WO2000032926A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

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WO2000032926A1
WO2000032926A1 PCT/DE1999/003689 DE9903689W WO0032926A1 WO 2000032926 A1 WO2000032926 A1 WO 2000032926A1 DE 9903689 W DE9903689 W DE 9903689W WO 0032926 A1 WO0032926 A1 WO 0032926A1
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WO
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closing body
valve
fuel injection
injection valve
flattening
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PCT/DE1999/003689
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French (fr)
Inventor
Werner Hanft
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Priority to DE59906870T priority patent/DE59906870D1/de
Priority to US09/601,493 priority patent/US6357676B1/en
Priority to EP99960933A priority patent/EP1068442B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
    • F02M51/0671—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
    • F02M51/0682—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto the body being hollow and its interior communicating with the fuel flow
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    • F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
    • F02M51/0667—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature acting as a valve or having a short valve body attached thereto

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector according to the preamble of the main claim.
  • a fuel injector in the form of an electromagnetically actuated valve is already known from DE-PS 38 31 196, in which a valve needle is formed from an armature, a tubular connecting part and a spherical valve closing body.
  • the armature and the valve closing body are connected to one another via the tubular connecting part, the connecting part with which the
  • Valve closing body is firmly connected by means of a weld seam.
  • the connecting part has a multiplicity of flow openings through which fuel can emerge from an inner passage opening and can flow outside the connecting part as far as the valve closing body or to a valve seat surface which interacts with the valve closing body.
  • the connecting tube which is rolled in terms of production technology, has a longitudinal slot running over the entire length, through which, owing to its large hydraulic area
  • the end region encompasses the valve closing body in such a way that at least one channel which is connected directly to a longitudinal bore of the closing body carrier is formed on the surface of the valve closing body.
  • the end region extends beyond the equator of the valve closing body. A firm connection is achieved by flanging or pressing.
  • US Pat. No. 4,483,485 already shows a fuel injector which has a valve needle with a spherical valve closing body.
  • the spherical valve closing body can also be provided with a horizontal flattening which extends within the connecting part of the valve needle serving as the closing body carrier.
  • transverse openings or several slot openings open towards the valve closing body are provided in one end region.
  • an opening geometry which requires additional manufacturing or processing steps and is specifically introduced into the closing body carrier is required for the outflow of the fuel.
  • a spherical valve closing body is at least one axial
  • the closing body carrier can be produced in a very simple manner in a rotationally symmetrical manner, without any opening geometries having to be introduced on its outer contour for the exit of fuel. This eliminates all processing steps that are usually required for such additional flow openings.
  • the closing body carrier engages around the valve closing body in such a way that, depending on the number of flattenings, it forms one or more channels directly on the surface of the valve closing body, through which fuel can flow unhindered coming from the inner longitudinal bore towards a valve seat surface. Optimal inflow to the metering area of the valve is achieved with little manufacturing effort.
  • At least one flattening is formed at an angle to the longitudinal valve axis of 12 to 25 ° and to let the flattening extend in a downstream direction via a spherical equator of the valve closing body.
  • a magnet armature can itself serve directly as a closing body carrier, so that a two-part valve needle is present together with the valve closing body.
  • a valve needle is particularly simple and inexpensive to manufacture and, due to the reduced number of parts, has only a single connection point.
  • FIG. 1 shows a fuel injector according to the invention
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of a valve needle
  • FIG. 3 shows a symbolically illustrated fuel flow on a valve needle according to FIG. 2
  • FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of a valve needle
  • FIG. 5 shows a symbolically illustrated fuel flow on a valve needle according to FIG. 4
  • Figure 6 shows a third embodiment of a valve needle.
  • FIG. 1 by way of example and partially in simplified form in the shape of an injector for
  • Fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines have a largely tubular core 2, which is surrounded by a magnet coil 1 and serves as an inner pole and partly as a fuel flow. Together with an upper, disk-shaped cover element 3, the core 2 enables a particularly compact structure of the injection valve in the area of the magnet coil 1.
  • the magnet coil 1 is surrounded by an outer, ferromagnetic valve jacket 5 as the outer pole, which completely surrounds the magnet coil 1 in the circumferential direction and at its upper end with the cover element 3 z. B. is connected by a weld 6.
  • valve jacket 5 is stepped at its lower end, so that a guide section 8 is formed, which axially encloses the magnet coil 1 similarly to the cover element 3 and which represents the boundary of the magnet coil region 1 downwards or in the downstream direction .
