EP3097302A1 - Kraftstoffinjektor - Google Patents

Kraftstoffinjektor

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EP3097302A1
EP3097302A1 EP14819008.5A EP14819008A EP3097302A1 EP 3097302 A1 EP3097302 A1 EP 3097302A1 EP 14819008 A EP14819008 A EP 14819008A EP 3097302 A1 EP3097302 A1 EP 3097302A1
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EP
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needle
fuel injector
magnetic
recess
injector according
Prior art date
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Application number
EP14819008.5A
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English (en)
French (fr)
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EP3097302B1 (de
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Armin Schuelke
Walter Fuchs
Axel Bormann
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP3097302B1 publication Critical patent/EP3097302B1/de
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    • F02M2200/8084—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly involving welding or soldering

Definitions

  • the present invention is apparent from a fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine according to the species according to the preamble of independent claim 1. More specifically, the present invention relates to a fuel injector having a solenoid actuator for directly actuating a needle body unit liftably received in an inner bore of a nozzle body to open or close at least one injection port, the solenoid actuator comprising an annular solenoid coil cooperating with an actuator formed as a plunger armature.
  • the magnetic actuator consists essentially of a magnetic coil and acting as an actuator plunger armature, which is guided radially by a so-called magnetic body.
  • An annular separator of a non-magnetic material surrounding the plunger armature serves to magnetically separate a holding body received in the fuel injector from said magnet body.
  • the plunger armature may consist essentially of an anchor plate and a coupler piston pressed therein, which may be hydraulically coupled via a coupler volume with the nozzle needle, so that a through the
  • Magnet actuator caused movement of the armature plate and thus the coupler piston changes the coupler volume and hydraulically actuated in this way the nozzle needle. More specifically, the described change in the coupler volume affects the spring biased Nozzle needle so that an evoked magnification of the
  • Coupler volume has a pressure drop in the coupler volume and thus has a release of the injection openings through the nozzle needle result.
  • Structure of the fuel injector, in particular of the magnetic actuator for example, be the two-part design of the plunger armature of anchor plate and pressed-coupling piston, since such a connection between the armature plate and coupler piston, which is only a frictional connection, at such a movement critical point of the
  • the present invention provides a fuel injector having the features of claim 1.
  • Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims. More specifically, the fuel injector according to the invention is used for
  • Injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine and has essentially a clamping nut, in which a holding body and a magnetic body are arranged, a so-called needle body unit, which consists of a Ankernadel and a nozzle needle, and recorded in the clamping nut magnetic actuator for direct actuation of in an inner bore of the clamping nut liftably received needle body unit on the lifting movement at least one injection port is releasable or closable.
  • the magnetic actuator comprises an annular
  • Magnet coil which is arranged between the holding body and the magnetic body, and acting as an actuator plunger, which in turn comprises an armature plate and the armature needle and cooperates with the magnetic coil.
  • the anchor plate and the anchoring needle consist in the fuel injector according to the invention of different metal materials and are integrally connected by a material connection.
  • the anchor plate and the anchor needle preferably joined together by welding, such as by laser welding.
  • the armature plate acting as the magnetic field exposed component of the magnetic actuator may be made of a soft magnetic material such as FeCo or an alloy thereof, FeCr, or generally SMC (Soft Magnetic Composites).
  • Actuator of the magnetic actuator serving Ankernadel can consist of a high-strength metal material, such as the Cr-alloyed steel 10006 or a high-speed steel HS6-5-2-X, that is, with any Co content.
  • Needle body unit in the fuel injector is thus in the present invention, a 2-component plunger armature is used, consisting of a magnetically actuated portion of preferably soft magnetic metal material and a guide portion made of high-strength metal material.
  • a 2-component plunger armature is used, consisting of a magnetically actuated portion of preferably soft magnetic metal material and a guide portion made of high-strength metal material.
  • Metal material of the guide portion a good leadership quality can be achieved in the fuel injector, whereby a desirable precise release and closing of the injection openings can be achieved by the nozzle needle, directly or indirectly with the anchor needle
  • Compressibilities are the movements of the armature needle and the nozzle needle preferably directly or directly coupled with a KochVmaschinesch.
  • a soft magnetic metal material can be used, the advantageous properties for the generated
  • Magnetic circuit of the magnetic actuator provides. Both materials must be combined to form a component, the plunger armature, in order to form an advantageous one-piece actuator of the magnetic actuator.
  • the difficult to produce compound of these fundamentally different Metal materials takes place in the fuel according to the invention! Njektor preferably by laser welding.
  • the fabric bond between armature plate and anchoring needle produced thereby has the advantage that good strength in the joint can be achieved with minimal space requirements, with materials are interconnected, which are classified in principle as not weldable.
  • An optimization of the seam properties between the two different metal materials, ie between the anchor plate and the armature needle can be achieved with various parameters, such as power of the laser, duration, preheating time, welding speed, etc. of the welding process.
  • the anchoring needle is against releasing the at least one injection port through the
  • Fuel injector can be made improved.
  • the pressing-on path of the spring plate can be predefined on the anchoring needle, and thus the desired pretensioning force of the spring can be set.
  • Fuel injector is a fuel inlet bore with a central
  • Recess provided in the holding body wherein acting as an inner pole of the magnetic actuator insert member is used with a fuel hole in the recess and connected to the holding body by a positive connection.
  • the form fit between Insert member and recess in the holding body is preferably caused by a plastic deformation of the bottom of the recess facing portion of the insert member, ie by a plastic deformation of the front side portion of the insert member, the first in an insertion of the insert member in the holding body in the
  • a cutting geometry also referred to as cutting structure or simply called cutting, provided at the bottom of the recess in the holding body, through which the bottom of the
  • Cutting ring which is integrally formed with the holding body or with the bottom of the recess.
  • the cutting geometry is preferably made of a harder material than the insert component.
