WO2005059352A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

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WO2005059352A1
WO2005059352A1 PCT/EP2004/052751 EP2004052751W WO2005059352A1 WO 2005059352 A1 WO2005059352 A1 WO 2005059352A1 EP 2004052751 W EP2004052751 W EP 2004052751W WO 2005059352 A1 WO2005059352 A1 WO 2005059352A1
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WO
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seal
fuel injection
injection valve
section
valve according
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/052751
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English (en)
French (fr)
Inventor
Martin BÜHNER
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Priority to DE502004011289T priority patent/DE502004011289D1/de
Priority to US10/583,245 priority patent/US7377264B2/en
Priority to EP04798136A priority patent/EP1697632B1/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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/14—Arrangements of injectors with respect to engines; Mounting of injectors
    • 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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/85—Mounting of fuel injection apparatus
    • F02M2200/858—Mounting of fuel injection apparatus sealing arrangements between injector and engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/166—Selection of particular materials

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector according to the preamble of the main claim.
  • a fuel injector with a seal arranged on the spray side is known.
  • the seal which is made, for example, of a copper-tin alloy or stainless steel, is arranged in an annular groove radially encircling a nozzle body and is axially positively fixed in this way, sealing the fuel injector against a cylinder head.
  • a disadvantage of the fuel injector known from the abovementioned publication is, in particular, that the seal cannot be arranged as close as desired to the transition to the combustion chamber due to the completely positive embedding of the seal. Gases or fuel in the combustion chamber can penetrate into the gap between the injection-side end of the fuel injector and the cylinder head and lead to leaks in the seal, for example by lifting the seal from the annular groove or unburned Fuel settles in the gap, which can have a negative impact on the exhaust gas.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the seal can be performed up to the transition to the combustion chamber and the sealing effect is improved.
  • the seal is advantageously joined by welding, laser welding, caulking or pressing in the area of the fuel injector on the spray-side side.
  • the joint can thus be manufactured inexpensively and reliably according to the requirements.
  • the seal consists of a metal, in particular steel or V2A steel, a copper alloy and / or a brass alloy. Depending on the requirements for temperature resistance and temperature behavior, the seal can be designed accordingly advantageously and inexpensively.
  • the seal has the shape of a sleeve or the seal is produced by reshaping, in particular deep drawing and / or flanging.
  • the seal can thus be produced very inexpensively and very accurately in large quantities.
  • the first section is advantageously at least partially permanently elastic and is therefore biased against the valve receiving opening.
  • the seal can, for example, after removing the Fuel injector can be reused when installing the same fuel injector and can remain on the fuel injector.
  • the sealing effect of the seal can be improved by the first section protruding outward from the adjacent parts of the seal and / or the first section being designed in a wave shape and thereby abutting the valve receiving opening at several points.
  • the seal can also be produced more easily by a U-shaped design of the seal.
  • the bottom of the U-shaped section is also advantageous to arrange the bottom of the U-shaped section at the level of one step, as a result of which the dead space located between the nozzle body and the valve receiving opening is minimized, or to be arranged at the level of the end of the diameter indentation remote from the spray, as a result of which the first section is caused by the gas pressure in the combustion chamber is pressed against the valve receiving opening and the sealing effect is thereby improved.
  • the seal advantageously extends axially between the spray-side region of the fuel injection valve and the valve receiving opening up to a transition at which the valve receiving opening merges into the combustion chamber. This also minimizes dead space.
  • the first section lies at least partially in a sealing manner on a diagonally tapering first contact surface that narrows the diameter of the valve receiving opening. This can improve the sealing effect of the seal, and this can also be achieved in that the seal is biased indirectly against other parts of the fuel injector against at least the first contact surface.
  • FIG. 1 shows a schematic section through an exemplary embodiment of a generic fuel injector
  • FIG. 2 shows a schematic section through a first exemplary embodiment of a fuel injector according to the invention in the area on the spray-side
  • FIG. 3 shows a schematic section through a second exemplary embodiment of a fuel injection valve according to the invention in the area on the injection side
  • FIG. 4 shows a schematic section through a third exemplary embodiment of a fuel injection valve according to the invention in the region on the spray-discharge side
  • FIG. 5 shows a schematic section through a fourth exemplary embodiment of a fuel injection valve according to the invention in the area on the injection side
  • FIG. 6A shows a schematic section through a fifth and sixth exemplary embodiment of a fuel injection valve according to the invention in the area on the spray side
  • FIG. 6B schematic representations of the seal in and 6C unassembled state
  • 7 shows a schematic section through a seventh exemplary embodiment of a fuel injector according to the invention in the area on the spray-side
  • FIG. 8 shows a schematic section through an eighth exemplary embodiment of a fuel injector according to the invention in the area on the spray side and
  • Fig. 9 is a schematic section through a ninth embodiment of a fuel injector according to the invention in the spray-side area.
