EP2336542A2 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

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EP2336542A2
EP2336542A2 EP10188702A EP10188702A EP2336542A2 EP 2336542 A2 EP2336542 A2 EP 2336542A2 EP 10188702 A EP10188702 A EP 10188702A EP 10188702 A EP10188702 A EP 10188702A EP 2336542 A2 EP2336542 A2 EP 2336542A2
Authority
EP
European Patent Office
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control valve
valve body
sealing sleeve
fuel injection
sealing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10188702A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2336542A3 (de
Inventor
Dietmar Uhlmann
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 EP2336542A2 publication Critical patent/EP2336542A2/de
Publication of EP2336542A3 publication Critical patent/EP2336542A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • 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
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • 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
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1886—Details of valve seats not covered by groups F02M61/1866 - F02M61/188
    • 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
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0045—Three-way valves

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines. Specifically, the invention relates to an injector for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines.
  • the known injector comprises a double-switching control valve, in which a valve body is guided in a housing of the control valve, so that the wear on a valve cone of the valve body and a valve seat in the housing of the control valve is reduced.
  • the fuel injection valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that a leakage occurring during the control is reduced. Specifically, a desired guide clearance can be achieved with reduced leakage.
  • the thread formed between the external thread of the control valve body and the internal thread of the sealing sleeve can advantageously form a fferlabyrinthdichtung, so that a permanent leakage is minimized.
  • a leakage path in Extended range of the switching valve Extremely small leadership games can be avoided.
  • control valve body is adjustable along a longitudinal axis and that a clearance is predetermined between the external thread of the control valve body and the internal thread of the sealing sleeve along the longitudinal axis.
  • clearance between the external thread of the control valve body and the internal thread of the sealing sleeve allows a valve lift of the control valve body along the longitudinal axis.
  • play between the external thread of the control valve body and the internal thread of the sealing sleeve in addition to the valve stroke allows an installation stroke.
  • the game thus achieved along the longitudinal axis between the control valve body and the sealing sleeve allows that in the assembled state a secure closing of the sealing seat between the sealing sleeve and the associated valve seat surface is achieved.
  • a required installation stroke can be kept by the game.
  • this can be adjusted along the longitudinal axis corresponding to the valve lift relative to the sealing sleeve.
  • the length of the leakage path is in this case increased over the thread between the external thread of the control valve body and the internal thread of the sealing sleeve with respect to a cylinder jacket-shaped guide surface, for example by a factor of 2.
  • a radial length of the teeth of the internal thread of the sealing sleeve in this case, for example, about 25% of a radial Thickness of the sealing sleeve amount.
  • the radial length of the teeth may be 0.3 mm.
  • the external thread of the control valve body is designed as a trapezoidal thread and that the internal thread of the sealing sleeve is designed as a trapezoidal thread.
  • a thread pitch may be, for example, about 0.3. This means that for the axial length of for example 3 mm 10 threads result. With about 10 revolutions can then be done a complete screwing of the control valve body in the sealing sleeve.
  • an advantageous geometry of fferlabyrinthdichtung can be formed.
  • valve spring is provided and that the valve spring acts on the sealing sleeve against the valve seat surface. It is also advantageous that the valve spring is supported on the one hand on the control valve body and on the other hand on the sealing sleeve, that the valve spring is mounted on the one hand in a recess of the control valve body and that the valve spring on the other hand in a recess of the sealing sleeve is mounted. As a result, a turning out of the control valve body is reliably prevented from the sealing sleeve.
  • the recess on the control valve body and the recess on the sealing sleeve can each be formed by a groove.
  • the valve spring can be bent at its end, for example by 90 °, to allow the valve spring to hook into these grooves.
  • control valve body cooperates with a formed on the housing part valve seat surface to a sealing seat.
  • a connection between the control valve chamber and a low-pressure chamber can be controlled via the sealing seat formed between the control valve body and the valve seat surface of the housing part, that the sealing seat formed between the sealing sleeve and the sealing sleeve seals the control valve chamber against a leakage discharge and on the one hand, a first end face of the control valve body is pressure-relieved at the low-pressure chamber and, on the other hand, a second end face of the control valve body is relieved of pressure at the leakage discharge.
  • a pressure-relieved embodiment of the control valve of the fuel injection valve is possible.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a fuel injection valve 1 in a schematic, partial sectional view.
  • the fuel injection valve 1 can serve in particular as an injector for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines.