  • the described Zerspanvorgang a positive process is achieved at the inner pole of the fuel injector according to the invention. The inner pole is thus pressed during installation in the holding body against the cutting ring and further into the surrounding holding body, wherein peeled off by the further pressing in the direction of the Ausappelungs foundeds material from the insert member and pushed radially outward.
  • a ductile, flowable metallic material is used, similar to the material of the spring plate of the further good magnetic
  • the inner diameter of the recess at the bottom thereof is greater than the inner diameter of the remaining recess, whereby a radially outwardly annular
  • Recess also referred to as groove, formed at the bottom of the recess.
  • the aforementioned fuel inlet hole is in the holding body is a central inlet bore, which passes through the holding body and the
  • the central arrangement of the inlet bore has the advantage that the holding body is uniformly acted upon by high pressure and the inlet bore is limited over the circumference of a uniform wall thickness of the holding body, wherein the inlet bore in the
  • Insert component continues, which also has a central inlet bore, preferably narrowing in the fuel flow direction
  • Zulaufbohrung is thereby increased the robustness of the holding body. To ensure the inflow of fuel is the centrally located
  • Zulaufbohrung preferably indirectly connected via at least one further bore with another body in the fuel injector, the
  • the at least one further bore can be formed in the actuator, in the magnet body and / or in another body, which is arranged between the magnet body and the nozzle body.
  • the further body is preferably a plate-shaped component which delimits a high-pressure bore of the nozzle body in the axial direction.
  • the components of the needle body unit, so the armature needle and the nozzle needle two separate components which are arranged in contact with each other and cooperate with each other by means of the springs. This will be a direct
  • the Ankernadel dissolves when opening the nozzle needle.
  • an annular partition member between the holder body and the magnetic body may be disposed radially inside of the solenoid coil, causing magnetic separation between the inner pole and the magnetic body. During operation of the fuel injector, this magnetic separation serves to ensure that the magnetic flux through the
  • the armature runs in the inner pole, with stray fluxes are avoided.
  • the armature is arranged inside the annular separating component.
  • the magnetic body may also have a central bore in which the plunger is received liftable. About the magnetic body of the plunger armature thus undergoes an additional radial guidance.
  • the annular separator concentric with the central bore of the magnetic body and having a bore of equal diameter, the central bore of the magnetic body continues into that of the separator.
  • the annular separating body can also serve the radial guidance of the actuator designed as a plunger armature.
  • Fuel injector, the clamping nut and the holding body may be connected to each other by means of a screw connection, wherein preferably the clamping nut has an internal thread and the holding body has a corresponding external thread for forming the screw connection.
  • this screw connection arranged in the clamping nut components of the fuel injector can be braced against each other.
  • Holding body thereby fixes the magnetic coil and the separator between itself and the magnetic body, and further fixes the nozzle body on the magnetic body with the inside of the clamping nut, ie at the end of the clamping nut on which the nozzle body protrudes from the clamping nut, so that the injection openings to the outside to be exposed.
  • the injector concept according to the invention fulfills with its new
  • Immersion anchor solution for the realization of the necessary anchor strokes the need for a contemporary concept for direct-operated diesel injectors with magnetic actuators. Due to the special joining method used in the present invention, the space-constrained crowded conditions can be more advantageous under high utilization
  • the sole figure of the present invention shows a sectional view of a portion of a fuel injector according to the preferred
  • Embodiment of the invention comprises a clamping nut 1 with a
  • Inner bore 1 in which a holding body 2 is inserted and with the
  • Holding body 2 is made. Further, in the clamping nut 1, a magnetic body 3 and a needle body unit 4 is arranged.
  • the needle body unit 4 is formed in the preferred embodiment by a Ankernadel 41 and a nozzle needle 42, which are in non-contact magnetic circuit with each other in abutting contact and cooperate, and is guided in the clamping nut 1 hubbeweglich.
  • the lifting movement of the needle body unit 4 serves to release or close injection openings (not shown) which are formed in a nozzle body 9.
  • the nozzle needle 42 of the needle body unit 4 must be lifted out of a valve seat (not shown). In a guide region of the nozzle needle 42 is ensuring the connection via outer peripheral side polished sections 421, which form flow channels.
  • a magnetic actuator 5 which comprises an annular magnetic coil 51, which acts with an actuator
  • Immersion anchor 52 cooperates, which is composed of an anchor plate 53 and the anchor needle 41.
  • the anchor plate 53 which consists of a
  • the soft magnetic material is laser welded at an interface 521 with the anchoring needle 41 made of a high strength material.
  • the plunger armature 52 is received in a liftable manner in a central bore 31 of the magnet body 3.
  • the magnetic body 3 has an annular end face 32, on which the magnetic coil 51 is supported, wherein the annular end face 32 of the magnetic body 3 is designed to be stepped radially outwards.
  • the magnetic body 3 forms in this way together with the inner circumference of the inner bore 1 1 of the clamping nut 1 an annular groove in which the magnetic coil 51 is partially received.
  • the solenoid coil 51 is also applied to the holding body 2, which has a diameter-reduced outer peripheral portion 24 for flush insertion of the magnetic coil 51.
  • annular separator 55 made of a nonmagnetic material is disposed between the holder body 2 and the magnet body 3 and bears against an annular projection 33 of the magnet body 3 which engages in the magnet coil 51.
  • the annular separating body 55 is therefore surrounded by the inner circumference of the magnetic coil 51.
  • Another support results from the holding body 2, which has a protruding projection 25 with reduced outer diameter. With this approach 25, the holding body 2 engages in the annular separating body 55, wherein between the holding body 2 and the plunger 52 a
  • the holding body 2 has a recess 22 in which an insert component 54 consisting of ductile metal is inserted, which forms an inner pole of the magnetic actuator 5.
  • the insert member 54 is plastically deformed when inserted into the recess 22 on a holding body 2 facing end portion 542 by a present in the form of a cutting edge cutting edge 222, the bottom 221 of the recess 22nd is provided, which deforms the bottom 221 of the recess 22 facing portion 542 of the insert member 54 when inserting the same in the recess 22 by a Zerspanvorgang plastically.
