EP2290221A1 - Apparatus for injecting fuel - Google Patents

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EP2290221A1
EP2290221A1 EP10164971A EP10164971A EP2290221A1 EP 2290221 A1 EP2290221 A1 EP 2290221A1 EP 10164971 A EP10164971 A EP 10164971A EP 10164971 A EP10164971 A EP 10164971A EP 2290221 A1 EP2290221 A1 EP 2290221A1
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EP
European Patent Office
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needle
valve needle
valve
fuel
valve body
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10164971A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin Mueller
Thomas Sebastian
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • 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
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/16—Sealing of fuel injection apparatus not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to a device for injecting fuel with an improved arrangement of the guiding, force introduction and sealing positions on a valve needle.
  • both guides can not be realized on a component (the valve body), which can lead to a long tolerance chain of the individual components and poor leadership properties of the valve needle in the injector.
  • the device according to the invention for the injection of fuel with the features of claim 1 has the advantage over that this has significantly improved guiding properties of a valve needle in a valve body due to the changed arrangement of guiding, sealing and force introduction positions.
  • This is inventively achieved in that in the apparatus starting from an injection-side end of the valve needle in series successively first a first needle guide, then a second needle guide, then a force introduction position and finally a sealing position are arranged. Due to the arrangement of the seal between an actuator chamber and a fuel chamber after the force introduction position of a restoring element possibly occurring transverse forces on the return element therefore a very short lever arm. Therefore, an optimized introduction of force is possible without disturbing the guiding properties of the valve needle in the valve body.
  • the fuel injection device comprises the first needle guide and the second needle guide disposed on the valve body.
  • both guides are arranged on the same component, optimal guidance of the valve needle in the valve body and a particularly cost-effective production are possible.
  • valve body is integrally formed.
  • the valve body is integrally formed.
  • the restoring element has a spring plate, which is connected to the valve needle and the sealing element. Due to the fact that the spring plate with the valve needle and the sealing element, for. B. by means of a weld, is connected, an additional required seal can be saved and the number of components of the device can be minimized.
  • the remindstellelment is a coil spring, which is formed substantially cylindrical.
  • a inexpensive coil spring component costs of the device can be further reduced.
  • the device further comprises a filter which is arranged immediately in front of an inlet opening formed in the valve body or in this.
  • a filter which is arranged immediately in front of an inlet opening formed in the valve body or in this.
  • the filter is disposed within the return element.
  • the filter on the valve body, z. B. by pressing, fastened without further components and the reset element simply pushed over it.
  • the sealing element is designed as a bellows.
  • the sealing function can be ensured by means of a robust, durable and cost-effective component.
  • FIG. 1 a device 1 for injecting fuel according to a preferred embodiment of the invention described in detail.
  • the device 1 for injecting fuel comprises a piezoactuator 2, which is connected to an outwardly opening valve needle 3, which is arranged in an integrally formed valve body 4.
  • the valve needle 3 has, at an injection-side end 3a in the vicinity of an injection nozzle 13, a first needle guide 5 and in the direction of an actuator-side end 3b a second needle guide 6, on which the valve needle 3 is guided in the valve body 4.
  • the inventive device 1 for injecting fuel further comprises a return element 7 for transmitting a restoring force, preferably in the form of a in FIG. 1 formed cylindrical coil spring is formed, which is supported in the direction of the injection nozzle 13 on a shoulder 4a of the valve body 4.
  • the return element 7 also has a spring plate 15 which is connected to the valve needle 3, z. B. by means of a weld or an alternative attachment method is connected.
  • the attachment between the spring plate 15 and the valve needle 3 defines a force introduction position 8 at which the actuating force of the piezoelectric actuator 2 is transmitted to the return element 7.
  • the force introduction position 8 is arranged, starting from the injection-side end 3a of the valve needle 3, after the first needle guide 5 and the second needle guide 6.
  • the spring plate 15 has, in the direction of the piezoelectric actuator 2, a flange-shaped end region 14, to which a sealing element 9 is fastened to the spring plate 15 by means of a weld seam or an alternative fastening method.
  • the sealing element 9 is, as in FIG. 1 shown, preferably designed as bellows.
  • the attachment between the spring plate 15 and the sealing element 9 defines a sealing position 12, which, starting from the injection-side end 3a of the valve needle 3, is arranged after the force introduction position 8.
  • the sealing element 9 seals an actuator space 10, in which the piezoelectric actuator 2 is arranged, from a fuel space 11 filled with fuel.
  • the fuel space 11 is divided into a plurality of sections and has an injection space 11a formed between the injection-side end 3a of the valve needle 3 and the valve body 4 and a spring receiving space 11b in which the return element 7 is arranged.
  • a feed space 11 c which is formed between the sealing element 9 and an inner surface of a holding part 18.
  • a feed opening 19 is formed, via which the supply space 11c of the fuel is supplied, which then flows into the spring receiving space 11b and then through an opening formed in the valve body 4 inlet opening 17 into the injection chamber 11a.
  • a filter 16 is disposed within the coil spring 7, which is pressed onto the valve body 4 and thereby fixed.
  • an arrangement of the filter 16 in the inlet opening 17 is possible.
  • the fuel flowing in via the feed space 11c and the spring receiving space 11b must pass the filter 16 before (or in) the feed opening 17 in order to reach the injection space 11a.
  • sealing and force introduction positions over the prior art is changed so that starting from the injection-side end 3a of the valve needle 3 row successively first first needle guide 5, then the second needle guide 6, then the force introduction position 8 and finally the sealing position 12 are arranged.
  • the force introduction position 8 due to its arrangement between the second needle guide 6 and the sealing position 12, has only a very short distance and thus small lever arm to the second needle guide 6 of the valve needle 3, no force can be applied to the return element 7 by the actuating force of the piezoactuator 2 or only minimal lateral forces on the return element 7 occur. Therefore, the use of a cost-effective coil spring as return element 7 instead of more expensive designs of springs is possible, which must compensate for the lateral forces occurring in the prior art due to a greater distance or lever arm between the positions of the application of force of the restoring force and the leadership of the valve needle 3. In addition, the guidance properties of the valve needle 3 are significantly improved by the improved introduction of force and the friction and wear on the needle guides 5, 6 significantly reduced.