  • the guide section 8 of the valve jacket 5, the magnet coil 1 and the cover element 3 form an inner opening 11 or 58, which extends concentrically to a longitudinal valve axis 10 and in which an elongated sleeve 12 extends.
  • An inner longitudinal opening 9 of the ferritic sleeve 12 partially serves as a guide opening for a valve needle 13 that is axially movable along the longitudinal axis 10 of the valve.
  • the sleeve 12 ends, viewed in the downstream direction, for example in the region of the guide section 8 of the valve jacket 5, with which it is fixed, for example, with a weld seam 54 connected is.
  • the valve needle 13 is formed by a tubular closing body carrier 17, which also functions as a magnet armature, and a largely spherical valve closing body 18 educated.
  • the valve needle 13 can also be formed in three parts by an armature 17 ⁇ , a closing body support 17 and a valve closing body 18.
  • the fixed core 2 is also arranged in the longitudinal opening 9 of the sleeve 12.
  • the sleeve 12 also fulfills a sealing function, so that a dry magnet coil 1 is present in the injection valve. This is also achieved in that the disc-shaped
  • Covering element 3 completely covers the magnetic coil 1 on its upper side.
  • the inner opening 58 in the cover element 3 allows the sleeve 12 and thus also the core 2 to be of elongated design, so that both components protrude through the opening 58 beyond the cover element 3.
  • a valve seat body 14 adjoins the lower guide section 8 of the valve jacket 5 and has a fixed valve seat surface 15 as the valve seat.
  • Valve seat body 14 is fixedly connected to valve jacket 5 by means of a second weld 16, for example, generated by means of a laser.
  • a second weld 16 for example, generated by means of a laser.
  • On the downstream end face of the valve seat body 14 is, for. B. in a recess 19 a flat spray plate 20, the fixed connection of valve seat body 14 and spray plate 20 z. B. is realized by a circumferential dense weld 21.
  • the tubular closing body carrier 17 is firmly connected at its downstream end facing the spraying orifice plate 20 to the spherical valve closing body 18, for example by welding.
  • the closing body carrier 17 has an inner longitudinal bore 23 through which fuel flows and from which it emerges downstream and in the region of at least one flattened portion 24 which has an axial extension component can flow directly along the valve closing body 18 up to the valve seat surface 15.
  • the injection valve is actuated electromagnetically in a known manner.
  • a piezoelectric actuator can also be used to actuate the valve needle 13.
  • the electromagnetic circuit with the magnet coil 1, the inner core 2, the outer valve jacket 5 and the armature 17 serves for the axial movement of the valve needle 13 and thus for opening against the spring force of a return spring 25 or closing the injection valve is aligned with the end of the valve closing body 18 facing the core 2.
  • the spherical valve closing body 18 interacts with the valve seat surface 15 of the valve seat body 14 which tapers in the shape of a truncated cone in the direction of flow and is formed in the axial direction downstream of a guide opening 26 in the valve seat body 14.
  • the spray orifice plate 20 has at least one, for example four, spray openings 27 formed by eroding or stamping.
  • an adjusting sleeve 29 is inserted in addition to the return spring 25.
  • the adjusting sleeve 29 is used to adjust the spring preload of the return spring 25 abutting the adjusting sleeve 29, which in turn is supported with its opposite side on an insert part 31 which is firmly connected to the closing body carrier 17, the dynamic injection quantity also being adjusted using the adjusting sleeve 29.
  • Such an injection valve is characterized by its particularly compact construction, so that a very small, handy injection valve is produced, the valve jacket 5 of which has an outer diameter of only about 11 mm, for example.
  • the components described so far form a preassembled independent assembly, which can be referred to as functional part 30.
  • the fully set and assembled functional part 30 has z. B. on an upper end face 32, for example, two contact pins 33 protrude.
  • Contact pins 33 which serve as electrical connecting elements, are used to make electrical contact with the magnetic coil 1 and thus to excite it.
  • connection part can be connected to such a functional part 30, which is distinguished above all by the fact that it comprises the electrical and the hydraulic connection of the injection valve.
  • a hydraulic connection between the connection part (not shown) and the functional part 30 is achieved in the fully assembled injection valve in that flow bores of both assemblies are brought together so that an unimpeded flow of fuel is ensured. It is then z. B. the end face 32 of the functional part 30 directly on a lower one
  • connection part is mounted on the functional part 30, the part of the core 2 and the sleeve 12 which projects beyond the end face 32 can be inserted into a flow hole in the flow hole to increase the connection stability
  • a sealing ring 36 is provided, which rests on the end face 32 of the cover 3, the sleeve 12.
