly of the fuel injection valve is possible by the simple structure.
  • Fuel injectors can be used without the need for redesign in combination with the deep-drawn components. drawing
  • Fig. 1 is a schematic section through a
  • Fig. 2 is a schematic section through a
  • the fuel injection valve 1 according to FIG. 1 is suitable for fuel injection systems of mixture-compression, spark-ignited internal combustion engines and has a nozzle body 2.
  • the nozzle body 2 forms with its free end the discharge-side end 3 of the fuel injection valve 1.
  • a valve seat body 4 has a conical valve seat surface 5, which faces away from the discharge end 3 and to which a discharge 6 connects to the discharge end 3.
  • the valve seat surface 5 cooperates with a valve closing body 7, which in the present embodiment is at least partially spherical in shape in its region adjacent to the valve seat surface 5 and forms a hollow valve needle 8 with an integrally formed shaft 7a.
  • the valve seat body 7 is arranged and fixed in a sleeve-shaped valve seat carrier 9.
  • valve seat carrier 9 is remote from the discharge-side end 3 at its End connected by a mechanical connection 11 with a sleeve-shaped inlet nozzle 12, with which it forms a sleeve-shaped housing 13 in which extends axially through a flow passage 14 for the fuel.
  • the round in cross-section valve seat carrier 9 is stepped in its upstream end portion in diameter, resulting in the downstream end a substantially hollow cylindrical peripheral wall portion 15, to which upstream preferably a right angle to the longitudinal central axis 16 of the housing 13 arranged step wall portion 17 and a second hollow cylindrical Connect wall section 18.
  • Valve seat carrier 9 in a receiving receiving opening.
  • two axially spaced apart from one another and the O-ring 19a between them receiving flanges 21, 22 are integrally formed on the valve seat carrier 9, of which the upstream flange 22 is formed by a preferably folded outer bead.
  • the inlet nozzle 12 also has the form of a cylindrical or stepped cylindrical sleeve, which in the present embodiment in its upstream end region in its cross-sectional size for receiving a filter 23 is stepped extended.
  • a flange 24 is formed, the outer diameter of the outer diameter of the second
  • Peripheral wall portion 18 of the valve seat carrier 9 corresponds approximately.
  • a ring seal 25 preferably a surrounding the inlet nozzle 12 O-ring 25a for sealing a aufsteckbaren on the 6 inlet nozzle 12, fuel line, not shown.
  • the inlet nozzle 12 has two axial distance from one another and the sealing ring 25a between receiving, integrally formed flanges 26, 27, of which the upstream flange 26 is formed by an outer bead, which may optionally be folded.
  • the mechanical connection 11 between the valve seat carrier 9 and the inlet nozzle 12 is of form-fitting effective type.
  • a plurality of connecting pins 29 may be arranged on one of these parts, which engage positively in the other part or engage over it.
  • the valve needle 8 is formed with the valve closing body 7 in the form of a one-piece cylindrical or stepped cylindrical sleeve with a downstream closed end. It has in its longitudinal direction one behind the other three in cross-section differently sized peripheral wall portions 32, 33, 34, the upstream progressively increase in cross-section, preferably with conical transition regions 35, 36.
  • the central peripheral wall portion 33 has an inner flange 37 formed by an inner bead is.
  • the middle and the upstream peripheral wall portions 33, 34 have a hollow cylindrical cross-sectional shape.
  • the inner flange 37 serves as a shoulder surface and abutment for a return spring 38 arranged upstream thereof in the form of a helical compression spring, which in its upstream end region relative to the inner diameter of the circumferential wall 12a of the tapered cross section here
  • ZulaufStutzens 12 is formed with a diameter oversize and pressed into the hollow cylindrical peripheral wall 12a.
  • the resulting from the size of the excess press fit for the Return spring 38 in the peripheral wall 12a is so strong that in the operation of the fuel injector 1 accidental slippage of the pressed-spring end is excluded under the resulting stresses in operation, mounting the return spring 38 by inserting into the hollow cylindrical peripheral wall 12a with a certain axial press-fit force is possible.
  • the opening of the fuel injection valve 1 is effected by the axial movement of the valve needle 8 against the spring force of the return spring 38th
  • the valve seat surface 5 is formed by the shoulder surface of a recess 39 which is in sliding contact with the lateral surface of the valve closing body 7 in a longitudinally extending from the valve seat surface 5 longitudinal section a, upstream of which is divergent and at an axial distance in front of the transition region 35 of the valve needle 8 ends.
  • the longitudinal portion a forms an axial guide portion 41 for the valve closing body 7. To ensure a passage for the fuel in the region of this guide, the cross-sectional shape is either the
  • the radial equatorial region of the part-spherical valve closing body 7 is correspondingly polygonal, e.g. hexagonal, formed.
  • annular bobbin 43 is preferably disposed of plastic, in which a magnetic coil 44 is embedded, which allows an electromagnetic actuation of the valve needle 8.
  • the bobbin 43 consists of a annular base portion 45 which abuts the flange 24 and the peripheral wall portion 18. From the inner periphery of the base member 45 extends downstream of a hollow cylindrical inner peripheral wall 46 having a flange 47 defining an annular space 48 in which the magnetic coil 44 is embedded and covered by a sleeve 49 of electrically non-conductive material, in particular plastic.