  • the fuel injection valve 1 is suitable for commercial vehicles or passenger cars.
  • a preferred use of the fuel injection valve 1 is for a fuel injection system with a common rail, the diesel fuel under high pressure to a plurality of fuel injection valves 1 leads.
  • the fuel injection valve 1 according to the invention is also suitable for other applications.
  • the fuel injection valve 1 has a housing 2 which comprises a housing part 3 and a throttle plate 4.
  • the fuel injection valve 1 has an actuator 5 and a control valve 6.
  • the actuator 5 is used to actuate the control valve 6.
  • the actuator 5 can be configured here as a magnetic actuator, piezoelectric actuator or the like. Via the control valve 6 can indirectly a nozzle needle (not shown) of the fuel injection valve 1 are actuated. Here, the control valve 6 connect a throttled drain line 7 with a return line 8. The connection is in this case via a control valve chamber 9 and a low-pressure chamber 10. In this way, the pressure in a control chamber, which holds the nozzle needle in its seat, can be reduced in order to trigger an injection process.
  • other embodiments are conceivable.
  • a control valve body 11 of the control valve 6 is arranged in the control valve chamber 9 of the control valve 6, a control valve body 11 of the control valve 6 is arranged.
  • the control valve body 11 is adjustable along a longitudinal axis 12 of the control valve 6.
  • a valve seat surface 13 is formed, which cooperates with the control valve body 11 to a sealing seat 14.
  • the sealing seat 14 is closed, the control valve chamber 9 is separated from the low-pressure chamber 10.
  • the connection between the drain line 7 and the return line 8 is interrupted.
  • About the drain line 7 is built in the control valve chamber 9 a certain pressure. A flow of fuel through the drain line 7 is then at least largely prevented.
  • the control valve body 11 is actuated by the actuator 5.
  • the actuator 5 acts on the control valve body 11, as illustrated by the double arrow 15.
  • the adjustment takes place along the longitudinal axis 12.
  • the control valve body 11 lifts in the region of the valve seat surface 13 from the valve seat surface 13, so that the sealing seat 14 is opened.
  • the control valve body 11 can be adjusted again against the operating direction 16, so that the sealing seat 14 between the control valve body 11 and the valve seat surface 13 is closed again.
  • the control valve 6 also has a sealing sleeve 20.
  • the sealing sleeve 20 is arranged on the control valve body 11.
  • the sealing sleeve 20 cooperates with a valve seat surface 21 to form a sealing seat 22.
  • an edge, a blunt edge or the like may be formed on the sealing sleeve 20 in order to engage the valve seat surface 21 with the sealing seat 22 form.
  • the valve seat surface 21 is formed on an outer side 23 of the throttle plate 4. Due to the closed sealing seat 22, a partial space 24 is separated from the remaining control valve space 9.
  • the subspace 24 is connected via a formed in the throttle plate 4 channel 25 with a throttled line 26.
  • the throttled line 26 is designed in this embodiment as a throttled leakage discharge 26, which is returned for example to a tank.
  • the throttled line 26 is thereby under low pressure. In the operation of the fuel injection valve 1, the partial space 24 is therefore pressure-relieved when the sealing seat 22 is closed.
  • a diameter of the sealing seat 14 between the valve seat surface 13 and the control valve body 11 and a diameter of the sealing seat 22 between the sealing sleeve 20 and the valve seat surface 21 are coordinated so that the control valve body 11 is at least substantially depressurized. Specifically, these two diameters may be at least approximately the same size. As a result, opening and closing of the sealing seat 14 between the control valve body 11 and the valve seat surface 13 can be achieved with a relatively low actuating force of the actuator 5.
  • the control valve body 11 is thus pressure-relieved.
  • a first end face 38 of the control valve body 11 is relieved of pressure at the low-pressure chamber 10.
  • a second end face 39 of the control valve body 11 is relieved of pressure at the leakage outlet 26.
  • the control valve body 11 has an external thread 27. Furthermore, the sealing sleeve 20 has an internal thread 28. The external thread 27 of the control valve body 11 is in engagement with the internal thread 28 of the sealing sleeve 20. Here, a clearance is predetermined between the external thread 27 of the control valve body 11 and the internal thread 28 of the sealing sleeve 20, which allows an adjustment of the control valve body 11 relative to the sealing sleeve 20 along the longitudinal axis 12.