  • the contact pins 33 serving as electrical connecting elements go fully assembled Valve a secure electrical connection with corresponding electrical connecting elements of the connector.
  • FIG 2 shows the valve needle 13 on an enlarged scale compared to Figure 1.
  • the tubular closing body support 17 is designed as a turned part, which has a multi-step outer contour.
  • an annular guide surface 40 is formed, which serves to guide the axially movable valve needle 13 in the sleeve 12.
  • the closing body carrier 17, for example made of a ferritic material (chrome steel), has an upper stop surface 42 facing the core 2, which is provided with a wear protection layer, e.g. B. is chrome-plated.
  • the inner longitudinal bore 23 in the closing body carrier 17 has a largely circular cross section. Overall, the closing body carrier 17 is advantageously rotationally symmetrical.
  • the largely spherical valve closing body 18 has at least one flattened portion 24 with an axial extension component on its outer circumference.
  • the closing body carrier 17 surrounds the valve closing body 18 with a downstream end region 46, that is to say partially into the valve body
  • Longitudinal bore 23 of the closing body carrier 17 protrudes.
  • a fixed connection for example achieved by welding, is provided.
  • the at least one flat 24 is formed on the valve closing body 18 in such a way that it extends into the longitudinal bore 23. This ensures that at least one channel 47 exists between the inner wall of the closing body support 17 and the flattened portion 24, through which the inlet in the longitudinal bore 23 and on the Valve closing body 18 fuel flowing along in the direction of the valve seat surface 15 is forwarded.
  • the angle of the flat 24 to the valve longitudinal axis 10 is e.g. 12 to 25 °. However, other angles between 10 and 50 ° are also conceivable.
  • a further flattened portion 24 ′ can follow the obliquely inclined flattened portion 24 and runs, for example, perpendicularly, that is to say parallel to the longitudinal axis 10 of the valve.
  • a transition edge 48 from the first flattening 24 to the second flattening 2 ' is still upstream of a spherical equator 49 of the
  • Valve closing body 18 The flattening 24 ′ extends clearly beyond the spherical equator 49 in the downstream direction, so that a largely central fuel flow is generated along the valve closing body 18, as is symbolically indicated by an arrow in FIG. 3.
  • FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of a valve needle 13, in which the valve needle 13 compared to
  • FIG. 4 illustrated embodiment constant or equivalent parts are identified by the same reference numerals.
  • the valve needle 13 according to FIG. 4 is characterized in that the flattened portion 24 is not divided and extends obliquely at an constant angle between 12 ° and 25 ° to the longitudinal axis 10 of the valve and over the ball equator 49.
  • FIG. 5 it is symbolically shown with a plurality of arrows that in such an embodiment a more diversified fuel flow is made possible, which can be advantageous for a wider flow on the valve seat surface 15.
  • FIG. 6 A further exemplary embodiment of a valve needle 13 is shown in FIG. 6.
  • the armature 17 v and the valve closing body 18 are over one sleeve-shaped connecting part connected to one another, the connecting part now forming the closing body support 17.
  • the connections on the valve needle 13 are made, for example, by welding.
  • valve closing body support 17 which represents a connecting part.
  • the valve closing body 18 corresponds to e.g. that of the exemplary embodiment according to FIG. 4. In principle, more than one flattened portion 24 can be provided.
  • the closing body carrier 17 In addition to the design of the closing body carrier 17 as a turned part or a cold pressed part, designs as a sintered part or MIM (metal injection molding) part are also possible.
  • MIM metal injection molding

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil, das eine axial bewegbare Ventilnadel (13) besitzt, die wenigstens einen Schließkörperträger (17) und einen kugelförmigen Ventilschließkörper (18) umfaßt. Der Schließkörperträger (17) nimmt dabei mit einem stromabwärtigen Endbereich (46) den Ventilschließkörper (18) auf. Der Ventilschließkörper (18) hat wenigstens eine axiale Erstreckungskomponente aufweisende Abflachung (24) an seiner Oberfläche, und zwischen der wenigstens einen Abflachung (24) und einer inneren Wandung des Schließkörperträgers (17) ist wenigstens ein Kanal (47) für einen Brennstofffluss gebildet. Das Brennstoffeinspritzventil eignet sich besonders für den Einsatz in Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen.