  • the axial dimension of the bobbin 43 may be sized so long that it is the distance between the flange 24 and the
  • Step wall portion 17 fills.
  • a sealing of the interior of the fuel injection valve 1 with respect to a dividing joint 51 between the valve seat body 4 and the inlet nozzle 12 can already be realized.
  • the bobbin 43 Preferably, at the axial end faces of the bobbin 43
  • Ring seals here in each case a sealing ring provided.
  • a quadring 52 is arranged on the downstream end face, which sits on an axial annular projection 53 of the bobbin 43.
  • an O-ring 54 is disposed in a receiving annular groove 55 in the upstream end side of the bobbin 43.
  • a connecting neck 43a which extends outwardly through a mating upstream opening 18a in the peripheral wall 18 and carries a connector 43b having electrical contact members 43c connected to the solenoid 44.
  • the valve needle 8 is associated with a guide portion 56 which is formed by the bobbin 43.
  • the guide portion 56 is provided between the upstream peripheral wall portion 34 and the base portion 45, at the cylindrical inner peripheral surface thereof which is preferably reduced in cross section, the cylindrical outer peripheral surface of the peripheral wall portion 34 is in sliding contact.
  • the base portion 45 at the upstream portion of its inner circumference on an extension, whereby a free annular gap 57 is formed for the upstream outer edge of the valve needle 8.
  • the shaft 7 a has a radial distance to the bobbin 43 and the peripheral wall portion 15.
  • the length of the valve needle 8 is so great that upon contact of its valve closing body 7 on the valve seat surface 5, an axial distance b between the valve needle 8 and the flange 24 of the ZulaufStutzens 12, which corresponds to the valve needle.
  • Valve needle 8 thus penetrates completely through the magnetic coil 44.
  • the magnetic flux conducting inlet nozzle 12 therefore does not form a core in the sense of known electromagnetically actuated valves, but represents only one housing part, which is thin-walled executable.
  • the valve needle 8 forms the magnetic core of the solenoid 44. A special to be attached to the valve needle 8 anchor body is not required.
  • the valve seat carrier 9, the inlet nozzle 12 and the valve needle 8 are each formed from a sheet metal part of ferromagnetic metal, in particular ferromagnetic steel, which by a yield stress exceeding the yield stress, such as a tensile or compressive stress, its material from a blank or prefabricated part is deformable into its final shape, preferably by deep drawing. In the blank or prefabricated part can be z. B. to act a flat board or a piece of pipe.
  • the valve seat carrier 9, inlet connection 12 and the valve needle 8 are thus each a one-piece shaped bleaching part B1, B2, B3 of substantially the same wall thickness, which can be easily and quickly produced by known deformation measures and which is characterized by a relatively high strength or resistance Stability is characterized by low weight.
  • the secantial surfaces 7 b can also be molded on the valve closing body 7.
  • an example cup-shaped spray disk 59 preferably made of steel whose peripheral edge is adapted to the internal cross-sectional size of the valve seat carrier 9 and which is secured in a preferably axially recessed position at the discharge end on the inner wall, preferably by welding.
  • the valve seat body 4 in the axial direction of this is connected to the spray disk 59 by welding.
  • the valve seat part formed from the valve seat body 4 and the spray disk 59 is fixedly connected to the valve seat carrier 9 by welding in the area of the spray disk 59.
  • annular space 42 delimiting portions of the valve seat carrier 9, the inlet nozzle 12 and the valve needle 8, in the embodiment of the peripheral wall portion 18, the
  • Step wall portion 17, the flange 24 and the shaft 7a of the valve needle 8 form guide elements L1, L2, L3, L4 for the magnetic flux of the solenoid 44th
  • the fuel flows axially through the inlet nozzle 12 and the upstream open shaft 7a of the valve needle 8.
  • through holes are arranged in the shell of the shaft 7a, of which Fuel axially further towards the valve seat surface 5 flows.
  • connection of the nozzle body 2 with the inlet nozzle 12 by a clip connection is prone to failure.
  • the production The individual components are very accurate and requires a wealth of additional components for sealing and encapsulation of the components of the magnetic circuit.
  • Fuel injection valve 1 to a suction pipe or to a fuel distribution line allows.
  • FIG. 2 it is provided, as shown in FIG. 2 by means of an exemplary embodiment of a fuel injection valve 1 designed according to the invention, to produce the inlet connection 12 and the nozzle body 2 as deep-drawn parts, which are mounted with a prefabricated magnetic circuit element 60.
  • Fig. 2 are the same components with matching
  • Fuel injection valve 1 a magnetic circuit element 60 having a tubular inner pole 63 and an outer pole 65 and an armature 67 guided therein, which is non-positively connected to the valve needle 7a.
  • a housing member 68 as part of the outer pole encapsulates the magnetic circuit element 60.
  • the magnetic circuit element 60 can be prefabricated and is finally provided with the inlet nozzle 12 and the nozzle body 2.
  • the inlet connection 12 z. B. placed on a shoulder of the inner pole 63 and with the tubular inner pole 63 of the magnetic circuit element 60 welded via a weld 64, preferably by laser welding.