  • the control valve 6 has a valve spring 29.
  • the valve spring 29 is supported on the one hand on a shoulder 30 of the control valve body 11 and on the other hand on an end face 31 of the sealing sleeve 20.
  • the control valve body 11 in the region of his paragraph 30, a recess 32 into which one end 33 of the valve spring 29 is mounted.
  • the end 33 is in this case bent by 90 °, so that it is oriented parallel to the longitudinal axis 12.
  • the sealing sleeve 20 in the region of its end face 31 a recess 34 into which one end 35 of the valve spring 29 is mounted.
  • the end 35 is in this case bent by 90 °, so that it is oriented in the direction of the longitudinal axis 12.
  • the valve spring 29 is mounted in the prestressed state.
  • the valve spring 29 acts on the sealing sleeve 20 in the direction of the throttle plate 4.
  • the sealing sleeve 20 is acted upon against the valve seat surface 21, so that the sealing seat 22 is closed.
  • opening and closing the sealing seat 14 between the control valve body 11 and the valve seat surface 13 a relative movement between the control valve body 11 and the sealing sleeve 20 is made possible due to the predetermined play, wherein the sealing seat 22 remains closed.
  • the game is predetermined by the thread play.
  • Fig. 2 shows the in Fig. 1 labeled II section of the fuel injector 1 according to the embodiment in a schematic sectional view.
  • a game is given, which allows a valve 36 and in addition to the valve 36 an installation stroke 37.
  • the game allows that in the mounted state of the sealing seat 22 between the sealing sleeve 20 and the valve seat surface 21 is reliably closed.
  • the clearance allows the control valve body 11 to be slidable relative to the sealing sleeve 20 for opening and closing the sealing seat 14 between the control valve body 11 and the valve seat surface 13.
  • transverse sections 41, 42 on the individual teeth of the external thread 27 or of the internal thread 28 are also added to longitudinal sections 40.
  • the longitudinal sections 40 of which in the Fig. 2 To simplify the illustration, only the longitudinal section 40 is marked, in this case oriented along the longitudinal axis 12.
  • a trapezoidal configuration of both the external thread 27 and the internal thread 28 results by the trapezoidal thread formed is an advantageous fferlabyrinthdichtung between the control valve body 11 and the sealing sleeve 20 is formed. Leakage via this erlabyrinthdichtung is minimized.
  • an angle 43 between the flanks of the individual teeth of the internal thread 28 in the range of about 30 ° is predetermined.
  • the individual teeth of the internal thread may have a width 44 of, for example, 0.32 mm.
  • the valve lift 36 may be, for example, 35 ⁇ m.
  • the installation stroke 37 can be, for example, 20 ⁇ m.

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Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1), das insbesondere als Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dient, umfasst ein Gehäuseteil (3), einen Steuerventilkörper (11), der in einem Steuerventilraum (9) des Gehäuseteils (3) angeordnet ist, und eine Dichthülse (20), die an dem Steuerventilkörper (11) angeordnet ist. Dabei wirkt die Dichthülse (20) mit einer Ventilsitzfläche (11) zu einem Dichtsitz (22) zusammen. Ferner weist der Steuerventilkörper ein Außengewinde (27) auf. Und die Dichthülse (20) weist ein Innengewinde (28) auf. Hierbei steht das Außengewinde (27) des Steuerventilkörpers (11) mit dem Innengewinde (28) der Dichthülse (20) in einem Eingriff. Hierdurch ist ein Leckagepfad zwischen dem Steuerventilkörper (11) und der Dichthülse (20) verlängert.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen. Speziell betrifft die Erfindung einen Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.
  • Aus der DE 10 2004 061 800 A1 ist ein Injektor eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine bekannt. Der bekannte Injektor umfasst ein doppelt schaltendes Steuerventil, bei dem ein Ventilkörper in einem Gehäuse des Steuerventils geführt wird, so dass der Verschleiß an einem Ventilkegel des Ventilkörpers und einem Ventilsitz im Gehäuse des Steuerventils verringert wird.
  • Bei der Ausgestaltung eines Steuerventils für einen Injektor ist es denkbar, dass eine druckausgeglichene Ausführung für den Ventilkörper realisiert wird. Hierbei sind jedoch unerwünschte Leckagen zu minimieren.
    • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine bei der Steuerung auftretende Leckage reduziert ist. Speziell kann ein gewünschtes Führungsspiel bei reduzierter Leckage erreicht werden.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
  • Das zwischen dem Außengewinde des Steuerventilkörpers und dem Innengewinde der Dichthülse gebildete Gewinde kann in vorteilhafter Weise eine Schraublabyrinthdichtung ausbilden, so dass eine Permanentleckage minimiert ist. Hierbei wird ein Leckagepfad im Bereich des Schaltventils verlängert. Extrem kleine Führungsspiele können hierbei vermieden werden.
  • Vorteilhaft ist es, dass der Steuerventilkörper entlang einer Längsachse verstellbar ist und dass zwischen dem Außengewinde des Steuerventilkörpers und dem Innengewinde der Dichthülse entlang der Längsachse ein Spiel vorgegeben ist. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass das Spiel zwischen dem Außengewinde des Steuerventilkörpers und dem Innengewinde der Dichthülse einen Ventilhub des Steuerventilkörpers entlang der Längsachse ermöglicht. Ferner ist es vorteilhaft, dass das Spiel zwischen dem Außengewinde des Steuerventilkörpers und dem Innengewinde der Dichthülse zusätzlich zu dem Ventilhub einen Einbauhub ermöglicht. Das hierdurch erzielte Spiel entlang der Längsachse zwischen dem Steuerventilkörper und der Dichthülse ermöglicht, dass im montierten Zustand ein sicheres Verschließen des Dichtsitzes zwischen der Dichthülse und der zugeordneten Ventilsitzfläche erzielt ist. Ein hierfür erforderlicher Einbauhub kann durch das Spiel vorgehalten werden. Bei einer Betätigung des Steuerventilkörpers kann dieser entlang der Längsachse entsprechend dem Ventilhub relativ zu der Dichthülse verstellt werden. Hierdurch ist ein vorteilhaftes Schaltverhalten ermöglicht. Die Länge des Leckagepfads ist hierbei über das Gewinde zwischen dem Außengewinde des Steuerventilkörpers und dem Innengewinde der Dichthülse in Bezug auf eine zylindermantelförmige Führungsfläche vergrößert, beispielsweise um den Faktor 2. Eine radiale Länge der Zähne des Innengewindes der Dichthülse kann hierbei beispielsweise etwa 25 % einer radialen Dicke der Dichthülse betragen. Beispielsweise kann die radiale Länge der Zähne 0,3 mm betragen.
  • Vorteilhaft ist es auch, dass das Außengewinde des Steuerventilkörpers als Trapezgewinde ausgestaltet ist und dass das Innengewinde der Dichthülse als Trapezgewinde ausgestaltet ist. Hierdurch kann die Länge des Leckagepfades erhöht und die Ausgestaltung des Gewindes zum Ermöglichen des gewünschten Spiels optimiert werden. Eine Gewindesteigung kann beispielsweise etwa 0,3 betragen. Dies bedeutet, dass für die axiale Länge von beispielsweise 3 mm 10 Gewindegänge resultieren. Mit etwa 10 Umdrehungen kann dann ein komplettes Eindrehen des Steuerventilkörpers in die Dichthülse erfolgen. Somit kann eine vorteilhafte Geometrie der Schraublabyrinthdichtung gebildet werden.
  • Vorteilhaft ist es auch, dass eine Ventilfeder vorgesehen ist und dass die Ventilfeder die Dichthülse gegen die Ventilsitzfläche beaufschlagt. Hierbei ist ferner vorteilhaft, dass die Ventilfeder einerseits an dem Steuerventilkörper und andererseits an der Dichthülse abgestützt ist, dass die Ventilfeder einerseits in eine Ausnehmung des Steuerventilkörpers eingehängt ist und dass die Ventilfeder andererseits in eine Ausnehmung der Dichthülse eingehängt ist. Hierdurch wird ein Ausdrehen des Steuerventilkörpers aus der Dichthülse zuverlässig verhindert. Die Ausnehmung an dem Steuerventilkörper und die Ausnehmung an der Dichthülse können jeweils durch eine Nut ausgebildet sein. Die Ventilfeder kann an ihren Ende beispielsweise um 90° gebogen werden, um ein Einhängen der Ventilfeder in diese Nuten zu ermöglichen.