Description

Brennstoffeinspritzventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs .
Es ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil in Form eines elektromagnetisch betätigbaren Ventils aus der DE-PS 38 31 196 bekannt, bei dem eine Ventilnadel aus einem Anker, einem rohrförmigen Verbindungsteil und einem kugelförmigen Ventilschließkörper gebildet ist. Über das rohrförmige Verbindungsteil sind der Anker und der Ventilschließkörper miteinander verbunden, wobei als unmittelbarer Schließkörperträger das Verbindungsteil dient, mit dem der
Ventilschließkörper mittels einer Schweißnaht fest verbunden ist. Das Verbindungsteil weist eine Vielzahl von Strömungsöffnungen auf, durch die Brennstoff aus einer inneren DurchgangsÖffnung hinaustreten und außerhalb des Verbindungsteils bis zum Ventilschließkörper bzw. zu einer mit dem Ventilschließkörper zusammenwirkenden Ventilsitzfläche strömen kann. Außerdem weist das fertigungstechnisch gerollte Verbindungsrohr einen über die gesamte Länge verlaufenden Längsschlitz auf, durch den aufgrund seines großflächigen hydraulischen
Strömungsquerschnitts Brennstoff sehr schnell aus der inneren Durchgangsöffnung kommend strömen kann. Der größte Teil des abzuspritzenden Brennstoffs strömt bereits über die Länge des Verbindungsteils aus diesem heraus, während eine geringe Restmenge unmittelbar erst an der Kugeloberfläche aus dem Verbindungsteil austritt. Aus der DE-OS 197 12 590 ist bereits ein elektromagnetisch betätigbares Ventil bekannt, das eine axial bewegbare Ventilnadel bestehend aus einem Anker, der entweder selbst Schließkörperträger oder mit einem Schließkörperträger verbunden ist, und einem kugelförmigen Ventilschließkörper besitzt. Der Schließkörperträger nimmt dabei in einem stromabwärtigen Endbereich den Ventilschließkörper auf. Der Endbereich umgreift dazu den Ventilschließkörper derart, dass wenigstens ein direkt mit einer Längsbohrung des Schließkörperträgers in Verbindung stehender Kanal an der Oberfläche des Ventilschließkörpers gebildet ist. Der Endbereich erstreckt sich dabei über den Äquator des Ventilschließkörpers hinaus. Eine feste Verbindung wird durch Bördeln oder Einpressen erzielt.
Aus den Schriften US-PS 5,199,648 und DE-OS 44 08 875 ist bereits bekannt, an kugelförmigen Ventilschließkörpern von Brennstoffeinspritzventilen schräg geneigt verlaufende Nuten bzw. Abflachungen an der Oberfläche auszuformen, die ausschließlich der Drallbeaufschlagung des abzuspritzenden Brennstoffs dienen. Die Anströmung dieser angeformten Schließkörpergeometrien erfolgt hierbei von außerhalb eines rohrförmigen Verbindungsteils der Ventilnadel und nicht an der Kugeloberfläche ausgehend von einer inneren Öffnung des Verbindungsteils, das als Schließkörperträger fungiert.