  • Fuel distribution line is held on the inlet nozzle 12, it may either be pushed onto the inlet nozzle 12 and be mounted together with this, so that the spacer 62 after welding only has to be pushed axially into its final position in the outflow direction over the weld 64, or Spacer 62 may be formed in the form of two half-shells, which are mounted after welding around the inlet nozzle 12.
  • the two components inlet nozzle 12 and nozzle body 2 are designed as deep-drawn parts. This advantageously reduces the manufacturing costs, since the production by machining techniques can be limited to a few components in the region of the magnetic circuit element 60.
  • Components also have the advantage of being light and thus not contributing unnecessarily to the total weight.
  • Deep drawing is also a process that allows a wide variety of variations and flexibility in terms of length and connection geometries.
  • V a further variant is shown schematically and designated V, which largely dispenses with the flange 22, which provides for the local fixation of the O-ring 19a, by the diameter of the nozzle body 2 over its axial length except for a circumferential groove 69, in which the O-ring 19a is inserted, remains constant.
  • V which largely dispenses with the flange 22, which provides for the local fixation of the O-ring 19a, by the diameter of the nozzle body 2 over its axial length except for a circumferential groove 69, in which the O-ring 19a is inserted, remains constant.
  • This form is even easier to produce and cheaper to manufacture.
  • ZulaufStutzens 12 Another advantage of the deep-drawn ZulaufStutzens 12 is the ability to set this only after the adjustment of the dynamic flow rate by adjusting the bias of the return spring 38 by means of a sleeve 70. This implies a simpler adjustability of the fuel injection valve 1, since the adjustment tools do not have to be threaded through the inlet nozzle 12. The tools needed therefore need not be varied for different settings for different lengths of inlet nozzle, which allows a faster process flow and thus also a cost savings.

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Description

Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zu dessen Montage
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren zur Montage eines derartigen Brennstoffeinspritzventils nach Anspruch 15.
Beispielsweise ist aus der DE 197 12 922 Al ein
Brennstoffeinspritzventil bekannt, welches insbesondere für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen geeignet ist. Es umfaßt ein Gehäuse, einen Ansaugstutzen für den Anschluß an eine BrennstoffZuführungsleitung, einen von dem Zulaufstutzen stromabwärts angeordneten Ventilsitzträger, einen am Ventilsitzträger befestigten Ventilsitzkörper mit einer Ventilsitzfläche und einen Ventilschließkörper, der zwischen einer an der Ventilsitzfläche anliegenden Schließstellung und einer davon abgehobenen Offenstellung bewegbar ist. Der Zulaufstutzen und der Ventilsitzträger bestehen jeweils aus einem Blechteil, welche durch Verformungsbeanspruchung verformt und zur Bildung eines Gehäuses miteinander verbunden sind.
Nachteilig bei dem aus der obengenannten Druckschrift bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere die große Anzahl erforderlicher Bauteile und die damit verbundenen hohen Herstellungs- und Montagekosten. Zudem ist das dargestellte Brennstoffeinspritzventil schwierig zu montieren. Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 haben demgegenüber den Vorteil, daß das Brennstoffeinspritzventil aus wenigen Baugruppen besteht, die entweder vormontiert oder in einfacher Weise hergestellt und montiert werden können, indem ein Zulaufstutzen und ein Düsenkörper als Tiefziehteile ausgeführt sind, die an einem Magnetkreiselement fixiert werden .
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Vorteilhafterweise können tiefgezogene Bauteile beliebig in ihrer Form und Ausgestaltung variiert werden, um eine optimale Anpassung an die Einbaubedingungen des Brennstoffeinspritzventils zu ermöglichen.
Weiterhin ist von Vorteil, daß die tiefgezogenen Bauteile einfach und kostengünstig herstellbar sind.
Von Vorteil ist außerdem, daß durch den einfachen Aufbau eine Einstellung des dynamischen Durchflusses vor der Endmontage des Brennstoffeinspritzventils möglich ist.
Weiterhin ist von Vorteil, daß Komponenten anderer
Brennstoffeinspritzventile ohne der Notwendigkeit der Umgestaltung in Kombination mit den tiefgezogenen Bauteilen verwendet werden können. Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein
Brennstoffeinspritzventil gemäß dem Stand der
Technik, und
Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch ein
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Brennstoffeinspritzventils .
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Bevor nachfolgend anhand von Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielhaft beschrieben wird, wird zunächst zum besseren Verständnis der Erfindung ein Brennstoffein- spritzventil gemäß dem Stand der Technik bezüglich seiner wesentlichen Merkmale gemäß Fig. 1 beschrieben.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 gemäß Fig. 1 eignet sich für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen und weist einen Düsenkörper 2 auf. Der Düsenkörper 2 bildet mit seinem freien Ende das abspritzseitige Ende 3 des Brennstoffeinspritzventils 1. Ein Ventilsitzkörper 4 weist eine kegelförmige Ventilsitzfläche 5 auf, die dem abspritzseitigen Ende 3 abgewandt ist und an die sich zum abspritzseitigen Ende 3 hin eine Ausnehmung 6 anschließt. Die Ventilsitzfläche 5 wirkt mit einem Ventilschließkörper 7 zusammen, der bei der vorliegenden Ausgestaltung zumindest in seinem der Ventilsitzfläche 5 benachbarten Bereich teilkugelförmig geformt ist und mit einem einstückig angeformten Schaft 7a eine hohle Ventilnadel 8 bildet. Der Ventilsitzkörper 7 ist in einem hülsenförmigen Ventilsitzträger 9 angeordnet und befestigt. Der Ventilsitzträger 9 ist an seinem dem abspritzseitigen Ende 3 abgewandten Ende durch eine mechanische Verbindung 11 mit einem hülsenförmigen Zulaufstutzen 12 verbunden, mit dem er ein hülsenförmiges Gehäuse 13 bildet, in dem sich axial durchgehend ein Strömungsdurchgang 14 für den Brennstoff erstreckt.