  • In vorteilhafter Weise wirkt der Steuerventilkörper mit einer an dem Gehäuseteil ausgebildeten Ventilsitzfläche zu einem Dichtsitz zusammen. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass über den zwischen dem Steuerventilkörper und der Ventilsitzfläche des Gehäuseteils gebildeten Dichtsitz eine Verbindung zwischen dem Steuerventilraum und einem Niederdruckraum steuerbar ist, dass der zwischen der Dichthülse und der der Dichthülse zugeordneten Ventilsitzfläche gebildete Dichtsitz den Steuerventilraum gegenüber einer Leckageableitung abdichtet und dass einerseits eine erste Stirnseite des Steuerventilkörpers an dem Niederdruckraum druckentlastet ist und andererseits eine zweite Stirnseite des Steuerventilkörpers an der Leckageableitung druckentlastet ist. Hierdurch ist eine druckentlastete Ausgestaltung des Steuerventils des Brennstoffeinspritzventils möglich.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils der Erfindung in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung und
    • Fig. 2 den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt des Brennstoffeinspritzventils entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    Ausführungsformen der Erfindung
  • Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils 1 in einer schematischen, auszugsweisen Schnittdarstellung. Das Brennstoffeinspritzventil 1 kann insbesondere als Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dienen. Speziell eignet sich das Brennstoffeinspritzventil 1 für Nutzkraftwagen oder Personenkraftwagen. Ein bevorzugter Einsatz des Brennstoffeinspritzventils 1 besteht für eine Brennstoffeinspritzanlage mit einem Common-Rail, das Dieselbrennstoff unter hohem Druck zu mehreren Brennstoffeinspritzventilen 1 führt. Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle. Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das ein Gehäuseteil 3 und eine Drosselplatte 4 umfasst. Ferner weist das Brennstoffeinspritzventil 1 einen Aktor 5 und ein Steuerventil 6 auf. Der Aktor 5 dient zum Betätigen des Steuerventils 6. Der Aktor 5 kann hierbei als Magnetaktor, Piezoaktor oder dergleichen ausgestaltet sein. Über das Steuerventil 6 kann mittelbar eine Düsennadel (nicht dargestellt) des Brennstoffeinspritzventils 1 betätigt werden. Hierbei kann das Steuerventil 6 eine gedrosselte Ablaufleitung 7 mit einer Rücklaufleitung 8 verbinden. Die Verbindung erfolgt hierbei über einen Steuerventilraum 9 und einen Niederdruckraum 10. Hierdurch kann der Druck in einem Steuerraum, der die Düsennadel in ihrem Sitz hält, reduziert werden, um einen Einspritzvorgang auszulösen. Es sind allerdings auch andere Ausgestaltungen denkbar.
  • In dem Steuerventilraum 9 des Steuerventils 6 ist ein Steuerventilkörper 11 des Steuerventils 6 angeordnet. Der Steuerventilkörper 11 ist entlang einer Längsachse 12 des Steuerventils 6 verstellbar. An dem Gehäuseteil 3 ist eine Ventilsitzfläche 13 ausgebildet, die mit dem Steuerventilkörper 11 zu einem Dichtsitz 14 zusammenwirkt. Bei geschlossenem Dichtsitz 14 ist der Steuerventilraum 9 von dem Niederdruckraum 10 getrennt. Hierdurch ist die Verbindung zwischen der Ablaufleitung 7 und der Rücklaufleitung 8 unterbrochen. Über die Ablaufleitung 7 baut sich im Steuerventilraum 9 ein gewisser Druck auf. Ein Abfließen von Brennstoff über die Ablaufleitung 7 ist dann zumindest weitgehend verhindert.
  • Um beispielsweise die Düsennadel zu betätigen, wird der Steuerventilkörper 11 von dem Aktor 5 betätigt. Hierbei wirkt der Aktor 5 auf den Steuerventilkörper 11 ein, wie es durch den Doppelpfeil 15 veranschaulicht ist. Hierbei kommt es zu einer Verstellung des Steuerventilkörpers 11 in einer Betätigungsrichtung 16. Die Verstellung erfolgt entlang der Längsachse 12. Hierdurch hebt sich der Steuerventilkörper 11 im Bereich der Ventilsitzfläche 13 von der Ventilsitzfläche 13 ab, so dass der Dichtsitz 14 geöffnet wird. Anschließend kann der Steuerventilkörper 11 wieder entgegen der Betätigungsrichtung 16 verstellt werden, so dass der Dichtsitz 14 zwischen dem Steuerventilkörper 11 und der Ventilsitzfläche 13 wieder geschlossen ist.