  • the insert member 54 is thus pressed during installation in the holding body 2 against the cutting edge 222 in the surrounding holder body 2, wherein by the
  • An inner diameter of the recess 22 at the bottom 221 is greater than the inner diameter of the remaining recess 22 in the preferred embodiment of the injector according to the invention, whereby a radially outwardly extending groove 223 at the bottom 221 of the recess 22 is formed.
  • the chipped material of the portion 542 of the insert component 54 is pressed into the groove 223 until it is at least partially or almost completely filled with the plastically deformed portion 542 of the insert component 54. This results in a positive fit
  • insert component 54 is shown in the figure in a state prior to machining, ie in the still undeformed state, in which no machining material is still present in the groove 223.
  • insert member 54 also has a continuous, narrowing bore 541 is provided, which connects the fuel inlet bore 21 with the working gap between the holding body 2 and the magnetic body 3 and thus with the bore 531 in the anchor plate 53.
  • the holding body 2 is penetrated by a central fuel inlet bore 21, which serves to feed fuel and is connected via further bores 531 and 31 to a high-pressure bore 91 of the nozzle body 9.
  • the further bore 531 is arranged in the anchor plate 53 and obliquely executed, i. from the center to the radial outside. It opens laterally into the central bore 31 of the magnetic body 3. This has a
  • corresponding bevels may be provided on the anchoring needle 41.
  • a recess 361 is provided, which connects the magnetic body recess 35 with the high-pressure bore 91 of the nozzle body 9.
  • a spring 362 is further provided, which via the
  • plate-shaped body 36 is clamped against the magnetic body 3, so that the body 36 is kept pressed constantly against the nozzle body 9.
  • the armature needle 41 is held in a liftable manner in the plate-shaped body 36.
  • the spring plate 7 consists of a ductile metal and is on the anchor needle 41st
  • the energization of the magnetic coil 51 is achieved via at least one (not shown) electrical line which is passed through the holding body 2 and terminates in an electrical connection, via which the fuel injector with a (not shown) power source is connectable.
  • the illustrated fuel injector is characterized by a high robustness and a precise magnetic

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einer Spannmutter, in der ein Haltekörper und ein Magnetkörper angeordnet sind, einer Nadelkörpereinheit, der aus einer Ankernadel und einer Düsennadel besteht, und einem in der Spannmutter aufgenommenen Magnetaktor zur direkten Betätigung der in einer Innenbohrung der Spannmutter hubbeweglich aufgenommenen Nadelkörpereinheit, über dessen Hubbewegung zumindest eine Einspritzöffnung freigebbar oder verschließbar ist, wobei der Magnetaktoreine ringförmige Magnetspule, die zwischen dem Haltekörper und dem Magnetkörper angeordnet ist, und einen als Stellglied wirkenden Tauchanker aufweist, und der Tauchanker eine Ankerplatte und die Ankernadel aufweist und mit der Magnetspule zusammenwirkt, und wobei die Ankerplatte und die Ankernadel aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen und durch einen Stoffschluss einstückig miteinander verbunden sind.

Description

Beschreibung Titel
Kraftstoffinjektor
Die vorliegende Erfindung geht aus einem Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine nach Gattung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 hervor. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung einen Kraftstoffinjektor mit einem Magnetaktor zur direkten Betätigung einer in einer Innenbohrung eines Düsenkörpers hubbeweglich aufgenommenen Nadelkörpereinheit zum Öffnen oder Schließen zumindest einer Einspritzöffnung, wobei der Magnetaktor eine mit einem als Tauchanker ausgebildetes Stellglied zusammenwirkende, ringförmige Magnetspule umfasst.
Es ist auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik bekannt, einen Magnetaktor zur Steuerung der Hubbewegung einer Düsennadel eines Kraftstoffinjektors zu verwenden, die zum Verschließen von Einspritzöffnungen gegen diese durch eine Feder vorgespannt ist. Der Magnetaktor besteht dabei im Wesentlichen aus einer Magnetspule und einem als Stellglied wirkenden Tauchanker, der durch einen sogenannten Magnetkörper radial geführt wird. Ein ringförmiger Trennkörper aus einem nicht magnetischen Werkstoff, der den Tauchanker umgibt, dient dabei zur magnetischen Trennung eines in dem Kraftstoffinjektor aufgenommenen Haltekörpers von dem genannten Magnetkörper. Der Tauchanker kann dabei im Wesentlichen aus einer Ankerplatte und einem darin eingepressten Kopplerkolben bestehen, der über ein Kopplervolumen mit der Düsennadel hydraulisch gekoppelt sein kann, so dass eine durch den
Magnetaktor hervorgerufene Bewegung der Ankerplatte und damit des Kopplerkolbens das Kopplervolumen verändert und auf diese Weise die Düsennadel hydraulisch betätigt. Genauer gesagt wirkt sich die beschriebene Veränderung des Kopplervolumens auf die mit der Feder vorgespannte Düsennadel so aus, dass eine hervorgerufene Vergrößerung des
Kopplervolumens einen Druckabfall in dem Kopplervolumen und damit ein Freigeben der Einspritzöffnungen durch die Düsennadel zur Folge hat.
Demgegenüber werden die Einspritzöffnungen durch eine Verkleinerung des Kopplervolumens wieder verschlossen. Problematisch bei dieser Art des
Aufbaus des Kraftstoffinjektors, insbesondere des Magnetaktors, kann beispielweise die zweiteilige Ausgestaltung des Tauchankers aus Ankerplatte und eingepresstem Koppelkolben sein, da sich eine derartige Verbindung zwischen Ankerplatte und Kopplerkolben, die lediglich eine kraftschlüssige Verbindung darstellt, an einer derartigen bewegungskritischen Stelle des
Tauchankers durch vielmaliges Bewegen desselben wieder lösen kann.