Der im Querschnitt runde Ventilsitzträger 9 ist in seinem stromaufwärtigen Endbereich in seinem Durchmesser stufenförmig erweitert, wodurch sich im stromabwärtigen Endbereich ein im wesentlichen hohlzylindrischer Umfangswandabschnitt 15 ergibt, an den sich stromaufwärts ein vorzugsweise rechtwinklig zu Längsmittelachse 16 des Gehäuses 13 angeordneter Stufenwandabschnitt 17 und ein zweiter hohlzylindrischer Wandabschnitt 18 anschließen. Im stromabwärtigen Endbereich des Ventilsitzträgers 9 befindet sich eine z.B. durch einen O-Ring 19a gebildete Ringdichtung 19 zur Abdichtung des
Ventilsitzträgers 9 in einer ihn aufnehmenden Aufnahmeöffnung. Zur axialen Sicherung der Ringdichtung 19 sind an den Ventilsitzträger 9 zwei einen axialen Abstand voneinander aufweisende und den O-Ring 19a zwischen sich aufnehmende Flansche 21, 22 angeformt, von denen der stromaufwärtige Flansch 22 durch eine vorzugsweise gefaltete Außensicke gebildet ist.
Der Zulaufstutzen 12 weist ebenfalls die Form einer zylindrischen oder stufenzylindrischen Hülse auf, die bei der vorliegenden Ausgestaltung in ihrem stromaufwärtigen Endbereich in ihrer Querschnittsgröße zur Aufnahme eines Filters 23 stufenförmig erweitert ist. Am stromabwärtigen Ende des ZulaufStutzens 12 ist ein Flansch 24 angeformt, dessen Außendurchmesser dem Außendurchmesser des zweiten
Umfangswandabschnitts 18 des Ventilsitzträgers 9 in etwa entspricht. Im stromaufwärtigen Endbereich ist dem Zulaufstutzen 12 eine Ringdichtung 25 zugeordnet, vorzugsweise ein den Zulaufstutzen 12 umgebender O-Ring 25a zur Abdichtung einer auf den 6 Zulaufstutzen 12 aufsteckbaren, nicht dargestellten Brennstoffleitung. Zur axialen Sicherung des Dichtungsringes 25a weist der Zulaufstutzen 12 zwei einen axialen Abstand voneinander aufweisende und den Dichtungsring 25a zwischen sich aufnehmende, angeformte Flansche 26, 27 auf, von denen der stromaufwärtige Flansch 26 durch eine Außensicke gebildet ist, die ggf. gefaltet sein kann.
Die mechanische Verbindung 11 zwischen dem Ventilsitzträger 9 und dem Zulaufstutzen 12 ist von formschlüssig wirksamer Art. Hierzu können an einem dieser Teile mehrere Verbindungszapfen 29 angeordnet sein, die in das andere Teil formschlüssig eingreifen oder es übergreifen. Bei der vorliegenden Ausgestaltung sind am Ventilsitzträger 9 zwei oder mehr, z. B. drei, auf dem Umfang verteilt angeordnete Verbindungszapfen 29 angeformt, die zugehörige randseitige Ausnehmungen 31 entsprechender Querschnittsform im Flansch 24 durchfassen und an dessen dem Ventilschließkörper 7 abgewandter Seite durch wenigstens eine Kerbe verstemmt oder umgebogen sind und somit den Flansch 24 formschlüssig hintergreifen und am Ventilsitzträger 9 sichern.
Die Ventilnadel 8 ist mit dem Ventilschließkörper 7 in Form einer einteiligen zylindrischen oder stufenförmig zylindrischen Hülse mit einem stromabwärtig geschlossenen Ende ausgebildet. Sie weist in ihrer Längsrichtung hintereinanderliegend drei im Querschnitt unterschiedlich große Umfangswandabschnitte 32, 33, 34 auf, die sich stromaufwärts progressiv im Querschnitt vergrößern, vorzugsweise mit konischen Übergangsbereichen 35, 36. Der mittlere Umfangswandabschnitt 33 weist einen Innenflansch 37 auf, der durch eine Innensicke gebildet ist. Der mittlere und der stromaufwärtige Umfangswandabschnitt 33, 34 weisen eine hohlzylindrische Querschnittsform auf.