Der US-PS 4,483,485 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil entnehmbar, das eine Ventilnadel mit einem kugelförmigen Ventilschließkörper aufweist . Der kugelförmige Ventilschließkörper kann auch mit einer horizontalen Abflachung versehen sein, die sich innerhalb des als Schließkörperträger dienenden Verbindungsteils der Ventilnadel erstreckt. Um eine BrennstoffStrömung aus einer inneren Öffnung des Verbindungsteils zum Ventilsitz zu ermöglichen, sind in der Wandung des Verbindungsteils entweder Queröffnungen oder in einem Endbereich mehrere zum Ventilschließkörper hin offene Schlitzöffnungen vorgesehen. Bei allen aus dieser Schrift bekannten Ausführungsbeispielen der Ventilnadel wird eine zusätzliche Fertigungs- bzw. Bearbeitungsschritte erfordernde, speziell in den Schließkörperträger eingebrachte Öffnungsgeometrie für den Ausfluss des Brennstoffs benötigt.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass es auf besonders einfache Art und Weise kostengünstig herstellbar ist. Dazu ist ein kugelförmiger Ventilschließkörper wenigstens mit einer eine axiale
Erstreckungskomponente aufweisenden Abflachung versehen und mit einem hülsenförmigen Schließkörperträger fest verbunden. Der Schließkörperträger ist dafür in sehr einfacher Weise rotationssymmetrisch fertigbar, ohne dass an seiner Außenkontur irgendwelche Öffnungsgeometrien für den Austritt von Brennstoff einzubringen sind. Somit entfallen sämtliche Bearbeitungsschritte, die für solche zusätzlichen Strömungsöffnungen üblicherweise benötigt werden. Mit einem Endbereich umgreift der Schließkörperträger den Ventilschließkörper derart, dass er entsprechend der Anzahl der Abflachungen einen oder mehrere Kanäle unmittelbar an der Oberfläche des Ventilschließkörpers bildet, durch die Brennstoff ungehindert von der inneren Längsbohrung kommend in Richtung zu einer Ventilsitzfläche strömen kann. Mit geringem Fertigungsaufwand wird so eine optimale Zuströmung zum Zumessbereich des Ventils erreicht.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Von Vorteil ist es, die wenigstens eine Abflachung unter einem Winkel zur Ventillängsachse von 12 bis 25° anzuformen und die Abflachung über einen Kugeläquator des Ventilschließkörpers in stromabwärtiger Richtung hinaus verlaufen zu lassen.
In besonders vorteilhafter Weise kann ein Magnetanker unmittelbar selbst als Schließkörperträger dienen, so dass zusammen mit dem Ventilschließkörper eine zweiteilige Ventilnadel vorliegt. Eine solche Ventilnadel ist besonders einfach und kostengünstig herstellbar und weist durch die reduzierte Teileanzahl nur eine einzige Verbindungsstelle auf .
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert . Es zeigen Figur 1 ein erfindungsgemäßes Brennstoffeinspritzventil, Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Ventilnadel, Figur 3 eine symbolisch verdeutlichte BrennstoffStrömung an einer Ventilnadel gemäß Figur 2, Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Ventilnadel, Figur 5 eine symbolisch verdeutlichte BrennstoffStrömung an einer Ventilnadel gemäß Figur 4 und Figur 6 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Ventilnadel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Das in der Figur 1 beispielhaft und teilweise vereinfacht dargestellte, erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil in der Form eines Einspritzventils für
Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen hat einen von einer Magnetspule 1 umgebenen, als Innenpol und teilweise als Brennstoffdurchfluss dienenden weitgehend rohrförmigen Kern 2. Zusammen mit einem oberen, scheibenförmigen Abdeckelement 3 ermöglicht der Kern 2 einen besonders kompakten Aufbau des Einspritzventils im Bereich der Magnetspule 1. Die Magnetspule 1 ist von einem äußeren, ferromagnetischen Ventilmantel 5 als Außenpol umgeben, der die Magnetspule 1 in Umfangsrichtung vollständig umgibt und an seinem oberen Ende fest mit dem Abdeckelement 3 z. B. durch eine Schweißnaht 6 verbunden ist. Zum Schließen des magnetischen Kreises ist der Ventilmantel 5 an seinem unteren Ende gestuft ausgeführt, so dass ein Leitabschnitt 8 gebildet ist, der ähnlich dem Abdeckelement 3 die Magnetspule 1 axial umschließt und der die Begrenzung des Magnetspulenbereichs 1 nach unten hin bzw. in stromabwärtiger Richtung darstellt.
Der Leitabschnitt 8 des Ventilmantels 5, die Magnetspule 1 und das Abdeckelement 3 bilden eine innere, konzentrisch zu einer Ventillängsachse 10 verlaufende Öffnung 11 bzw. 58, in der sich eine langgestreckte Hülse 12 erstreckt. Eine innere Längsöffnung 9 der ferritischen Hülse 12 dient teilweise als Führungsöffnung für eine entlang der Ventillängsachse 10 axial bewegliche Ventilnadel 13. Die Hülse 12 endet in stromabwärtiger Richtung gesehen beispielsweise im Bereich des Leitabschnitts 8 des Ventilmantels 5, mit dem sie beispielsweise mit einer Schweißnaht 54 fest verbunden ist.