Offenbarung der Erfindung Um die vorhergehend genannten Probleme des bekannten Stands der Technik zu lösen wird durch die vorliegende Erfindung ein Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereitgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Genauer gesagt dient der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor zum
Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine und weist dazu im Wesentlichen eine Spannmutter, in der ein Haltekörper und ein Magnetkörper angeordnet sind, eine sogenannte Nadelkörpereinheit, der aus einer Ankernadel und einer Düsennadel besteht, und einen in der Spannmutter aufgenommenen Magnetaktor zur direkten Betätigung der in einer Innenbohrung der Spannmutter hubbeweglich aufgenommenen Nadelkörpereinheit auf, über dessen Hubbewegung zumindest eine Einspritzöffnung freigebbar oder verschließbar ist. Der Magnetaktor umfasst dabei eine ringförmige
Magnetspule, die zwischen dem Haltekörper und dem Magnetkörper angeordnet ist, und einen als Stellglied wirkenden Tauchanker, der wiederrum eine Ankerplatte und die Ankernadel umfasst und mit der Magnetspule zusammenwirkt. Die Ankerplatte und die Ankernadel bestehen bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor aus unterschiedlichen metallenen Werkstoffen und sind durch einen Stoffschluss einstückig miteinander verbunden. Dabei sind die Ankerplatte und die Ankernadel vorzugsweise durch Schweißen miteinander verbunden, wie zum Beispiel durch Laserschweißen. Die als dem Magnetfeld ausgesetzte Komponente des Magnetaktors wirkende Ankerplatte kann aus einem weichmagnetischen Werkstoff bestehen, wie zum Beispiel FeCo oder einer Legierung davon, FeCr, oder allgemein SMC (Soft Magnetic Composites). Die zur Führung des
Stellglieds des Magnetaktors dienende Ankernadel kann aus einem hochfesten metallenen Werkstoff bestehen, wie zum Beispiel dem Cr-Iegierten Stahl 10006 oder einem Schnellarbeitsstahl HS6-5-2-X, das heißt mit beliebigem Co- Anteil. Hier kommen entsprechend vor allem Werkstoffe infrage, mit denen sich verschleißfeste Führungen realisieren lassen, die also beispielsweise hohe Oberflächenhärten aufweisen. Daher entweder hoch vergütet oder hart beschichtet, wie zum Beispiel Nickel, DLC (Diamond-like Carbon), etc.. Ein Keramikwerkstoff ist ebenfalls denkbar. Zum Erreichen der notwendigen Kräfte für das Freigeben der Einspritzöffnungen durch die Nadelkörpereinheit und für verbesserte Führungseigenschaften des Tauchankers samt
Nadelkörpereinheit in dem Kraftstoffinjektor kommt folglich bei der vorliegenden Erfindung ein 2-Komponenten-Tauchanker zum Einsatz, bestehend aus einem magnetisch betätigten Abschnitt aus vorzugsweise weichmagnetischem metallenen Werkstoff und einem Führungsabschnitt aus hochfestem metallenen Werkstoff. Durch den hochfesten und damit harten
Metall Werkstoff des Führungsabschnitts kann eine gute Führungsqualität in dem Kraftstoffinjektor erzielt werden, womit ein wünschenswertes präzises Freigeben und Schließen der Einspritzöffnungen durch die Düsennadel erreicht werden kann, die direkt oder indirekt mit der Ankernadel
zusammenwirkt. Abgesehen von Leckage und hydraulischen
Kompressibilitäten sind die Bewegungen von Ankernadel und Düsennadel vorzugsweise direkt beziehungsweise mit einer ÜberVUntersetzung direkt gekoppelt. Im Magnetkreis kann ein weichmagnetischer Metallwerkstoff zum Einsatz kommen, der vorteilhafte Eigenschaften für den zu erzeugenden
Magnetkreislauf des Magnetaktors bietet. Beide Werkstoffe müssen zu einem Bauteil, dem Tauchanker, zusammengefügt werden, um ein vorteilhaftes einstückiges Stellglied des Magnetaktors zu bilden. Die nur schwierig herzustellende Verbindung dieser grundlegend verschiedenen Metallwerkstoffe erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoff! njektor vorzugsweise mittels Laserschweißen. Der dadurch hergestellte Stoffschluss zwischen Ankerplatte und Ankernadel hat den Vorteil, dass gute Festigkeiten in der Fügestelle bei minimalem Platzbedarf erreicht werden können, wobei Werkstoffe miteinander verbunden werden, die prinzipiell als nicht schweißbar eingestuft sind. Eine Optimierung der Nahteigenschaften zwischen den beiden unterschiedlichen Metallwerkstoffen, also zwischen der Ankerplatte und der Ankernadel lässt sich mit diversen Parametern, wie zum Beispiel Leistung des Lasers, Dauer, Vorwärmzeit, Schweißgeschwindigkeit, etc. des Schweißvorgangs erreichen.
In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die Ankernadel gegen ein Freigeben der zumindest einen Einspritzöffnung durch die
Düsennadel mittels eines Federelements vorgespannt, das mit einer Federteller gegen den Magnetkörper gesichert ist, wobei der Federteller vorzugsweise auf die Ankernadel aufgepresst ist. Der Federteller besteht dabei weiter
vorzugsweise aus einem duktilen, fließfähigen Werkstoff mit hoher
Bruchdehnung, wie zum Beispiel Edelstahl mit der Werkstoff-Nummer 1.4301. Durch die damit erreichte kraftschlüssige Verbindung zwischen dem
Federteller und der Ankernadel können verschiedene Einstellungen des
Kraftstoffinjektors verbessert vorgenommen werden. Beispielsweise kann mittels einer Aufpressvorrichtung der Aufpressweg des Federtellers auf die Ankernadel vorgegeben und damit die gewünschte Vorspannkraft der Feder eingestellt werden. Durch die Wahl eines duktilen Werkstoffs mit hoher Bruchdehnung können ferner großzügige Passungen und entsprechende
Übermaße gewählt werden, da entsprechende plastische Verformungen möglich sind.