  • Das Steuerventil 6 weist ferner eine Dichthülse 20 auf. Die Dichthülse 20 ist an dem Steuerventilkörper 11 angeordnet. Die Dichthülse 20 wirkt mit einer Ventilsitzfläche 21 zu einem Dichtsitz 22 zusammen. Hierbei kann an der Dichthülse 20 eine Kante, eine stumpfe Kante oder dergleichen ausgebildet sein, um mit der Ventilsitzfläche 21 den Dichtsitz 22 zu bilden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Ventilsitzfläche 21 an einer Außenseite 23 der Drosselplatte 4 ausgebildet. Durch den geschlossenen Dichtsitz 22 ist ein Teilraum 24 von dem übrigen Steuerventilraum 9 getrennt. Der Teilraum 24 ist über einen in der Drosselplatte 4 ausgebildeten Kanal 25 mit einer gedrosselten Leitung 26 verbunden. Die gedrosselte Leitung 26 ist in diesem Ausführungsbeispiel als gedrosselte Leckageableitung 26 ausgestaltet, die beispielsweise zu einem Tank zurückgeführt ist. Die gedrosselte Leitung 26 steht dadurch unter niedrigem Druck. lm Betrieb des Brennstoffeinspritzventils 1 ist daher bei geschlossenem Dichtsitz 22 der Teilraum 24 druckentlastet.
  • Ein Durchmesser des Dichtsitzes 14 zwischen der Ventilsitzfläche 13 und dem Steuerventilkörper 11 und ein Durchmesser des Dichtsitzes 22 zwischen der Dichthülse 20 und der Ventilsitzfläche 21 sind so aufeinander abgestimmt, dass der Steuerventilkörper 11 zumindest im Wesentlichen druckentlastet ist. Speziell können diese beiden Durchmesser zumindest näherungsweise gleich groß gewählt sein. Hierdurch kann mit einer relativ geringen Betätigungskraft des Aktors 5 ein Öffnen und Schließen des Dichtsitzes 14 zwischen dem Steuerventilkörper 11 und der Ventilsitzfläche 13 erreicht werden.
  • Im Betrieb des Brennstoffeinspritzventils 1 ist somit der Steuerventilkörper 11 druckentlastet. Hierbei ist einerseits eine erste Stirnseite 38 des Steuerventilkörpers 11 an dem Niederdruckraum 10 druckentlastet. Andererseits ist eine zweite Stirnseite 39 des Steuerventilkörpers 11 an der Leckageableitung 26 druckentlastet.
  • Der Steuerventilkörper 11 weist ein Außengewinde 27 auf. Ferner weist die Dichthülse 20 ein Innengewinde 28 auf. Das Außengewinde 27 des Steuerventilkörpers 11 steht mit dem Innengewinde 28 der Dichthülse 20 im Eingriff. Hierbei ist zwischen dem Außengewinde 27 des Steuerventilkörpers 11 und dem Innengewinde 28 der Dichthülse 20 ein Spiel vorgegeben, das eine Verstellung des Steuerventilkörpers 11 relativ zu der Dichthülse 20 entlang der Längsachse 12 ermöglicht.
  • Das Steuerventil 6 weist eine Ventilfeder 29 auf. Die Ventilfeder 29 ist einerseits an einem Absatz 30 des Steuerventilkörpers 11 und andererseits an einer Stirnfläche 31 der Dichthülse 20 abgestützt. Außerdem weist der Steuerventilkörper 11 im Bereich seines Absatzes 30 eine Ausnehmung 32 auf, in die ein Ende 33 der Ventilfeder 29 eingehängt ist. Das Ende 33 ist hierbei um 90° umgebogen, so dass dieses parallel zu der Längsachse 12 orientiert ist. Ferner weist die Dichthülse 20 im Bereich ihrer Stirnfläche 31 eine Ausnehmung 34 auf, in die ein Ende 35 der Ventilfeder 29 eingehängt ist. Das Ende 35 ist hierbei um 90° umgebogen, so dass dieses in Richtung der Längsachse 12 orientiert ist. Die Ventilfeder 29 ist im vorgespannten Zustand montiert. Somit beaufschlagt die Ventilfeder 29 die Dichthülse 20 in Richtung auf die Drosselplatte 4. Hierdurch ist die Dichthülse 20 gegen die Ventilsitzfläche 21 beaufschlagt, so dass der Dichtsitz 22 geschlossen ist. Beim Öffnen und Schließen des Dichtsitzes 14 zwischen dem Steuerventilkörper 11 und der Ventilsitzfläche 13 wird eine Relativbewegung zwischen dem Steuerventilkörper 11 und der Dichthülse 20 auf Grund des vorgegebenen Spiels ermöglicht, wobei der Dichtsitz 22 geschlossen bleibt. Das Spiel ist durch das Gewindespiel vorgegeben.