  • FIGS. 2 to 9 Before preferred exemplary embodiments according to the invention are described in more detail with reference to FIGS. 2 to 9, a generic fuel injector with regard to its essential components will first be briefly explained with reference to FIG. 1 for better understanding of the invention.
  • FIG. 1 An example of a fuel injection valve 1 shown in FIG. 1 is in the form of a fuel injection valve 1 for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited
  • Fuel injection valve 1 is particularly suitable for injecting fuel directly into a combustion chamber (not shown) of an internal combustion engine.
  • the fuel injection valve 1 consists of a nozzle body 2, in which a valve needle 3 is arranged.
  • the valve needle 3 has a spray side Valve closing body 4, which cooperates with a valve seat surface 6 arranged on a valve seat body 5 to form a sealing seat.
  • fuel injector 1 is an inward opening fuel injector 1, which has a spray opening 7.
  • the nozzle body 2 is sealed by a seal 8 against an outer pole 9 of a solenoid 10.
  • the magnet coil 10 is encapsulated in a coil housing 11 and wound on a coil carrier 12 which bears against an inner pole 13 of the magnet coil 10.
  • the inner pole 13 and the outer pole 9 are separated from one another by a distance 26 and connected to one another by a non-ferromagnetic connecting component 29.
  • the magnetic coil 10 is excited via an electrical line 19 by an electrical current that can be supplied via an electrical plug contact 17.
  • the plug contact 17 is surrounded by a plastic sheath 18, which can be molded onto the inner pole 13.
  • valve needle 3 is guided in a valve needle guide 14, which is disc-shaped.
  • a paired adjusting disk 15 is used for stroke adjustment.
  • the armature 20 is located on the other side of the adjusting disk 15. This armature is connected via a first flange 21 to the valve needle 3, which is connected to the first flange 21 by a weld seam 22.
  • a helical return spring 23 is supported on the first flange 21 and, in the present design of the fuel injection valve 1, is preloaded by a sleeve 24.
  • Fuel channels 30, 31 and 32 run in the valve needle guide 14, in the armature 20 and on a guide element 36.
  • the fuel is supplied via a central fuel supply 16 and filtered by a filter element 25.
  • the fuel injector 1 is by a rubber ring 28 against a fuel rail, not shown, and by a seal 37 against sealed a cylinder head 43 not shown in FIG. 1.
  • An annular damping element 33 which consists of an elastomer material, is arranged on the spray-side side of the armature 20. It lies on a second flange 34, which is integrally connected to the valve needle 3 via a weld 35.
  • the armature 20 is acted upon by the return spring 23 against its stroke direction in such a way that the valve closing body 4 is held in sealing contact with the valve seat surface 6.
  • the magnetic coil 10 When the magnetic coil 10 is excited, it builds up a magnetic field which moves the armature 20 against the spring force of the return spring 23 in the stroke direction, the stroke being predetermined by a working gap 27 which is in the rest position between the inner pole 12 and the armature 20.
  • the armature 20 also takes the first flange 21, which is welded to the valve needle 3, in the lifting direction.
  • the valve closing body 4 connected to the valve needle 3 lifts off the valve seat surface 6, and the fuel supplied under pressure is sprayed through the spray opening 7 into the combustion chamber (not shown).
  • the armature 20 drops from the inner pole 13 after the magnetic field has been sufficiently reduced by the pressure of the return spring 23, as a result of which the first flange 21, which is connected to the valve needle 3, moves counter to the stroke direction.
  • the valve needle 3 is thereby moved in the same direction, as a result of which the valve-closure member 4 is seated on the valve seat surface 6 and the fuel injector 1 is closed.
  • FIGS. 2 to 9 show schematic representations in the area of the injection side of exemplary embodiments of the fuel injection valve 1 according to the invention.
  • the fuel injection valve 1 is arranged in a valve receiving opening 48 of a cylinder head 43.
  • the fuel injection valve 1 has, in the area on the spray side, shortly before the end on the spray side, a step 47 formed in the nozzle body 2 and reducing the diameter of the nozzle body 2.