In einer weiter bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen
Kraftstoffinjektors ist eine Kraftstoffzulaufbohrung mit einer zentralen
Ausnehmung in dem Haltekörper vorgesehen, wobei ein als Innenpol des Magnetaktors wirkendes Einsatzbauteil mit einer Kraftstoffbohrung in der Ausnehmung eingesetzt und mit dem Haltekörper durch einen Formschluss verbunden ist. Auf diese Weise kann eine verbesserte Verbindung zwischen Innenpol und Haltekörper erzielt werden. Der Formschluss zwischen Einsatzbauteil und Ausnehmung in dem Haltekörper wird dabei vorzugsweise durch eine plastische Verformung eines dem Boden der Ausnehmung zugewandten Abschnitts des Einsatzbauteils hervorgerufen, also durch eine plastische Verformung des Stirnseitenabschnitts des Einsatzbauteils, das bei einem Einsetzen des Einsatzbauteils in den Haltekörper zuerst in die
Ausnehmung eintritt und auf den Boden der Ausnehmung trifft. Um die plastische Verformung des Einsatzbauteils an deren dem Haltekörper zugewandten Stirnseite zu erzielen ist vorzugsweise eine Schneidengeometrie, auch als Schneidenstruktur oder einfach als Schneide bezeichnet, am Boden der Ausnehmung in dem Haltekörper vorgesehen, durch die der dem Boden der
Ausnehmung zugewandter Abschnitt des Einsatzbauteils beim Einsetzen desselben in die Ausnehmung mittels eines Zerspanvorgangs plastisch verformt wird. Die Schneidengeometrie liegt bei der vorliegenden Erfindung
vorzugsweise in Form einer vom Boden der Ausnehmung axial
hervorstehenden ringförmigen Schneide vor, also in Form eines sogenannten
Schneidrings, der einstückig mit dem Haltekörper beziehungsweise mit dem Boden der Ausnehmung ausgebildet ist. Die Schneidengeometrie besteht dabei vorzugsweise aus einem härteren Werkstoff als das Einsatzbauteil. Durch den beschriebenen Zerspanvorgang wird ein formschlüssiger Prozess beim Innenpol des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors erzielt. Der Innenpol wird also beim Einbau in den Haltekörper gegen den Schneidring und weiter in den umgebenden Haltekörper gepresst, wobei durch das Weiterpressen in Richtung des Ausnehmungsbodens Material vom Einsatzbauteil abgeschält und radial nach außen geschoben wird. Vorzugsweise wird als Werkstoff des Einsatzbauteils ein duktiler, fließfähiger metallener Werkstoff eingesetzt, ähnlich dem Werkstoff des Federtellers der ferner gute magnetische
Eigenschaften haben soll. Weiter vorzugsweise ist der Innendurchmesser der Ausnehmung an deren Boden größer als der Innendurchmesser der restlichen Ausnehmung, wodurch eine radial nach außen gehende ringförmige
Aussparung, auch als Nut bezeichnet, am Boden der Ausnehmung entsteht.
Durch den Einpressvorgang und den dazugehörigen Schneid- beziehungsweise Zerspanvorgang wird das vom Einsatzbauteil abgespante Material radial nach außen in die Nut gedrückt, bis diese zumindest teilweise oder fast vollständig mit dem plastisch verformten Abschnitt des Einsatzbauteils gefüllt ist. Damit ergibt sich die gewünschte formschlüssige Verbindung zwischen Einsatzbauteil und Haltekörper, die für einen stabilen Sitz des Innenpols im Haltekörper sorgt, auch bei einer Aufweitung des Haltekörpers infolge einer Innendruckbelastung durch den mit Hochdruck durch den Kraftstoffinjektor geführten Kraftstoff. Die Auspresskräfte des Innenpols, also die zum
Herauslösen des Innenpols aus dem Haltekörper nötigen Kräfte liegen damit deutlich über den Werten einer reinen Presspassung zwischen Haltekörper und Innenpol.
Die vorhergehend genannte Kraftstoffzulaufbohrung stellt bei dem Haltekörper eine zentrale Zulaufbohrung dar, die den Haltekörper durchsetzt und zum
Zulauf von Kraftstoff dient. Die zentrale Anordnung der Zulaufbohrung hat den Vorteil, dass der Haltekörper gleichmäßig von Hochdruck beaufschlagt wird und die Zulaufbohrung über den Umfang von einer einheitlichen Wandstärke des Haltekörpers begrenzt wird, wobei sich die Zulaufbohrung in dem
Einsatzbauteil fortsetzt, das ebenfalls eine zentrale Zulaufbohrung aufweist, vorzugsweise mit sich in Kraftstoffströmungsrichtung verengenden
Innendurchmesser. Gegenüber einer dezentralen Anordnung der
Zulaufbohrung wird dadurch die Robustheit des Haltekörpers gesteigert. Um den Zulauf von Kraftstoff zu gewährleisten ist die zentral angeordnete
Zulaufbohrung vorzugsweise mittelbar über wenigstens eine weitere Bohrung mit einem weiteren Körper in dem Kraftstoffinjektor verbindbar, dem
sogenannten Düsenkörper, der am einspritzenden Ende des Kraftstoffinjektors in der Spannmutter in Anlage an den Magnetkörper angeordnet ist und in dem die zumindest einen Einspritzöffnung vorgesehen ist. Die wenigstens eine weitere Bohrung kann hierzu im Stellglied, im Magnetkörper und/oder in einem weiteren Körper ausgebildet sein, welcher zwischen dem Magnetkörper und dem Düsenkörper angeordnet ist. Bei dem weiteren Körper handelt es sich vorzugsweise um ein plattenförmiges Bauteil, das eine Hochdruckbohrung des Düsenkörpers in axialer Richtung begrenzt.