Der Innenflansch 37 dient als Schulterfläche und Widerlager für eine stromaufwärts von ihm angeordnete Rückstellfeder 38 in Form einer wendeiförmigen Druckfeder, die in ihrem stromaufwärtigen Endbereich relativ zum Innendurchmesser der hier im Querschnitt verjüngten Umfangswand 12a des
ZulaufStutzens 12 mit einem Durchmesser-Übermaß ausgebildet und in die hohlzylindrische Umfangswand 12a eingepreßt ist. Der sich aus der Größe des Übermaßes ergebende Preßsitz für die Rückstellfeder 38 in der Umfangswand 12a ist so fest, daß im Betrieb des Brennstoffeinspritzventils 1 ein unbeabsichtigtes Verrutschen des eingepressten Federendes unter den sich im Betrieb ergebenden Spannungen ausgeschlossen ist, ein Montieren der Rückstellfeder 38 durch Einschieben in die hohlzylindrische Umfangswand 12a mit einer bestimmten axialen Einpresskraft jedoch möglich ist. Das Öffnen des Brennstoffeinspritzventils 1 erfolgt durch die axiale Bewegung der Ventilnadel 8 entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 38.
Die Ventilsitzfläche 5 ist durch die Schulterfläche einer Ausnehmung 39 gebildet, die in einem sich von der Ventilsitzfläche 5 stromaufwärts erstreckenden Längsabschnitt a mit der Mantelfläche des Ventilschließkörpers 7 in Gleitkontakt steht, stromaufwärts davon divergent ausgebildet ist und in einem axialen Abstand vor dem Übergangsbereich 35 der Ventilnadel 8 endet. Der Längsabschnitt a bildet einen axialen Führungsabschnitt 41 für den Ventilschließkörper 7. Um einen Durchgang für den Brennstoff im Bereich dieser Führung zu gewährleisten, ist die Querschnittsform entweder der
Innenmantelfläche der Ausnehmung 39, vorzugsweise aber die Außenumfangsflache im radialen Außenwandbereich des teilkugelförmigen Ventilschließkörpers 7 mehreckig mit sich zwischen den Ecken erstreckenden Tangentialflachen am Ventilsitzkörper 4 (nicht dargestellt) oder Sekantialflachen 7b am Ventilschließkörper 7 ausgebildet. Bei der vorliegenden Ausgestaltung ist der radiale Äquatorialbereich des teilkugelförmigen Ventilschließkörpers 7 entsprechend mehreckig, z.B. sechseckig, ausgebildet.
In dem vom Umfangswandabschnitt 18 des Ventilsitzträgers 9 und der Ventilnadel 8 einerseits radial sowie vom
Stufenwandabschnitt 17 des Ventilsitzträgers 9 und dem Flansch 24 des ZulaufStutzens 12 andererseits begrenzten freien Ringraum 42 ist ein ringförmiger Spulenkörper 43 vorzugsweise aus Kunststoff angeordnet, in den eine Magnetspule 44 eingebettet ist, die eine elektromagnetische Betätigung der Ventilnadel 8 ermöglicht. Der Spulenkörper 43 besteht aus einem ringförmigen Basisteil 45, das am Flansch 24 und am Umfangswandabschnitt 18 anliegt. Vom Innenumfang des Basisteils 45 erstreckt sich stromabwärts eine hohlzylindrische Innenumfangswand 46 mit einem Flansch 47, die einen Ringraum 48 begrenzt, in dem die Magnetspule 44 eingebettet und durch eine Hülse 49 aus elektrisch nicht leitendem Material, insbesondere Kunststoff, abgedeckt ist.
Die axiale Abmessung des Spulenkörpers 43 kann so lang bemessen sein, daß er die Distanz zwischen dem Flansch 24 und dem
Stufenwandabschnitt 17 ausfüllt. Hierdurch kann bereits eine Abdichtung des Innenraums des Brennstoffeinspritzventils 1 bezüglich einer Teilungsfuge 51 zwischen dem Ventilsitzkörper 4 und dem Zulaufstutzen 12 verwirklicht sein. Vorzugsweise sind an den axialen Stirnflächen des Spulenkörpers 43
Ringdichtungen, hier jeweils ein Dichtungsring, vorgesehen. Bei der vorliegenden Ausgestaltung ist an der stromabwärtigen Stirnfläche ein Quadring 52 angeordnet, der auf einem axialen Ringvorsprung 53 des Spulenkörpers 43 sitzt. Stromaufwärts ist ein O-Ring 54 in einer ihn aufnehmenden Ringnut 55 in der stromaufwärtigen Stirnseite des Spulenkörpers 43 angeordnet. Am Spulenkörper 43 ist seitlich ein Verbindungshals 43a angeformt, der sich durch eine passende, stromaufwärts ausmündende Öffnung 18a in der Umfangswand 18 nach außen erstreckt und einen Anschlußstecker 43b mit elektrischen Kontaktelementen 43c trägt, die mit der Magnetspule 44 verbunden sind.