  • the seal 37 ends in the spray direction at the level of a transition 39 at which the valve receiving opening 48 merges into the combustion chamber.
  • the stage 47 is arranged at the level of the transition 39.
  • the seal 37 is essentially sleeve-shaped, produced by shaping, in particular deep-drawing and / or flanging, and has at least one first section 38 projecting outwards from the immediately adjacent parts of the seal 37.
  • the first section 38 completely surrounds the seal 37 and is, for example, permanently elastic, it being possible for the entire seal 37 to be designed to be permanently elastic.
  • the first section 38 is pretensioned against the wall of the valve receiving opening 48 in the state installed in the valve receiving opening 48 and seals the fuel injection valve 1 against the cylinder head 43.
  • the first section 38 of the seal 37 of the first exemplary embodiment shown schematically in FIG. 2 is arranged approximately in the middle of the height of the seal 37.
  • the first section 38 is spherically, or partially circular, curved outwards in the cross-sectional profile.
  • the spray-side end of the seal 37 is chamfered on the outside.
  • the seal 37 is in the area of the spray-side end of the fuel injector valve 1 e Oh t.
  • the section 46 is integrally joined to the nozzle body 2 by, for example, a completely circumferential weld seam 44.
  • the section 46 is arranged on the spray side of the seal 37 in this embodiment.
  • the weld seam 44 connects the seal 37 to the nozzle body 2 hermetically.
  • the weld seam 44 can also consist of at least one weld spot.
  • the permanently elastic first section 38 is prestressed against the wall of the valve receiving opening 48 running parallel to the central axis 40 at this point.
  • the end of the seal 37 remote from the spray extends at a right angle to the central axis 40 and lies on a shoulder 49 formed in the valve receiving opening 48, which reduces the diameter of the valve receiving opening 48 in the spraying direction. Between the first section 38 and the spray-side end, the seal 37 lies partially against the nozzle body 2 in the axial course.
  • the second exemplary embodiment which is similar to the first exemplary embodiment and which is shown in FIG. 3, has a diameter indentation 45 extending up to step 47 with the same diameter.
  • the height of the seal 37 is slightly smaller than that of the diameter indentation 45.
  • the diameter of the seal 37 at the end remote from the spraying end and at the end on the spraying side are the same.
  • the first section 38 is arranged in the middle of the height of the seal 37.
  • the third exemplary embodiment which is similar to the second exemplary embodiment and is shown in FIG. 4, does not have a diameter indentation 45 in the region on the spraying side.
  • the seal 37 abuts on the spray side and remote from the first section 38 close to the nozzle body 2, which runs cylindrically on the spray side.
  • the first section 38 lies on a diagonally tapering first contact surface 41 that narrows the diameter of the valve receiving opening 48.
  • the fuel injection valve 1 is prestressed in the spray direction, as a result of which, in cooperation with the permanently elastic first section 38, the seal 37 is prestressed in the radial and axial direction against the valve receiving opening 48.
  • Fig. 5 shows a schematic section through a fourth embodiment of an inventive
  • the first section 38 which is curved outwards in the form of a part circle, is on the spray side of the
  • Section 46 arranged.
  • Nozzle body 2 The support section 50 and the first
  • Section 38 ends on the spray side at level 47 or transition 39.
  • FIG. 6A shows a schematic section through a fifth and sixth exemplary embodiment of a fuel injector 1 according to the invention in the area on the spray-side.
  • the fifth embodiment is on the right and the sixth embodiment is shown on the left.
  • the section 46 on which the seal 37 is integrally joined to the nozzle body 2 in the fifth exemplary embodiment is arranged shortly before the end of the seal 37 which is remote from the spray and abuts against the nozzle body 2.
  • the seal 37 runs in the diameter indentation 45 from the section 46 in the spraying direction to the step 47, adjacent to the nozzle body 2. At the level of the step 47, the seal 37 extends radially outward at a right angle and shortly thereafter merges into the first section 38 against the spraying direction, which ends shortly before the height of section 46. The seal 37 accordingly faces in the spray side Area in the cross-sectional profile on a U-shape, the bottom of the U-shape is level with the step 47.
  • FIG. 6C shows the shape of the spray-side area of the seal 37 in the unassembled state.
  • the first section 38 runs straight, whereby, starting from the bottom of the U-shape, it is tilted outward, slightly, starting from the installation position in FIG. 6A, for example 30 °.