  • Im geschlossenen Zustand des Steuerventils 6, in dem im Steuerventilraum 9 ein relativ hoher Druck herrscht, kommt es zu einer gewissen Leckage zwischen der Dichthülse 20 und dem Steuerventilkörper 11. Auf Grund der Ausgestaltung eines Gewindes zwischen dem Außengewinde 27 und dem Innengewinde 28 ist die Länge eines Leckagepfades hierbei relativ groß, so dass die auftretende Leckage minimiert ist. Beispielsweise kann gegenüber einer Führung einer Dichthülse 20 an einem zylinderförmigen Abschnitt des Steuerventilkörpers 11 beispielsweise eine Vergrößerung einer Länge des Leckagepfades um den Faktor 2 erzielt werden. Hierdurch kann beispielsweise eine Halbierung der Permanentleckagemenge pro Zeiteinheit durch Verdoppelung der Leckagespaltlänge erzielt werden. Ferner ist es möglich, dass hierdurch eine gewisse Toleranz bei der Ausgestaltung der Bauteile des Steuerventils 6 ermöglicht wird. Sehr kleine radiale Führungsspalte zwischen einem zylinderförmigen Ventilbolzen und einer Dichthülse, beispielsweise von 1,5 µm bis 3 µm, sind hierbei nicht erforderlich.
  • Durch das Eingreifen der Ventilfeder 29 einerseits in die Ausnehmung 32 des Steuerventilkörpers 11 und andererseits in die Ausnehmung 34 der Dichthülse 20 ist eine Arretierung der Dichthülse 20 relativ zu dem Steuerventilkörper 11 gewährleistet. Hierdurch wird ein Auf- oder Abschrauben der Dichthülse 20 relativ zu dem Steuerventilkörper 11 zumindest weitgehend verhindert.
  • Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt des Brennstoffeinspritzventils 1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel in einer schematischen Schnittdarstellung. Zwischen dem Außengewinde 27 des Steuerventilkörpers 11 und dem Innengewinde 28 der Dichthülse 20 ist ein Spiel vorgegeben, das einen Ventilhub 36 und zusätzlich zu dem Ventilhub 36 einen Einbauhub 37 ermöglicht. Somit ermöglicht das Spiel, dass im montierten Zustand der Dichtsitz 22 zwischen der Dichthülse 20 und der Ventilsitzfläche 21 zuverlässig verschlossen ist. Außerdem ermöglicht das Spiel, dass der Steuerventilkörper 11 zum Öffnen und Schließen des Dichtsitzes 14 zwischen dem Steuerventilkörper 11 und der Ventilsitzfläche 13 relativ zu der Dichthülse 20 verschiebbar ist.
  • Ein Leckagepfad zwischen dem Steuerventilkörper 11 und der Dichthülse 20 ist wesentlich verlängert. Hierbei kommen zu Längsabschnitten 40 noch Querabschnitte 41, 42 an den einzelnen Zähnen des Außengewindes 27 beziehungsweise des Innengewindes 28 hinzu. Die Längsabschnitte 40, von denen in der Fig. 2 zur Vereinfachung der Darstellung nur der Längsabschnitt 40 gekennzeichnet ist, sind hierbei entlang der Längsachse 12 orientiert. Die Querabschnitte 41, 42, von denen in der Fig. 2 zur Vereinfachung der Darstellung nur die Querabschnitte 41, 42 gekennzeichnet sind, erstrecken sich im Profil quer zu der Längsachse 12. In diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich eine trapezförmige Ausgestaltung sowohl des Außengewindes 27 als auch des Innengewindes 28. Durch das gebildete Trapezgewinde ist eine vorteilhafte Schraublabyrinthdichtung zwischen dem Steuerventilkörper 11 und der Dichthülse 20 gebildet. Eine Leckage über diese Schraublabyrinthdichtung ist hierbei minimiert. In vorteilhafter Weise ist ein Winkel 43 zwischen den Flanken der einzelnen Zähne des Innengewindes 28 im Bereich von etwa 30° vorgegeben. Im Fußbereich können die einzelnen Zähne des Innengewindes eine Breite 44 von beispielsweise 0,32 mm aufweisen. Der Ventilhub 36 kann beispielsweise 35 µm sein. Der Einbauhub 37 kann beispielsweise 20 µm sein.