Die Ventilnadel 13 wird bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel von einem rohrförmigen Schließkörperträger 17, der auch als Magnetanker fungiert, und einem weitgehend kugelförmigen Ventilschließkörper 18 gebildet. Wie in Figur 6 gezeigt, kann die Ventilnadel 13 auch dreiteilig von einem Anker 17 λ, einem Schließkörperträger 17 und einem Ventilschließkörper 18 gebildet werden. Außer der axial beweglichen Ventilnadel 13 ist auch der feststehende Kern 2 in der Längsöffnung 9 der Hülse 12 angeordnet. Neben der Führung des Schließkörperträgers 17 bzw. der Aufnahme des Kerns 2 erfüllt die Hülse 12 auch eine Abdichtfunktion, so dass im Einspritzventil eine trockene Magnetspule 1 vorliegt. Das wird auch dadurch erreicht, dass das scheibenförmige
Abdeckelement 3 die Magnetspule 1 vollständig an ihrer oberen Seite überdeckt. Die innere Öffnung 58 im Abdeckelement 3 erlaubt es, die Hülse 12 und somit auch den Kern 2 verlängert auszubilden, so dass beide Bauteile die Öffnung 58 durchragend über das Abdeckelement 3 hinausstehen .
An den unteren Leitabschnitt 8 des Ventilmantels 5 schließt sich ein Ventilsitzkörper 14 an, der eine feste Ventilsitzfläche 15 als Ventilsitz aufweist. Der
Ventilsitzkörper 14 ist mit einer beispielsweise mittels eines Lasers erzeugten zweiten Schweißnaht 16 fest mit dem Ventilmantel 5 verbunden. An der stromabwärtigen Stirnseite des Ventilsitzkörpers 14 ist z. B. in einer Vertiefung 19 eine flache Spritzlochscheibe 20 angeordnet, wobei die feste Verbindung von Ventilsitzkörper 14 und Spritzlochscheibe 20 z. B. durch eine umlaufende dichte Schweißnaht 21 realisiert ist. Der rohrförmige Schließkörperträger 17 ist an seinem stromabwärtigen, der Spritzlochscheibe 20 zugewandten Ende mit dem kugelförmigen Ventilschließkörper 18 beispielsweise durch Schweißen fest verbunden. Der Schließkörperträger 17 weist eine innere Längsbohrung 23 auf, die von Brennstoff durchströmt wird und aus der dieser stromabwärts austritt und im Bereich wenigstens einer eine axiale Erstreckungskomponente aufweisenden Abflachung 24 unmittelbar am Ventilschließkörper 18 entlang bis zur Ventilsitzfläche 15 strömen kann.
Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise elektromagnetisch. Allerdings soll betont werden, dass auch ein piezoelektrischer Aktor zur Betätigung der Ventilnadel 13 einsetzbar ist. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 13 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer Rückstellfeder 25 bzw. Schließen des Einspritzventils dient der elektromagnetische Kreis mit der Magnetspule 1, dem inneren Kern 2, dem äußeren Ventilmantel 5 und dem Anker 17. Der als Anker fungierende Schließkörperträger 17 ist mit dem dem Ventilschließkörper 18 abgewandten Ende auf den Kern 2 ausgerichtet .
Der kugelförmige Ventilschließkörper 18 wirkt mit der sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verjüngenden Ventilsitzfläche 15 des Ventilsitzkörpers 14 zusammen, die in axialer Richtung stromabwärts einer Führungsöffnung 26 im Ventilsitzkörper 14 ausgebildet ist. Die Spritzlochscheibe 20 besitzt wenigstens eine, beispielsweise vier durch Erodieren oder Stanzen ausgeformte Abspritzöffnungen 27.
In eine konzentrisch zu der Ventillängsachse 10 verlaufende Strömungsbohrung 28 des Kerns 2, die der Zufuhr des
Brennstoffs in Richtung der Ventilsitzfläche 15 dient, ist außer der Rückstellfeder 25 eine Einstellhülse 29 eingeschoben. Die Einstellhülse 29 dient zur Einstellung der Federvorspannung der an der Einstellhülse 29 anliegenden Rückstellfeder 25, die sich wiederum mit ihrer gegenüberliegenden Seite an einem fest mit dem Schließkörperträger 17 verbundenen Einsatzteil 31 abstützt, wobei auch eine Einstellung der dynamischen Abspritzmenge mit der Einstellhülse 29 erfolgt. Ein solches Einspritzventil zeichnet sich durch seinen besonders kompakten Aufbau aus, so dass ein sehr kleines, handliches Einspritzventil entsteht, dessen Ventilmantel 5 beispielsweise einen Außendurchmesser von nur ca. 11 mm aufweist. Die bisher beschriebenen Bauteile bilden eine vormontierte eigenständige Baugruppe, die als Funktionsteil 30 bezeichnet werden kann. Das fertig eingestellte und montierte Funktionsteil 30 weist z. B. eine obere Stirnfläche 32 auf, über die beispielsweise zwei Kontaktstifte 33 herausragen. Über die elektrischen
Kontaktstifte 33, die als elektrische Verbindungselemente dienen, erfolgt die elektrische Kontaktierung der Magnetspule 1 und damit deren Erregung.