Weiter vorzugsweise sind bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor die Bauteile der Nadelkörpereinheit, also die Ankernadel und die Düsennadel zwei separate Bauteile, die in Anlage zueinander angeordnet sind und mittels der Federn etc. miteinander zusammenwirken. Dadurch wird eine direkte
Ansteuerung zum Öffnen und Schließen der Einspritzöffnungen mittels einer Bewegung des Stellglieds des Magnetaktors erreicht. Die Ankernadel löst sich beim Öffnen von der Düsennadel.
Ferner kann bei dem Kraftstoffinjektor gemäß der Erfindung ein ringförmiges Trennbauteil zwischen dem Haltekörper und dem Magnetkörper radial innerhalb der Magnetspule angeordnet sein, das eine magnetische Trennung zwischen Innenpol und Magnetkörper bewirkt. Im Betrieb des Kraftstoff injektors dient diese magnetische Trennung dazu, dass der Magnetfluss durch den
Tauchanker in den Innenpol verläuft, wobei Streuflüsse vermieden werden. Der Anker ist dabei innerhalb des ringförmigen Trennbauteils angeordnet. Der Magnetkörper kann darüber hinaus eine zentrale Bohrung aufweisen, in der der Tauchanker hubbeweglich aufgenommen ist. Über den Magnetkörper erfährt der Tauchanker somit eine zusätzliche radiale Führung. Indem der ringförmige Trennkörper konzentrisch zur zentralen Bohrung des Magnetkörpers angeordnet ist und eine Bohrung gleichen Durchmessers besitzt, setzt sich die zentrale Bohrung des Magnetkörpers in der des Trennkörpers fort. In diesem Fall kann der ringförmige Trennkörper ebenfalls der radialen Führung des als Tauchanker ausgebildeten Stellgliedes dienen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen
Kraftstoff injektors können die Spannmutter und der Haltekörper mittels einer Schraubenverbindung miteinander verbunden sein, wobei vorzugsweise die Spannmutter ein Innengewinde und der Haltekörper ein entsprechendes Außengewinde zum Ausbilden der Schraubenverbindung aufweisen. Durch diese Schraubverbindung können die in der Spannmutter angeordneten Bauteile des Kraftstoffinjektors gegeneinander verspannt werden. Der
Haltekörper fixiert dabei die Magnetspule sowie den Trennkörper zwischen sich und dem Magnetkörper, und fixiert weiterhin den Düsenkörper über den Magnetkörper mit der Innenseite der Spannmutter, also an dem Ende der Spannmutter, an dem der Düsenkörper aus der Spannmutter hervorsteht, so dass die Einspritzöffnungen nach außen hin freiliegen. Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Injektorkonzept erfüllt mit seiner neuen
Tauchankerlösung zur Realisierung der notwendigen Ankerhübe den Bedarf nach einem zeitgemäßen Konzept für direktgesteuerte Dieselinjektoren mit Magnetaktorik. Aufgrund der bei der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommenden speziellen Fügeverfahren kann den bauraumbedingten beengten Verhältnissen unter hoher Ausnutzung vorteilhafter
Werkstoffeigenschaften Rechnung getragen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die einzige Figur der vorliegenden Erfindung zeigt eine Schnittdarstellung eines Teils eines Kraftstoffinjektors gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Der in der Figur dargestellte Kraftstoffinjektor gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Spannmutter 1 mit einer
Innenbohrung 1 1 , in der ein Haltekörper 2 eingesetzt ist und mit der
Spanmutter 1 durch eine Schraubverbindung verbunden ist, wobei die
Schraubverbindung durch ein Innengewinde 12 am Innenumfang der
Innenbohrung 11 und ein Außengewinde 23 am Außenumfang des
Haltekörpers 2 hergestellt ist. Ferner ist in der Spannmutter 1 ein Magnetkörper 3 sowie eine Nadelkörpereinheit 4 angeordnet. Die Nadelkörpereinheit 4 ist in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel durch eine Ankernadel 41 und eine Düsennadel 42 ausgebildet, die bei nicht aktiviertem Magnetkreis miteinander in Anlagekontakt stehen und zusammenwirken, und ist in der Spannmutter 1 hubbeweglich geführt. Die Hubbewegung der Nadelkörpereinheit 4 dient der Freigabe oder dem Verschließen von (nicht gezeigten) Einspritzöffnungen, die in einem Düsenkörper 9 ausgebildet sind. Zum Freigeben der Einspritzöffnungen muss die Düsennadel 42 der Nadelkörpereinheit 4 aus einem (nicht gezeigten) Ventilsitz gehoben werden. In einem Führungsbereich der Düsennadel 42 wird die Verbindung über außenumfangseitige Anschliffe 421 sichergestellt, die Strömungskanäle ausbilden.