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Abstract

The device (1) has a valve needle (3) open towards outside, a piezoactuator (2) which is connected with the valve needle to actuate the valve needle and a valve body (4), in which the valve needle is arranged. The valve body has two needle guides (5,6), on which the valve needle is guided. A restoring element (7) is provided which is connected with the valve needle on a force introducing position for transmitting a restoring force. A sealing element (9) provides a sealing between an actuator chamber (10) and a fuel chamber (11).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff mit einer verbesserten Anordnung der Führungs-, Krafteinleitungs- und Abdichtungspositionen an einer Ventilnadel.The present invention relates to a device for injecting fuel with an improved arrangement of the guiding, force introduction and sealing positions on a valve needle.

Im Bereich der Kraftstoff-Direkteinspritzung werden beim Stand der Technik nach außen öffnende Piezo-Injektoren verwendet, bei denen eine zweifache Führung der Ventilnadel am einspritzseitigen Ende eines Ventilkörpers erfolgt, aber die Abdichtung des Aktorraums zum Kraftstoffraum zwischen der Krafteinleitungsposition des Piezoelements und den Führungen der Ventilnadel angeordnet ist. Dies führt zu einem sehr langen Hebelarm für die Querkräfte, die durch ein Rückstellelement eingeleitet werden. Um die daraus resultierenden hohen inneren Reibkräfte und den damit verbundenen übermäßigen Verschleiß des Injektors zu reduzieren, ist bei dieser Bauform die Verwendung von teuren Rohrfederhülsen als Rückstellelement erforderlich.In the field of direct fuel injection external-opening piezo injectors are used in the prior art, in which a double guiding the valve needle takes place at the injection end of a valve body, but the seal of the actuator chamber to the fuel space between the force introduction position of the piezoelectric element and the guides of the valve needle is arranged. This leads to a very long lever arm for the transverse forces, which are initiated by a return element. In order to reduce the resulting high internal friction forces and the associated excessive wear of the injector, the use of expensive tubular spring sleeves is required as a restoring element in this design.