Mit einem solchen Funktionsteil 30 ist ein nicht dargestelltes Anschlussteil verbindbar, das sich vor allen Dingen dadurch auszeichnet, dass es den elektrischen und den hydraulischen Anschluss des Einspritzventils umfasst. Eine hydraulische Verbindung von dem nicht dargestellten Anschlussteil und dem Funktionsteil 30 wird beim vollständig montierten Einspritzventil dadurch erreicht, dass Strömungsbohrungen beider Baugruppen so zueinander gebracht werden, dass ein ungehindertes Durchströmen des Brennstoffs gewährleistet ist. Dabei liegt dann z. B. die Stirnfläche 32 des Funktionsteils 30 unmittelbar an einer unteren
Stirnfläche des Anschlussteils an und ist mit diesem fest verbunden. Bei der Montage des Anschlussteils auf dem Funktionsteil 30 kann der über die Stirnfläche 32 überstehende Teil des Kerns 2 und der Hülse 12 zur Erhöhung der Verbindungsstabilität in eine Strömungsbohrung des
Anschlussteils hineinragen. Im Verbindungsbereich ist zur sicheren Abdichtung z. B. ein Dichtring 36 vorgesehen, der auf der Stirnfläche 32 des Abdeckelements 3 aufliegend die Hülse 12 umgibt. Die als elektrische Verbindungselemente dienenden Kontaktstifte 33 gehen im vollständig montierten Ventil eine sichere elektrische Verbindung mit korrespondierenden elektrischen Verbindungselementen des Anschlussteils ein.
Figur 2 zeigt die Ventilnadel 13 in einem gegenüber der Figur 1 vergrößerten Maßstab. Der rohrförmige Schließkörperträger 17 ist als Drehteil ausgeführt, das eine mehrfach gestufte Außenkontur besitzt. Am äußeren Umfang des Schließkörperträgers 17 ist beispielsweise eine ringförmige Führungsfläche 40 ausgeformt, die der Führung der axial beweglichen Ventilnadel 13 in der Hülse 12 dient. Der beispielsweise aus einem ferritischen Material (Chromstahl) gefertigte Schließkörperträger 17 weist eine obere, dem Kern 2 zugewandte Anschlagfläche 42 auf, die mit einer Verschleißschutzschicht versehen ist, z. B. verchromt ist.
Die innere Längsbohrung 23 im Schließkörperträger 17 besitzt einen weitgehend kreisförmigen Querschnitt. Insgesamt ist der Schließkörperträger 17 in vorteilhafter Weise rotationssymmetrisch ausgeführt. Der weitgehend kugelförmige Ventilschließkörper 18 besitzt an seinem äußeren Umfang wenigstens eine eine axiale Erstreckungskomponente aufweisende Abflachung 24. Mit einem stromabwärtigen Endbereich 46 umgibt der Schließkörperträger 17 den Ventilschließkörper 18, der also teilweise in die
Längsbohrung 23 des Schließkörperträgers 17 hineinragt. In dem Bereich, in dem der Schließkörperträger 17 auf dem Ventilschließkörper 18 aufsteht, ist eine z.B. mittels Schweißen erzielte feste Verbindung vorgesehen. Die wenigstens eine Abflachung 24 ist am Ventilschließkörper 18 derart ausgeformt, dass sie in die Längsbohrung 23 hineinreicht. So ist gewährleistet, dass wenigstens ein Kanal 47 zwischen der inneren Wandung des Schließkörperträgers 17 und der Abflachung 24 existiert, durch den der in der Längsbohrung 23 zugeführte und am Ventilschließkörper 18 entlangströmende Brennstoff in Richtung zur Ventilsitzfläche 15 weitergeleitet wird.