Zur Betätigung der Düsennadel 42 ist ein Magnetaktor 5 vorgesehen, der eine ringförmige Magnetspule 51 umfasst, die mit einem als Stellglied wirkenden
Tauchanker 52 zusammenwirkt, welcher aus einer Ankerplatte 53 und der Ankernadel 41 aufgebaut ist. Die Ankerplatte 53, die aus einem
weichmagnetischen Werkstoff besteht, ist an einer Nahtstelle 521 mit der aus einem hochfesten Werkstoff hergestellten Ankernadel 41 laserverschweißt. Der Tauchanker 52 ist in einer zentralen Bohrung 31 des Magnetkörpers 3 hubbeweglich aufgenommen. Der Magnetkörper 3 besitzt eine ringförmige Stirnfläche 32, an welcher die Magnetspule 51 abgestützt ist, wobei die ringförmige Stirnfläche 32 des Magnetkörpers 3 radial nach außen abgestuft ausgeführt ist. Der Magnetkörper 3 bildet auf diese Weise zusammen mit dem Innenumfang der Innenbohrung 1 1 der Spannmutter 1 eine ringförmige Nut aus, in der die Magnetspule 51 teilweise aufgenommen ist. Die Magnetspule 51 liegt ferner an dem Haltekörper 2 an, der zum bündigen Einlassen der Magnetspule 51 einen durchmesserreduzierten Außenumfangsabschnitt 24 besitzt. Zur Vermeidung von magnetischen Streuflüssen ist zwischen dem Haltekörper 2 und dem Magnetkörper 3 ein ringförmiger Trennkörper 55 aus einem nichtmagnetischen Werkstoff angeordnet, welcher an einem in die Magnetspule 51 eingreifenden ringförmigen Ansatz 33 des Magnetkörpers 3 anliegt. Der ringförmige Trennkörper 55 ist demnach vom Innenumfang der Magnetspule 51 umgeben. Eine weitere Abstützung ergibt sich über den Haltekörper 2, der einen vorstehenden Ansatz 25 mit reduziertem Außendurchmesser besitzt. Mit diesem Ansatz 25 greift der Haltekörper 2 in den ringförmigen Trennkörper 55 ein, wobei zwischen dem Haltekörper 2 und dem Tauchanker 52 ein
Arbeitsluftspalt ausgebildet wird. Ferner weist der Haltekörper 2 eine Ausnehmung 22 auf, in der ein aus duktilem Metall bestehendes Einsatzbauteil 54 eingesetzt ist, das einen Innenpol des Magnetaktors 5 ausbildet. Das Einsatzbauteil 54 wird beim Einsetzen in die Ausnehmung 22 an einem dem Haltekörper 2 zugewandten stirnseitigen Abschnitt 542 durch eine in Form eines Schneidring vorliegende Schneide 222 plastisch verformt, der am Boden 221 der Ausnehmung 22 vorgesehen ist., wobei diese den dem Boden 221 der Ausnehmung 22 zugewandten Abschnitt 542 des Einsatzbauteils 54 beim Einsetzen desselben in die Ausnehmung 22 durch einen Zerspanvorgang plastisch verformt. Das Einsatzbauteil 54 wird also beim Einbau in den Haltekörper 2 gegen die Schneide 222 im umgebenden Haltekörper 2 gepresst, wobei durch das
Weiterpressen in Richtung der Schneide 222 Material vom Einsatzbauteil 54 abgeschält wird. Ein Innendurchmesser der Ausnehmung 22 an deren Boden 221 ist in der bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Injektors größer als der Innendurchmesser der restlichen Ausnehmung 22, wodurch eine radial nach außen gehende Nut 223 am Boden 221 der Ausnehmung 22 entsteht.
Durch den Einpressvorgang des Einsatzbauteils 54 in den Haltekörper 2 und den dazugehörigen Zerspanvorgang wird das zerspante Material des Abschnitts 542 des Einsatzbauteils 54 in die Nut 223 gedrückt, bis diese zumindest teilweise oder fast vollständig mit dem plastisch verformten Abschnitt 542 des Einsatzbauteils 54 gefüllt ist. Damit ergibt sich eine formschlüssige
Verbindung zwischen Einsatzbauteil 54 und Haltekörper 2, die für einen stabilen Sitz des Innenpols 54 im Haltekörper 2 sorgt. Das Einsatzbauteil 54 ist in der Figur in einem Zustand vor dem Zerspanen gezeigt, also im noch unverformten Zustand, in dem noch kein Zerspanmaterial in der Nut 223 vorhanden ist. In dem Einsatzbauteil 54 ist zudem eine durchgehende, sich verengende Bohrung 541 vorgesehen, die die Kraftstoffzulaufbohrung 21 mit dem Arbeitsspalt zwischen Haltekörper 2 und Magnetkörper 3 und damit mit der Bohrung 531 in der Ankerplatte 53 verbindet. Der Haltekörper 2 ist von einer zentralen Kraftstoffzulaufbohrung 21 durchsetzt, die dem Zulauf von Kraftstoff dient und über weitere Bohrungen 531 und 31 mit einer Hochdruckbohrung 91 des Düsenkörpers 9 verbunden ist. Die weitere Bohrung 531 ist in der Ankerplatte 53 angeordnet und schräg verlaufend ausgeführt, d.h. von der Mitte nach radial außen. Sie mündet seitlich in die zentrale Bohrung 31 des Magnetkörpers 3. Dieser weist einen
innenumfangseitige Anschliff 34 auf, der die zentrale Bohrung 21 mit einer Magnetkörperaussparung 35 des Magnetkörpers 3 verbindet, welche düsennadelseitig von einem plattenförmigen Körper 36 begrenzt wird.
Alternativ dazu können entsprechende Anschliffe auf der Ankernadel 41 vorgesehen sein. In diesem Körper 36 ist eine Aussparung 361 vorgesehen, welche die Magnetkörperaussparung 35 mit der Hochdruckbohrung 91 des Düsenkörpers 9 verbindet.
Um eine direkte Betätigung der Düsennadel 42 über den Magnetaktor 5 zu ermöglichen ist ferner eine Feder 362 vorgesehen, die über den
plattenförmigen Körper 36 gegen den Magnetkörper 3 verspannt ist, so dass der Körper 36 konstant gegen den Düsenkörper 9 gedrückt gehalten wird. Die Ankernadel 41 ist in dem plattenförmigen Körper 36 hubbeweglich gehalten.
Wenn die Magnetspule 51 bestromt wird, wird die Ankerplatte 53 zusammen mit der Ankernadel 41 in Richtung der Magnetspule 51 angehoben und überwindet die Federkraft einer Feder 6, wodurch die Einspritzöffnungen geöffnet werden. Zur Beendigung des Einspritzvorgangs wird die Bestromung der Magnetspule 51 beendet, wobei die Federkraft der Feder 6, welche
einerseits am Magnetkörper 3 und andererseits an einem Federteller 7
abgestützt ist, eine Rückstellung des Tauchankers 52 bewirkt. Der Federteller 7 besteht dabei aus einem duktilen Metall und ist auf die Ankernadel 41
aufgepresst.