Der Ventilnadel 8 ist ein Führungsabschnitt 56 zugeordnet, der durch den Spulenkörper 43 gebildet ist. Bei der vorliegenden Ausgestaltung ist der Führungsabschnitt 56 zwischen dem stromaufwärtigen Umfangswandabschnitt 34 und dem Basisteil 45 vorgesehen, an dessen vorzugsweise im Querschnitt verringerten, zylindrischen Innenumfangsflache die zylindrische Außenumfangsflache des Umfangswandabschnittes 34 in Gleitkontakt steht. Vorzugsweise weist das Basisteil 45 am stromaufwärtigen Bereich seines Innenumfangs eine Erweiterung auf, wodurch ein freier Ringspalt 57 für den stromaufwärtigen Außenrand der Ventilnadel 8 gebildet ist. Zwischen den Führungsabschnitten 41, 56 weist der Schaft 7a einen radialen Abstand zum Spulenkörper 43 und zum Umfangswandabschnitt 15 auf.
Die Länge der Ventilnadel 8 ist so groß, dass bei Anlage ihres Ventilschließkörpers 7 an der Ventilsitzfläche 5 ein axialer Abstand b zwischen der Ventilnadel 8 und dem Flansch 24 des ZulaufStutzens 12 besteht, der dem Ventilnadelhub entspricht. Der Zulaufstutzen 12, im Ausführungsbeispiel sein Flansch 24, bildet somit einen Anschlag 58 für die Hubbewegung der
Ventilnadel 8. Die Ventilnadel 8 durchragt also vollständig die Magnetspule 44. Der Magnetfluß leitende Zulaufstutzen 12 bildet deshalb keinen Kern im Sinne bekannter elektromagnetisch betätigbarer Ventile, sondern stellt nur ein Gehäuseteil dar, das dünnwandig ausführbar ist. Die Ventilnadel 8 bildet den Magnetkern der Magnetspule 44. Ein spezieller an der Ventilnadel 8 anzubringender Ankerkörper ist nicht erforderlich.
Der Ventilsitzträger 9, der Zulaufstutzen 12 und die Ventilnadel 8 sind jeweils aus einem Blechformteil aus ferromagnetischem Metall, insbesondere ferromagnetischem Stahl, gebildet, das durch eine die Fließgrenze überschreitende Verformungs-Beanspruchung, z.B. eine Zug- oder Druckbeanspruchung, seines Materials aus einem Rohling bzw. vorgefertigtem Teil in seine Endform verformbar ist, vorzugsweise durch Tiefziehen. Bei dem Rohling bzw. vorgefertigten Teil kann es sich z. B. um eine ebene Platine oder um ein Rohrstück handeln. Beim Ventilsitzträger 9, Zulaufstutzen 12 und bei der Ventilnadel 8 handelt es sich somit jeweils um ein einteilig geformtes Bleichteil Bl, B2, B3 von im wesentlichen gleicher Wanddicke, das sich durch bekannte Verformungsmaßnahmen einfach und schnell herstellen läßt und sich durch eine verhältnismäßig große Festigkeit bzw. Stabilität bei geringem Gewicht auszeichnet. Dabei lassen sich die Sekantialflachen 7b am Ventilschließkörper 7 ebenfalls anformen. Es ist jedoch auch möglich, die Sekantialflachen 7b durch spanabhebende Nachbearbeitung herzustellen. Zur axialen Fixierung des Ventilsitzkörpers 4 dient eine z.B. topfförmige Spritzlochscheibe 59 vorzugsweise aus Stahl, deren Umfangsrand an die Innenquerschnittsgröße des Ventilsitzträgers 9 angepaßt ist und die in einer vorzugsweise axial versenkten Position am abspritzseitigen Ende an dessen Innenwand befestigt ist, vorzugsweise durch Schweißen. Zwecks Fixierung des Ventilsitzkörpers 4 in axialer Richtung ist dieser mit der Spritzlochscheibe 59 durch Schweißen verbunden. Das aus Ventilsitzkörper 4 und Spritzlochscheibe 59 gebildete Ventilsitzteil ist durch Schweißen im Bereich der Spritzlochscheibe 59 fest mit dem Ventilsitzträger 9 verbunden.
Die den Ringraum 42 begrenzenden Abschnitte des Ventilsitzträgers 9, des ZulaufStutzens 12 und der Ventilnadel 8, im Ausführungsbeispiel der Umfangswandabschnitt 18, der
Stufenwandabschnitt 17, der Flansch 24 und der Schaft 7a der Ventilnadel 8 bilden Leitelemente Ll, L2, L3, L4 für den magnetischen Fluß der Magnetspule 44.
Im Betrieb strömt der Brennstoff axial durch den Zulaufstutzen 12 und den stromaufwärts offenen Schaft 7a der Ventilnadel 8. Vor dem Ventilschließkörper 7, im Ausführungsbeispiel im schrägen Übergangsbereich 35 zwischen den Umfangsabschnitten 32, 33, sind Durchgangslöcher im Mantel des Schaftes 7a angeordnet, von denen der Brennstoff axial weiter in Richtung zur Ventilsitzfläche 5 strömt.
Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils 1 gemäß dem Stand der Technik weist in Bezug auf die Herstellung und die Montage der einzelnen Komponenten einige Nachteile auf, welche zu hohen Kosten bei der Herstellung des Brennstoffeinspritzventils 1, zu geringer Haltbarkeit und dadurch zu Schäden während des Betriebs des Brennstoffeinspritzventils 1 führen können.