Der Winkel der Abflachung 24 zur Ventillängsachse 10 beträgt z.B. 12 bis 25°. Es sind jedoch auch andere Winkel zwischen 10 und 50° denkbar. An die schräg geneigte Abflachung 24 kann sich eine weitere Abflachung 24' anschließen, die beispielsweise senkrecht, also parallel zur Ventillängsachse 10 verläuft. Dabei liegt eine Übergangskante 48 von der ersten Abflachung 24 zur zweiten Abflachung 2 ' noch stromaufwärts eines Kugeläquators 49 des
Ventilschließkörpers 18. Die Abflachung 24 ' erstreckt sich deutlich über den Kugeläquator 49 hinausgehend in stromabwärtiger Richtung, so dass ein weitgehend zentraler Brennstofffluss entlang des Ventilschließkörpers 18 erzeugt wird, wie es symbolhaft mit einem Pfeil in Figur 3 angedeutet ist .
In Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Ventilnadel 13 dargestellt, in dem die gegenüber dem in
Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel gleichbleibenden bzw. gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Die Ventilnadel 13 gemäß Figur 4 zeichnet sich dadurch aus, dass die Abflachung 24 nicht geteilt ist und durchweg unter einem konstanten Winkel zwischen 12° und 25° schräg geneigt zur Ventillängsachse 10 über den Kugeläquator 49 hinweg verläuft. In Figur 5 ist symbolisch mit mehreren Pfeilen gezeigt, dass bei einer solchen Ausführung ein weiter aufgefächerter Brennstofffluss ermöglicht wird, der für eine breitere Anströmung an der Ventilsitzfläche 15 vorteilhaft sein kann.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Ventilnadel 13 zeigt Figur 6. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Ventilnadel 13 sind der Anker 17 v und der Ventilschließkörper 18 über ein hülsenförmiges Verbindungsteil miteinander verbunden, wobei das Verbindungsteil nun den Schließkörperträger 17 bildet. Die Verbindungen an der Ventilnadel 13 sind dabei z.B. mittels Schweißen hergestellt. Die zuvor bereits bei dem als Anker fungierenden Schließkörperträger 17 beschriebenen
Funktionen und geometrischen Verhältnisse gelten genauso für den ein Verbindungsteil darstellenden Schließkörperträger 17 nach Figur 6. Der Ventilschließkörper 18 entspricht z.B. dem des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 4. Grundsätzlich kann mehr als eine Abflachung 24 vorgesehen sein.
Neben der Ausbildung des Schließkörperträgers 17 als Drehteil oder Kaltpressteil kommen auch Ausführungen als Sinterteil oder MIM(Metal Injection Moulding) -Teil in Frage.

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil mit einer Ventillängsachse (10), mit einem Aktuator (1, 2, 5, 17, 17λ) zur Betätigung einer entlang der Ventillängsachse (10) bewegbaren Ventilnadel (13) , die wenigstens einen Schließkörperträger (17) und einen weitgehend kugelförmigen Ventilschließkörper (18) umfaßt, wobei der Ventilschließkörper (18) fest mit dem Schließkörperträger (17) verbunden ist und mit einem festen Ventilsitz (15) zusammenwirkt, und der Schließkörperträger (17) eine innere Längsbohrung (23) hat, die bis zur Oberfläche des Ventilschließkörpers (18) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschließkörper (18) wenigstens eine eine axiale Erstreckungskomponente aufweisende Abflachung (24) an seiner Oberfläche hat und zwischen der wenigstens einen Abflachung (24) und einer inneren Wandung des Schließkörperträgers (17) wenigstens ein Kanal (47) für einen Brennstofffluss gebildet ist.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Abflachung (24) schräg geneigt zur Ventillängsachse (10) unter einem Winkel von 12 bis 25° verläuft.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abflachung (24) aus mehreren Abschnitten besteht, wobei eine Abflachung (24) schräg geneigt und eine weitere Abflachung (24x) parallel zur Ventillängsachse (10) verläuft.
4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschließkörper (18) einen
Kugeläquator (49) hat und eine Übergangskante (48) zwischen zwei Abflachungsabschnitten (24, 24λ) stromaufwärts der Ebene des Kugeläquators (49) liegt.
5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Abflachung (24, 24* ) in stromabwärtiger Richtung über einen Kugeläquator (49) des Ventilschließkörpers (18) hinausreicht .
6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörperträger (17) als Magnetanker ausgeführt ist.
7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, dass ein einen Anker (17') und den Ventilschließkörper (18) verbindendes Verbindungsteil vorgesehen ist, das als Schließkörperträger (17) dient.
8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der
Schließkörperträger (17) ein Drehteil oder ein Kaltpressteil darstellt .
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