Die Bestromung der Magnetspule 51 wird über wenigstens eine (nicht gezeigte) elektrische Leitung erzielt, die durch den Haltekörper 2 hindurchgeführt ist und in einem elektrischen Anschluss endet, über den der Kraftstoffinjektor mit einer (nicht dargestellten) Stromquelle verbindbar ist. Der dargestellte Kraftstoffinjektor zeichnet sich durch eine hohe Robustheit und eine präzise magnetische
Performance aus.

Claims

Ansprüche
1. Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit
einer Spannmutter (1 ), in der ein Haltekörper (2) und ein Magnetkörper (3) angeordnet sind,
einer Nadelkörpereinheit (4), die aus einer Ankernadel (41 ) und einer
Düsennadel (42) besteht, und
einem in der Spannmutter (1 ) aufgenommenen Magnetaktor (5) zur direkten Betätigung der in einer Innenbohrung (1 1 ) der Spannmutter (1 ) hubbeweglich aufgenommenen Nadelkörpereinheit (4), über dessen Hubbewegung zumindest eine Einspritzöffnung freigebbar oder verschließbar ist, wobei
der Magnetaktor (5) eine ringförmige Magnetspule (51 ), die zwischen dem Haltekörper (2) und dem Magnetkörper (3) angeordnet ist, und einen als Stellglied wirkenden Tauchanker (52) aufweist, und
der Tauchanker (52) eine Ankerplatte (53) und die Ankernadel (41 ) aufweist und mit der Magnetspule (51 ) zusammenwirkt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ankerplatte (53) und die Ankernadel (41 ) aus unterschiedlichen
Werkstoffen bestehen und durch einen Stoffschluss einstückig miteinander verbunden sind.
2. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 , wobei die Ankerplatte (53) und die Ankernadel (41 ) durch Schweißen miteinander verbunden sind, vorzugsweise durch Laserschweißen.
3. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ankerplatte (53) aus einem weichmagnetischen Werkstoff und die Ankernadel (41 ) aus einem hochfesten Werkstoff bestehen.
4. Kraftstoffinjektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Ankernadel (41 ) gegen ein Freigeben der zumindest einen Einspritzöffnung durch die Düsennadel (42) mittels einer Feder (6) vorgespannt ist, die mit einem Federteller (7) gegen den Magnetkörper (3) gesichert ist, wobei der Federteller (7) vorzugsweise auf die Ankernadel (41 ) aufgepresst ist.
5. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 4, wobei der Federteller (7) aus einem duktilen Werkstoff mit hoher Bruchdehnung besteht.
6. Kraftstoffinjektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Kraftstoffzulaufbohrung (21 ) mit einer zentralen Ausnehmung (22) in dem Haltekörper (2) vorgesehen ist und ein als Innenpol des Magnetaktors wirkendes Einsatzbauteil (54) mit einer Bohrung (541 ) in der Ausnehmung (22) eingesetzt und mit dem Haltekörper (2) durch einen Formschluss verbunden ist, der vorzugsweise durch eine plastische Verformung eines dem Boden (221 ) der Ausnehmung (22) zugewandten Abschnitts (542) des Einsatzbauteils (54) entsteht.
7. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 6, wobei eine Schneide (222) am Boden (221 ) der Ausnehmung (22) vorgesehen ist, durch die der dem Boden (221 ) der Ausnehmung (22) zugewandte Abschnitt (542) des Einsatzbauteils (54) beim Einsetzen desselben in die Ausnehmung (22) plastisch verformt wird, wobei die Schneide (222) vorzugsweise in Form einer vom Boden (221 ) der Ausnehmung (22) hervorstehenden ringförmigen Schneide (222) vorliegt.
8. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 7, wobei die Schneide (222) aus einem härteren Werkstoff als das Einsatzbauteil (54) besteht.
9. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Innendurchmesser der Ausnehmung (22) an deren Boden (221 ) größer als der Innendurchmesser der restlichen Ausnehmung (22) ist und dadurch eine radial nach außen gehende ringförmige Nut (223) am Boden der Ausnehmung (22) entsteht, die vorzugsweise zumindest teilweise mit dem plastisch verformter Abschnitt (542) des Einsatzbauteils (54) gefüllt ist.
10. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Einsatzbauteil (54) vorzugsweise aus einem duktilen metallenen Werkstoff besteht.
1 1. Kraftstoffinjektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Ankernadel (41 ) und die Düsennadel (42) miteinander wirkverbunden sind.
12. Kraftstoffinjektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein ringförmiger Trennkörper (55) zwischen dem Haltekörper (2) und dem
Magnetkörper (3) radial innerhalb der Magnetspule (51 ) angeordnet ist.
13. Kraftstoffinjektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Spannmutter (1 ) und der Haltekörper (2) mittels einer
Schraubenverbindung miteinander verbunden sind, wobei die Spannmutter (1 ) vorzugsweise ein Innengewinde (12) und der Haltekörper (2) ein
entsprechendes Außengewinde (23) zum Ausbilden der Schraubverbindung aufweisen.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3053409A1 (fr) * 2016-06-30 2018-01-05 Delphi International Operations Luxembourg S.A R.L. Injecteur de carburant
DE102019121538A1 (de) * 2019-08-09 2021-02-11 Liebherr-Components Deggendorf Gmbh Sitzplatte für einen Injektor und Verfahren zum Herstellen einer solchen Sitzplatte

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4229730A1 (de) * 1992-09-05 1994-03-10 Bosch Gmbh Robert Elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil
US5667194A (en) * 1995-12-11 1997-09-16 Siemens Automotive Corporation Armature needle valve assembly having plastic connecting means
DE102007008863A1 (de) * 2005-08-26 2008-08-28 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
CN101539084B (zh) * 2009-03-20 2010-12-29 天津大学 共轨式电控喷射器
DE102010002646A1 (de) * 2010-03-08 2011-09-08 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor
DE102010041013A1 (de) * 2010-09-20 2012-03-22 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor
DE102012220860A1 (de) * 2012-06-29 2014-01-02 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit Magnetaktor
DE102014200771A1 (de) * 2014-01-17 2015-07-23 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor

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