Insbesondere die Verbindung des Düsenkörpers 2 mit dem Zulaufstutzen 12 durch eine Clipverbindung ist störungsanfällig. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, muß die Fertigung der einzelnen Bauteile dabei sehr genau erfolgen und erfordert eine Fülle von zusätzlichen Bauteilen zur Abdichtung und Kapselung der Bauteile des Magnetkreises.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1 dargestellt, welches einen demgegenüber stark vereinfachten Aufbau aufweist, so daß die oben genannten Nachteile umgangen und die Herstellungs- und Montagekosten für das Brennstoffeinspritzventil erheblich gesenkt werden können und zugleich eine zuverlässige Anbindung des
Brennstoffeinspritzventils 1 an ein Saugrohr bzw. an eine BrennstoffVerteilerleitung ermöglicht .
Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, wie in Fig. 2 anhand eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1 dargestellt, den Zulaufstutzen 12 und den Düsenkörper 2 als Tiefziehteile herzustellen, die mit einem vorgefertigten Magnetkreiselement 60 montiert werden. In Fig. 2 sind gleiche Bauteile mit übereinstimmenden
Bezugszeichen versehen. Auf eine wiederholende Beschreibung bereits beschriebener Bauteile wurde verzichtet.
Im Unterschied zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils 1 gemäß dem Stand der Technik weist das in Fig. 2 beschriebene erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel eines
Brennstoffeinspritzventils 1 ein Magnetkreiselement 60 mit einem rohrförmigen Innenpol 63 und einem Außenpol 65 und einen darin geführten Anker 67 auf, welcher mit der Ventilnadel 7a kraftschlüssig verbunden ist. Ein Gehäusebauteil 68 als Teil des Außenpols kapselt das Magnetkreiselement 60.
Das Magnetkreiselement 60 kann dabei vorgefertigt werden und wird abschließend mit dem Zulaufstutzen 12 und dem Düsenkörper 2 versehen. Hierbei wird an einem zulaufseitigen Ende 61 des Magnetkreiselements 60 zunächst der Zulaufstutzen 12 z. B. auf einem Absatz des Innenpols 63 aufgesetzt und mit dem rohrförmigen Innenpol 63 des Magnetkreiselements 60 über eine Schweißnaht 64 verschweißt, vorzugsweise durch Laserschweißen.
Ein Distanzstück 62, durch welches der Dichtungsring 25a zur Abdichtung gegenüber einer nicht weiter dargestellten
Brennstoffverteilerleitung auf dem Zulaufstutzen 12 gehalten wird, kann dabei entweder auf dem Zulaufstutzen 12 aufgeschoben sein und mit diesem gemeinsam montiert werden, so daß das Distanzstück 62 nach dem Schweißen nur noch axial in seine Endposition in Abströmrichtung über die Schweißnaht 64 geschoben werden muß, oder das Distanzstück 62 kann in Form zweier Halbschalen ausgebildet sein, die nach dem Verschweißen um den Zulaufstutzen 12 montiert werden.
Abströmseitig des Magnetkreiselements 60 wird der Düsenkörper 2 in ähnlicher Weise montiert, indem dieser auf einen Außenpol 65 des Magnetkreiselements 60 aufgesetzt und über eine Schweißnaht 66 mit diesem verbunden wird. Auch hier bietet sich als Schweißtechnik insbesondere Laserschweißen an.
Die beiden Bauteile Zulaufstutzen 12 und Düsenkörper 2 sind dabei als Tiefziehteile konzipiert. Dies senkt vorteilhafterweise die Herstellungskosten, da sich die Herstellung durch zerspanende Techniken auf wenige Bauteile im Bereich des Magnetkreiselements 60 beschränken kann. Die
Bauteile haben zudem den Vorteil, leicht zu sein und somit nicht unnötig zum Gesamtgewicht beizutragen.
Tiefziehen ist zudem ein Verfahren, welches eine große Variationsvielfalt und Flexibilität hinsichtlich der Länge und der Anschlußgeometrien erlaubt. Als Beispiel hierfür ist in Fig. 2 im Bereich des Düsenkörpers 2 links eine weitere Variante schematisch dargestellt und mit V bezeichnet, welche auf den Flansch 22, welcher für die örtliche Fixierung des O- Rings 19a sorgt, weitgehend verzichtet, indem der Durchmesser des Düsenkörpers 2 über seine axiale Länge bis auf eine umlaufende Nut 69, in welche der O-Ring 19a eingelegt wird, konstant bleibt. Diese Form ist noch einfacher herstellbar und kostengünstiger zu fertigen.
Weiterhin ist es möglich, durch den tiefgezogenen Zulaufstutzen 12 und Düsenkörper 2 eine Vielzahl vorhandener Bauteile aus herkömmlichen Brennstoffeinspritzventilen 1 zu verwenden.
Ein weiterer Vorteil des tiefgezogenen ZulaufStutzens 12 ist die Möglichkeit, diesen erst nach der Einstellung der dynamischen Durchflußmenge durch Einstellen der Vorspannung der Rückstellfeder 38 mittels einer Hülse 70 aufzusetzen. Dies impliziert eine einfachere Einstellbarkeit des Brenn- stoffeinspritzventils 1, da die Einstellwerkzeuge nicht durch den Zulaufstutzen 12 gefädelt werden müssen. Die benötigten Werkzeuge müssen somit nicht für verschiedene Einstellungen für verschieden lange Zulaufstutzen variiert werden, was einen schnelleren Prozeßablauf und dadurch ebenfalls eine Kosteneinsparung ermöglicht.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt und z.B. auch für Brennstoffeinspritzventile 1 zur Verwendung in selbstzündenen Brennkraftmaschinen geeignet.