Bei alternativen Bauformen, bei denen die Abdichtung zwischen den Führungen der Ventilnadel platziert sind, können beide Führungen nicht mehr an einem Bauteil (dem Ventilkörper) realisiert werden, was zu einer langen Toleranzkette der einzelnen Bauteile und mangelhaften Führungseigenschaften der Ventilnadel im Injektor führen kann.In alternative designs, in which the seal between the guides of the valve needle are placed, both guides can not be realized on a component (the valve body), which can lead to a long tolerance chain of the individual components and poor leadership properties of the valve needle in the injector.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Einspritzung von Kraftstoff mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass diese aufgrund der veränderten Anordnung von Führungs-, Dichtungs- und Krafteinleitungspositionen signifikant verbesserte Führungseigenschaften einer Ventilnadel in einem Ventilkörper aufweist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass in der Vorrichtung ausgehend von einem einspritzseitigen Ende der Ventilnadel in Reihe nacheinander zuerst eine erste Nadelführung, dann eine zweite Nadelführung, danach eine Krafteinleitungsposition und abschließend eine Abdichtungsposition angeordnet sind. Aufgrund der Anordnung der Abdichtung zwischen einem Aktorraum und einem Kraftstoffraum nach der Krafteinleitungsposition eines Rückstellelements haben ggf. auftretende Querkräfte am Rückstellelement demzufolge einen sehr kurzen Hebelarm. Daher ist eine optimierte Krafteinleitung ohne störenden Einfluss auf die Führungseigenschaften der Ventilnadel im Ventilkörper möglich.The device according to the invention for the injection of fuel with the features of claim 1 has the advantage over that this has significantly improved guiding properties of a valve needle in a valve body due to the changed arrangement of guiding, sealing and force introduction positions. This is inventively achieved in that in the apparatus starting from an injection-side end of the valve needle in series successively first a first needle guide, then a second needle guide, then a force introduction position and finally a sealing position are arranged. Due to the arrangement of the seal between an actuator chamber and a fuel chamber after the force introduction position of a restoring element possibly occurring transverse forces on the return element therefore a very short lever arm. Therefore, an optimized introduction of force is possible without disturbing the guiding properties of the valve needle in the valve body.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff die erste Nadelführung und die zweite Nadelführung auf, die am Ventilkörper angeordnet sind. Dadurch, dass beide Führungen am gleichen Bauteil angeordnet sind, sind eine optimale Führung der Ventilnadel im Ventilkörper und eine besonders kostengünstige Herstellung möglich.Preferably, the fuel injection device comprises the first needle guide and the second needle guide disposed on the valve body. The fact that both guides are arranged on the same component, optimal guidance of the valve needle in the valve body and a particularly cost-effective production are possible.

Weiterhin bevorzugt ist der Ventilkörper einstückig ausgebildet. Dadurch wird eine lange Toleranzkette zwischen unterschiedlichen Bauteilen vermieden, an denen die Führung der Ventilnadel erfolgt, und somit eine sehr gute Führungsqualität der Ventilnadel gewährleistet.Further preferably, the valve body is integrally formed. As a result, a long tolerance chain between different components is avoided at which the leadership of the valve needle, and thus ensures a very good management quality of the valve needle.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Rückstellelement einen Federteller auf, der mit der Ventilnadel und dem Dichtelement verbunden ist. Dadurch, dass der Federteller mit der Ventilnadel und dem Dichtelement, z. B. mittels einer Schweißnaht, verbunden ist, kann eine zusätzliche erforderliche Dichtung eingespart und die Anzahl der Bauteile der Vorrichtung minimiert werden.According to a further preferred embodiment, the restoring element has a spring plate, which is connected to the valve needle and the sealing element. Due to the fact that the spring plate with the valve needle and the sealing element, for. B. by means of a weld, is connected, an additional required seal can be saved and the number of components of the device can be minimized.