  • Das Eindrehen des Steuerventilkörpers 11 in die Dichthülse 20 bei der Montage des Steuerventils 6 kann beispielsweise über ca. 10 Umdrehungen erfolgen.
  • Es ist anzumerken, dass auch andere Gewindeformen für das Außengewinde 27 des Steuerventilkörpers 11 und das Innengewinde 28 der Dichthülse 20 zum Einsatz kommen können.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims (10)

  1. Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen, mit zumindest einem Gehäuseteil (3), einem Steuerventilkörper (11), der in einem Steuerventilraum (9) des Gehäuseteils (3) angeordnet ist, und einer Dichthülse (20), die an dem Steuerventilkörper (11) angeordnet ist, wobei die Dichthülse (20) mit einer Ventilsitzfläche (21) zu einem Dichtsitz (22) zusammenwirkt, wobei der Steuerventilkörper (11) zumindest abschnittsweise ein Außengewinde (27) aufweist, wobei die Dichthülse (20) zumindest abschnittsweise ein Innengewinde (28) aufweist und wobei das Außengewinde (27) des Steuerventilkörpers (11) zumindest abschnittsweise mit dem Innengewinde (28) der Dichthülse (20) in einem Eingriff steht.
  2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Steuerventilkörper (11) entlang einer Längsachse (12) verstellbar ist und dass zwischen dem Außengewinde (27) des Steuerventilkörpers (11) und dem Innengewinde (28) der Dichthülse (20) entlang der Längsachse (12) ein Spiel vorgegeben ist.
  3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Spiel zwischen dem Außengewinde (27) des Steuerventilkörpers (11) und dem Innengewinde (28) der Dichthülse (20) einen Ventilhub (36) des Steuerventilkörpers (11) entlang der Längsachse (12) ermöglicht.
  4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Spiel zwischen dem Außengewinde (27) des Steuerventilkörpers (11) und dem Innengewinde (28) der Dichthülse (20) zusätzlich zu dem Ventilhub (36) einen Einbauhub (37) ermöglicht.
  5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Außengewinde (27) des Steuerventilkörpers (11) als Trapezgewinde ausgestaltet ist und dass das Innengewinde (28) der Dichthülse (20) als Trapezgewinde ausgestaltet ist.
  6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Ventilfeder (29) vorgesehen ist und dass die Ventilfeder (29) die Dichthülse (20) gegen die Ventilsitzfläche (21) beaufschlagt.
  7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Ventilfeder (29) einerseits an dem Steuerventilkörper (11) und andererseits an der Dichthülse (20) abgestützt ist, dass die Ventilfeder (29) einerseits in eine Ausnehmung (32) des Steuerventilkörpers (11) eingehängt ist und dass die Ventilfeder (29) andererseits in eine Ausnehmung (34) der Dichthülse (20) eingehängt ist.
  8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Außengewinde (27) des Steuerventilkörpers (11) mit dem Innengewinde (28) der Dichthülse (20) über etwa 10 Gewindegänge im Eingriff steht.
  9. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Steuerventilkörper (11) mit einer an dem Gehäuseteil (3) ausgebildeten Ventilsitzfläche (13) zu einem Dichtsitz (14) zusammenwirkt.
  10. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass über den zwischen dem Steuerventilkörper (11) und der Ventilsitzfläche (13) des Gehäuseteils (3) gebildeten Dichtsitz (14) eine Verbindung zwischen dem Steuerventilraum (9) und einem Niederdruckraum (10) steuerbar ist, dass der zwischen der Dichthülse (20) und der der Dichthülse (20) zugeordneten Ventilsitzfläche (21) gebildete Dichtsitz (22) den Steuerventilraum (9) gegenüber einer Leckageableitung (26) abdichtet und dass einerseits eine erste Stirnseite (38) des Steuerventilkörpers (11) an dem Niederdruckraum (10) druckentlastet ist und andererseits eine zweite Stirnseite (39) des Steuerventilkörpers (11) an der Leckageableitung (26) druckentlastet ist.
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