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem Zulaufstutzen (12) für den Anschluß an eine Brennstoffverteilerleitung, einem von dem
Zulaufstutzen (12) stromabwärts angeordneten Düsenkörper (2) , sowie mit einem Magnetkreiselement (60), aufweisend eine Magnetspule (44), einen Innenpol (63) und einen Außenpol (65, 68), sowie mit einem Anker (67), der mit einer Ventilnadel (7a) so in kraftschlüssiger Verbindung steht, daß bei Bestromen der Magnetspule (44) ein an der Ventilnadel (7a) angeordneter Ventilschließkörper (7) von einer Ventilsitzfläche (5) abhebt, dadurch gekennzeichnet:, daß der Zulaufstutzen (12) und der Düsenkörper (2) als tiefgezogene Bauteile hergestellt sind, und daß der Zulaufstutzen (12) und der Düsenkörper (2) an dem Magnetkreiselement (60) fixiert sind.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet:, daß der Zulaufstutzen (12) mittels einer Schweißnaht (64) an dem Innenpol (63) fixiert ist.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet:, daß der Düsenkörper (2) mittels einer Schweißnaht (66) an dem Außenpol (65) fixiert ist.
4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet:, daß die Schweißnähte (64, 66) durch Laserschweißen hergestellt sind.
5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet:, daß ein radialer Durchmesser des Düsenkörpers (2) über seine axiale Länge gestuft ist.
6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet:, daß der Düsenkörper (2) einen ersten Flansch (21) und einen zweiten Flansch (22) aufweist.
7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet:, daß zwischen den Flanschen (21, 22) eine Ringdichtung (19) angeordnet ist.
8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet:, daß ein radialer Durchmesser des Düsenkörpers (2) über seine axiale Länge bis auf eine Nut (69) konstant ist.
9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet:, daß in der Nut (69) eine Ringdichtung (19) angeordnet ist.
10. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet:, daß der Zulaufstutzen (12) einen Flansch (27) aufweist.
11. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet:, daß um den Zulaufstutzen (12) ein Distanzstück (62) angeordnet ist.
12. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet:, daß zwischen dem Flansch (27) und dem Distanzstück (62) eine Ringdichtung (25) angeordnet ist.
13. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet:, daß das Distanzstück (62) einstückig ausgebildet und axial verschieblich auf dem Zulaufstutzen (12) angeordnet ist.
14. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet:, daß das Distanzstück (62) in Form zweier Halbschalen ausgebildet ist.
15. Verfahren zur Montage eines Brennstoffeinspritzventils (1) , insbesondere eines Brennstoffeinspritzventils für
Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem Zulaufstutzen (12) für den Anschluß an eine
Brennstoffverteilerleitung, einem von dem Zulaufstutzen (12) stromabwärts angeordneten Düsenkörper (2) , sowie mit einem Magnetkreiselement (60), aufweisend eine Magnetspule (44), einen Innenpol (63) und einen Außenpol (65), sowie mit einem Anker (67), der mit einer Ventilnadel (7a) so in kraftschlüssiger Verbindung steht, daß bei Bestromen der Magnetspule (44) ein an der Ventilnadel (7a) angeordneter Ventilschließkörper (7) von einer Ventilsitzfläche (5) abhebt, wobei der Zulaufstutzen (12) und der Düsenkörper (2) als tiefgezogene Bauteile hergestellt sind, und der Zulaufstutzen (12) und der Düsenkörper (2) an dem Magnetkreiselement (60) fixiert sind, wobei daß das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfaßt:
- Vormontieren des Magnetkreiselements (60), - Aufsetzen des Düsenkörpers (2) und Verschweißen mit dem Außenpol (65) ,
- Einstellen des dynamischen Durchflusses des Brennstoffeinspritzventils (1) durch Einstellen einer Vorspannung einer Rückstellfeder (38) ,
- Vormontieren eines Distanzstücks (62) auf dem Zulaufstutzen
(12) und
- Aufsetzen des ZulaufStutzens (12) und Verschweißen mit dem Innenpol (63) .
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet:, daß der vierte Verfahrensschritt in der Reihenfolge austauschbar ist.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet:, daß der Verfahrensschritt des Vormontierens des Distanzstücks (62) ein Aufschieben des Distanzstücks (62) auf den Zulaufstutzen (12) vor dem Verschweißen des ZulaufStutzens (12) auf dem Innenpol (63) sowie eine axiale Verschiebung des Distanzstücks (62) in einer Abströmrichtung über eine den Zulaufstutzen (12) mit dem Innenpol (63) verbindende Schweißnaht (64) umfaßt.
18. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet:, daß der Verfahrensschritt des Vormontierens des Distanzstücks (62) ein Montieren des aus zwei Halbschalen bestehenden Distanzstücks (62) auf den Zulaufstutzen (12) nach dem
Verschweißen des ZulaufStutzens (12) auf dem Innenpol (63) umfaßt .
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