Vorzugsweise ist das Rückstellelment eine Schraubenfeder, welche im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist. Durch die mögliche Verwendung einer kostengünstigen Schraubenfeder können die Bauteilkosten der Vorrichtung weiter reduziert werden.Preferably, the Rückstellelment is a coil spring, which is formed substantially cylindrical. By the possible use of a inexpensive coil spring component costs of the device can be further reduced.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Vorrichtung ferner einen Filter auf, der unmittelbar vor einer im Ventilkörper ausgebildeten Zulauföffnung oder in dieser angeordnet ist. Dadurch, dass der Filter in der Kraftstoffströmung mit einem zur Einspritzdüse sehr kurzen Abstand angeordnet ist, und zwischen dem Filter und der Einspritzdüse keine Schweißnaht im Inneren der Vorrichtung mehr vorhanden ist, wird erreicht, dass keine potentiellen Verschmutzungsquellen nach dem Filter vorhanden sind.According to a further preferred embodiment, the device further comprises a filter which is arranged immediately in front of an inlet opening formed in the valve body or in this. The fact that the filter is arranged in the fuel flow with a very short distance to the injector, and between the filter and the injector no weld in the interior of the device is more, it is achieved that no potential pollution sources are present after the filter.

Weiterhin bevorzugt ist der Filter innerhalb des Rückstellelements angeordnet. Hierbei wird der Filter auf dem Ventilkörper, z. B. durch Aufpressen, ohne weitere Bauteile befestigt und das Rückstellelement einfach darüber geschoben. Dadurch ist diese Anordnung bei der Produktion der Vorrichtung einfach, schnell und somit kostengünstig montierbar.Further preferably, the filter is disposed within the return element. Here, the filter on the valve body, z. B. by pressing, fastened without further components and the reset element simply pushed over it. As a result, this arrangement is simple, fast and thus inexpensive to install in the production of the device.

Vorzugsweise ist das Dichtelement als Wellbalg ausgebildet. Hierdurch kann die Dichtfunktion mittels eines robusten, langlebigen und kostengünstigen Bauteils sichergestellt werden.Preferably, the sealing element is designed as a bellows. As a result, the sealing function can be ensured by means of a robust, durable and cost-effective component.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

Figur 1
eine schematische Schnittzeichnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff.
Hereinafter, an embodiment of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:
FIG. 1
a schematic sectional view of an inventive device for injecting fuel.

Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figur 1 eine Vorrichtung 1 zum Einspritzen von Kraftstoff gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.The following is with reference to the FIG. 1 a device 1 for injecting fuel according to a preferred embodiment of the invention described in detail.

Wie aus der schematischen Schnittzeichnung von Figur 1 ersichtlich, umfasst die Vorrichtung 1 zum Einspritzen von Kraftstoff einen Piezo-Aktor 2, der mit einer nach außen öffnenden Ventilnadel 3 verbunden ist, die in einem einstückig ausgebildeten Ventilkörper 4 angeordnet ist. Die Ventilnadel 3 weist an einem einspritzseitigen Ende 3a in der Nähe einer Einspritzdüse 13 eine erste Nadelführung 5 und in Richtung eines aktorseitigen Endes 3b eine zweite Nadelführung 6 auf, an denen die Ventilnadel 3 im Ventilkörper 4 geführt ist.As from the schematic sectional drawing of FIG. 1 As can be seen, the device 1 for injecting fuel comprises a piezoactuator 2, which is connected to an outwardly opening valve needle 3, which is arranged in an integrally formed valve body 4. The valve needle 3 has, at an injection-side end 3a in the vicinity of an injection nozzle 13, a first needle guide 5 and in the direction of an actuator-side end 3b a second needle guide 6, on which the valve needle 3 is guided in the valve body 4.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Einspritzen von Kraftstoff weist ferner ein Rückstellelement 7 zur Übertragung einer Rückstellkraft auf, das vorzugweise in Form einer in Figur 1 dargestellten zylindrischen Schraubenfeder ausgebildet ist, die sich in Richtung zur Einspritzdüse 13 an einem Absatz 4a des Ventilkörpers 4 abstützt. Das Rückstellelement 7 weist darüber hinaus einen Federteller 15 auf, der mit der Ventilnadel 3, z. B. mittels einer Schweißnaht oder einer alternativen Befestigungsmethode, verbunden ist. Die Befestigung zwischen dem Federteller 15 und der Ventilnadel 3 definiert eine Krafteinleitungsposition 8, an der die Betätigungskraft des Piezo-Aktors 2 auf das Rückstellelement 7 übertragen wird. Die Krafteinleitungsposition 8 ist, vom einspritzseitigen Ende 3a der Ventilnadel 3 ausgehend, nach der ersten Nadelführung 5 und der zweiten Nadelführung 6 angeordnet.The inventive device 1 for injecting fuel further comprises a return element 7 for transmitting a restoring force, preferably in the form of a in FIG. 1 formed cylindrical coil spring is formed, which is supported in the direction of the injection nozzle 13 on a shoulder 4a of the valve body 4. The return element 7 also has a spring plate 15 which is connected to the valve needle 3, z. B. by means of a weld or an alternative attachment method is connected. The attachment between the spring plate 15 and the valve needle 3 defines a force introduction position 8 at which the actuating force of the piezoelectric actuator 2 is transmitted to the return element 7. The force introduction position 8 is arranged, starting from the injection-side end 3a of the valve needle 3, after the first needle guide 5 and the second needle guide 6.