  • the seal 37 is shaped in cross section in the installed position like that in the fifth embodiment. However, the cross section is rotated by 180 °. The bottom of the U-shape lies directly on the edge formed by the diameter indentation 45. The seal 37 is joined in the section 46 lying on the injection side by the weld seam 44.
  • FIG. 6B shows the shape of the spray-side region of the seal 37 in the unassembled state.
  • the first section 38 runs outward in the form of a part circle, wherein it is designed to be elastic.
  • the seventh exemplary embodiment of the fuel injection valve 1 according to the invention is constructed similarly to the first exemplary embodiment from FIG. 2.
  • the seal 37 ends at the nozzle body 2 remote from spraying
  • the first section 38 has a wave shape in the cross-sectional profile and the partial section 46 arranged on the spraying side of the first section 38 is positively connected to the nozzle body 2 by a connecting section 51.
  • the bead-shaped connecting section 51 of the section 46 narrows the diameter of the section 46 and engages in a correspondingly shaped recess 52 of the nozzle body 2.
  • the connection can be designed to be detachable or non-detachable.
  • Fig. 8 shows a schematic section through an eighth embodiment of an invention Fuel injection valve 1 in the area on the spray side.
  • the first section 38 extends in the form of a part circle and widens the diameter of the seal 37 against the spray direction to a constant diameter up to the end of the seal 37 remote from the spray.
  • the end of the seal 37 remote from the spray is chamfered on the outside.
  • FIG. 9 shows a schematic section through a ninth exemplary embodiment of a fuel injection valve 1 according to the invention in the area on the injection side.
  • Both the first section 38, which has a larger diameter than the section 46, and also the section 46 lie on the wall of the valve receiving opening 48 in a sealing manner.
  • the partial section 46 arranged on the spray side of the first section 38 lies in a sealing manner on a projection 53 which reduces the diameter of the spray-side end of the valve receiving opening 48.
  • the invention is not restricted to the exemplary embodiments shown.
  • the features of the exemplary embodiments can be combined with one another in any manner.

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Abstract

Eine den Bereich des abspritzseitigen Endes eines Brennstoffeinspritzventils radial umgebende Dichtung (37) zur Abdichtung des Brennstoffeinspritzventils (1) gegen eine Ventilaufnahmeöffnung (48) eines Zylinderkopfs (43) liegt dichtend mit einem ersten Abschnitt (38) an der Ventilaufnahmeöffnung (48) an. Die Dichtung (37) ist mit zumindest einem axialen Teilabschnitt (46), der sich nur über einen Teil der axialen Höhe der Dichtung (37) erstreckt, stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig im Bereich des abspritzseitigen Endes des Brennstoffeinspritzventils (1) gefügt.

Description

Brennstoffeinspritzventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Beispielsweise ist aus der DE 101 09 407 AI ein Brennstoffeinspritzventil mit einer abspritzseitig angeordneten Dichtung bekannt. Die beispielsweise aus einer Kupfer-Zinn-Legierung oder Edelstahl bestehende Dichtung ist in einer einen Düsenkörper radial umlaufenden Ringnut angeordnet und in dieser Weise formschlüssig axial fixiert, wobei sie das Brennstoffeinspritzventil gegen einen Zylinderkopf abdichtet.
Nachteilig bei dem aus der obengenannten Druckschrift bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere, daß durch die vollständige formschlüssige Einbettung der Dichtung die Dichtung nicht beliebig nahe an den Übergang zum Brennraum angeordnet werden kann. Im Brennraum befindliche Gase oder Kraftstoff können so in den zwischen dem abspritzseitigen Ende des Brennstoffeinspritzventils und dem Zylinderkopf befindlichen Spalt dringen und führen an der Dichtung zu Leckagen, indem sie beispielsweise die Dichtung von der Ringnut abheben oder unverbrannter Kraftstoff setzt sich in den Spalt, was das Abgas negativ beeinflussen kann.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Dichtung bis an den Übergang an den Brennraum geführt werden kann und so die Dichtwirkung verbessert ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Vorteilhafterweise ist die Dichtung durch Schweißen, Laserschweißen, Stemmen oder Pressen im abspritzseitigen Bereich des Brennstoffeinspritzventils gefügt. Die Fügestelle läßt sich so den Anforderungen entsprechend kostengünstig und zuverlässig herstellen.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils besteht die Dichtung aus einem Metall, insbesondere aus Stahl oder V2A-Stahl, einer Kupferlegierung und/oder einer Messinglegierung. Je nach Anforderung an Temperaturbeständigkeit und Temperaturverhalten, läßt sich die Dichtung entsprechend vorteilhaft und kostengünstig auslegen.