Der Federteller 15 weist in Richtung zum Piezo-Aktor 2 einen flanschförmigen Endbereich 14 auf, an dem ein Dichtelement 9 mittels einer Schweißnaht oder einer alternativen Befestigungsmethode am Federteller 15 befestigt ist. Das Dichtelement 9 ist, wie in Figur 1 gezeigt, vorzugsweise als Wellbalg ausgebildet. Die Befestigung zwischen dem Federteller 15 und dem Dichtelement 9 definiert eine Abdichtungsposition 12, die, vom einspritzseitigen Ende 3a der Ventilnadel 3 ausgehend, nach der Krafteinleitungsposition 8 angeordnet ist. Das Dichtelement 9 dichtet einen Aktoraum 10, in dem der Piezo-Aktor 2 angeordnet ist, von einem mit Kraftstoff gefüllten Kraftstoffraum 11 ab.The spring plate 15 has, in the direction of the piezoelectric actuator 2, a flange-shaped end region 14, to which a sealing element 9 is fastened to the spring plate 15 by means of a weld seam or an alternative fastening method. The sealing element 9 is, as in FIG. 1 shown, preferably designed as bellows. The attachment between the spring plate 15 and the sealing element 9 defines a sealing position 12, which, starting from the injection-side end 3a of the valve needle 3, is arranged after the force introduction position 8. The sealing element 9 seals an actuator space 10, in which the piezoelectric actuator 2 is arranged, from a fuel space 11 filled with fuel.

Der Kraftstoffraum 11 ist in mehrere Abschnitte unterteilt und weist einen zwischen dem einspritzseitigen Ende 3a der Ventilnadel 3 und dem Ventilkörper 4 ausgebildeten Einspritzraum 11a und einen Federaufnahmeraum 11 b auf, in welchem das Rückstellelement 7 angeordnet ist. Zum aktorseitigen Ende 3b der Ventilnadel 3 hin grenzt an den Federaufnahmeraum 11 b ein Zuführungsraum 11c an, der zwischen dem Dichtelement 9 und einer Innenoberfläche eines Halteteils 18 ausgebildet ist. Im Halteteil 18 ist eine Zuführungsöffnung 19 ausgebildet, über die dem Zuführungsraum 11c der Kraftstoff zugeführt wird, der danach in den Federaufnahmeraum 11 b und dann durch eine im Ventilkörper 4 ausgebildete Zulauföffnung 17 in den Einspritzraum 11a strömt.The fuel space 11 is divided into a plurality of sections and has an injection space 11a formed between the injection-side end 3a of the valve needle 3 and the valve body 4 and a spring receiving space 11b in which the return element 7 is arranged. For actuator-side end 3b of the valve needle 3 out adjacent to the spring receiving space 11 b a feed space 11 c, which is formed between the sealing element 9 and an inner surface of a holding part 18. In the holding part 18, a feed opening 19 is formed, via which the supply space 11c of the fuel is supplied, which then flows into the spring receiving space 11b and then through an opening formed in the valve body 4 inlet opening 17 into the injection chamber 11a.

Wie aus Figur 1 ferner ersichtlich ist, ist innerhalb der Schraubenfeder 7 ein Filter 16 angeordnet, der auf den Ventilkörper 4 aufgepresst und dadurch fixiert ist. Alternativ ist auch eine Anordnung des Filters 16 in der Zulauföffnung 17 möglich. Der über den Zuführungsraum 11c und den Federaufnahmeraum 11 b einströmende Kraftstoff muss den Filter 16 vor (oder in) der Zulauföffnung 17 passieren, um in den Einspritzraum 11a zu gelangen.How out FIG. 1 is also apparent, a filter 16 is disposed within the coil spring 7, which is pressed onto the valve body 4 and thereby fixed. Alternatively, an arrangement of the filter 16 in the inlet opening 17 is possible. The fuel flowing in via the feed space 11c and the spring receiving space 11b must pass the filter 16 before (or in) the feed opening 17 in order to reach the injection space 11a.

Aufgrund der Tatsache, dass zwischen dem Filter 16 bzw. der Zulauföffnung 17 und der Einspritzdüse 13 keine Schweißnähte mehr vorhanden sind, ist eine potentielle Verschmutzung des Kraftstoffs in Strömungsrichtung hinter dem Filter 16 im Einspritzraum 11a ausgeschlossen und eine betriebssichere Funktion des Einspritzventils sichergestellt.Due to the fact that no more welds are present between the filter 16 and the inlet opening 17 and the injection nozzle 13, a potential contamination of the fuel in the flow direction behind the filter 16 in the injection chamber 11 a is excluded and ensures a reliable operation of the injector.

Erfindungsgemäß ist die Anordnung der Führungs-, Dichtungs- und Krafteinleitungspositionen gegenüber dem Stand der Technik so verändert, dass ausgehend vom einspritzseitigen Ende 3a der Ventilnadel 3 der Reihe nacheinander zuerst die erste Nadelführung 5, danach die zweite Nadelführung 6, dann die Krafteinleitungsposition 8 und abschließend die Abdichtungsposition 12 angeordnet sind.According to the arrangement of the guide, sealing and force introduction positions over the prior art is changed so that starting from the injection-side end 3a of the valve needle 3 row successively first first needle guide 5, then the second needle guide 6, then the force introduction position 8 and finally the sealing position 12 are arranged.

Dadurch, dass die Krafteinleitungsposition 8 aufgrund ihrer Anordnung zwischen der zweiten Nadelführung 6 und der Abdichtungsposition 12 nur einen sehr kurzen Abstand und somit kleinen Hebelarm zur zweiten Nadelführung 6 der Ventilnadel 3 aufweist, können durch die Betätigungskraft des Piezo-Aktors 2 auf das Rückstellelement 7 keine oder nur minimale Querkräfte am Rückstellelement 7 auftreten. Daher ist die Verwendung einer kostengünstigen Schraubenfeder als Rückstellelement 7 anstelle teurerer Bauformen von Federn möglich, die beim Stand der Technik auftretende Querkräfte aufgrund eines größeren Abstands bzw. Hebelarms zwischen den Positionen der Krafteinleitung der Rückstellkraft und der Führung der Ventilnadel 3 kompensieren müssen. Darüber hinaus werden durch die verbesserte Krafteinleitung die Führungseigenschaften der Ventilnadel 3 signifikant verbessert sowie die Reibung und der Verschleiß an den Nadelführungen 5, 6 wesentlich reduziert.Due to the fact that the force introduction position 8, due to its arrangement between the second needle guide 6 and the sealing position 12, has only a very short distance and thus small lever arm to the second needle guide 6 of the valve needle 3, no force can be applied to the return element 7 by the actuating force of the piezoactuator 2 or only minimal lateral forces on the return element 7 occur. Therefore, the use of a cost-effective coil spring as return element 7 instead of more expensive designs of springs is possible, which must compensate for the lateral forces occurring in the prior art due to a greater distance or lever arm between the positions of the application of force of the restoring force and the leadership of the valve needle 3. In addition, the guidance properties of the valve needle 3 are significantly improved by the improved introduction of force and the friction and wear on the needle guides 5, 6 significantly reduced.

Claims (8)

Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff, umfassend - eine nach außen öffnende Ventilnadel (3), - einen Piezo-Aktor (2), der mit der Ventilnadel (3) verbunden ist, um die Ventilnadel (3) zu betätigen, - einen Ventilkörper (4), in dem die Ventilnadel (3) angeordnet ist, wobei der Ventilkörper (4) eine erste Nadelführung (5) und eine zweite Nadelführung (6) aufweist, an denen die Ventilnadel (3) geführt ist, - ein Rückstellelement (7), welches zur Übertragung einer Rückstellkraft mit der Ventilnadel (3) an einer Krafteinleitungsposition (8) verbunden ist, und - ein Dichtelement (9), welches eine Abdichtung zwischen einem Aktorraum (10), in welchem der Piezo-Aktor (2) angeordnet ist, und einem Kraftstoffraum (11), welcher mit Kraftstoff zur Einspritzung gefüllt ist, bereitstellt, wobei das Dichtelement (9) mit der Ventilnadel (3) an einer Abdichtungsposition (12) verbunden ist, wobei die Ventilnadel (3) ein einspritzseitiges Ende (3a) und ein aktorseitiges Ende (3b) aufweist, und ausgehend vom einspritzseitigen Ende (3a) zuerst die erste Nadelführung (5), danach die zweite Nadelführung (6), dann die Krafteinleitungsposition (8) und abschließend die Abdichtungsposition (12) an der Ventilnadel (3) angeordnet sind.Device for injecting fuel, comprising an outwardly opening valve needle (3), a piezo actuator (2) connected to the valve needle (3) for actuating the valve needle (3), - A valve body (4) in which the valve needle (3) is arranged, wherein the valve body (4) has a first needle guide (5) and a second needle guide (6) on which the valve needle (3) is guided, - A return element (7) which is connected to transmit a restoring force to the valve needle (3) at a force introduction position (8), and - A sealing element (9) which provides a seal between an actuator chamber (10) in which the piezoelectric actuator (2) is arranged, and a fuel chamber (11) which is filled with fuel for injection, wherein the sealing element ( 9) is connected to the valve needle (3) at a sealing position (12), wherein the valve needle (3) has an injection-side end (3a) and an actuator-side end (3b), and starting from the injection-side end (3a) first the first needle guide (5), then the second needle guide (6), then the force introduction position (8 ) and finally the sealing position (12) on the valve needle (3) are arranged. Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff nach Anspruch 1, wobei die erste Nadelführung (5) und die zweite Nadelführung (6) am Ventilkörper (4) angeordnet sind.The fuel injection device according to claim 1, wherein the first needle guide (5) and the second needle guide (6) are disposed on the valve body (4). Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ventilkörper (4) einstückig ausgebildet ist.A fuel injection device according to claim 1 or 2, wherein the valve body (4) is integrally formed. Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rückstellelement (7) einen Federteller (15) aufweist, der mit der Ventilnadel (3) und dem Dichtelement (9) verbunden ist.Device for injecting fuel according to one of the preceding claims, wherein the return element (7) has a spring plate (15) which is connected to the valve needle (3) and the sealing element (9). Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rückstellelement (7) eine Schraubenfeder ist, welche im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist.Fuel injection device according to one of the preceding claims, wherein the return element (7) is a helical spring which is substantially cylindrical. Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Filter (16), der unmittelbar vor einer im Ventilkörper (4) ausgebildeten Zulauföffnung (17) angeordnet ist.Fuel injection device according to one of the preceding claims, further comprising a filter (16), which is arranged immediately before an inlet opening (17) formed in the valve body (4). Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (16) innerhalb des Rückstellelements (7) angeordnet ist.Device for injecting fuel according to claim 6, characterized in that the filter (16) is arranged within the return element (7). Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dichtelement (9) als Wellbalg ausgebildet ist.Device for injecting fuel according to one of the preceding claims, wherein the sealing element (9) is designed as a corrugated bellows.
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