Von Vorteil ist es außerdem, wenn die Dichtung die Form einer Hülse aufweist oder die Herstellung der Dichtung durch Umformen, insbesondere Tiefziehen und/oder Bördeln, erfolgt. Die Dichtung läßt sich dadurch in großen Stückzahlen sehr kostengünstig und sehr genau herstellen.
Vorteilhafterweise ist der erste Abschnitt zumindest teilweise dauerelastisch und ist dadurch gegen die Ventilaufnahmeoffnung vorgespannt. Die Dichtung kann dadurch beispielsweise nach einem Ausbau des Brennstoffeinspritzventils beim Einbau des gleichen Brennstoffeinspritzventils wiederverwendet werden und kann am Brennstoffeinspritzventil verbleiben.
Indem der erste Abschnitt gegenüber den angrenzenden Teilen der Dichtung nach außen hervorsteht und/oder der erste Abschnitt wellenförmig ausgebildet ist und dadurch an mehreren Stellen an der Ventilaufnahmeoffnung anliegt, kann die Dichtwirkung der Dichtung verbessert werden.
Durch eine U-förmige Ausbildung der Dichtung kann die Dichtung ebenfalls einfacher hergestellt werden.
Vorteilhaft ist es zudem, den Boden des U-förmigen Abschnitts auf Höhe einer Stufe anzuordnen, wodurch der zwischen dem Düsenkörper und der Ventilaufnahmeoffnung befindliche Totraum minimiert wird, oder auf Höhe des abspritzfernen Endes des Durchmessereinzugs anzuordnen, wodurch der erste Abschnitt durch den Gasdruck im Brennraum an die Ventilaufnahmeoffnung gepreßt wird und die Dichtwirkung dadurch verbessert wird.
Vorteilhafterweise erstreckt sich die Dichtung zwischen dem abspritzseitigen Bereich des Brennstof einspritzventils und der Ventilaufnahmeoffnung axial bis zu einem Übergang, an dem die Ventilaufnahmeoffnung in den Brennraum übergeht. Auch dadurch wird der Totraum minimiert.
In einer weiteren Weiterbildung liegt der erste Abschnitt zumindest teilweise auf einer schräg zulaufenden, den Durchmesser der Ventilaufnahmeoffnung verengenden ersten Auflagefläche dichtend auf. Dadurch läßt sich die Dichtwirkung der Dichtung verbessern, wobei dies auch dadurch erzielt werden kann, daß die Dichtung mittelbar über andere Teile des Brennstoffeinspritzventils gegen zumindest die erste Auflagefläche vorgespannt ist. Zeichnung
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung naher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein Ausfuhrungsbeispiel eines gattungsgemaßen Brennstoffeinspritzventils,
Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch ein erstes Ausfuhrungsbeispiel eines erfmdungsgemaßen Brennstoffeinspritzventils im abspritzseitigen Bereich,
Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch ein zweites Ausfuhrungsbeispiel eines erfmdungsgemaßen Brennstoffemspritzventils im abspritzseitigen Bereich,
Fig. 4 einen schematischen Schnitt durch ein drittes Ausfuhrungsbeispiel eines erfmdungsgemaßen Brennstoffe spritzventils im abspritzseitigen Bereich,
Fig. 5 einen schematischen Schnitt durch ein viertes Ausfuhrungsbeispiel eines erfindungsgemaßen Brennstoffemspritzventils im abspritzseitigen Bereich,
Fig. 6A einen schematischen Schnitt durch ein fünftes und sechstes Ausfuhrungsbeispiel eines erfindungsgemaßen Brennstoffemspritzventils im abspritzseitigen Bereich,
Fig. 6B schematische Darstellungen der Dichtung in und 6C unverbautem Zustand, Fig. 7 einen schematischen Schnitt durch ein siebentes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im abspritzseitigen Bereich,
Fig. 8 einen schematischen Schnitt durch ein achtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im abspritzseitigen Bereich und
Fig. 9 einen schematischen Schnitt durch ein neuntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im abspritzseitigen Bereich.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beispielhaft beschrieben. Übereinstimmende Bauteile sind dabei mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.
Bevor anhand der Figuren 2 bis 9 bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele näher beschrieben werden, soll zum besseren Verständnis der Erfindung zunächst anhand von Fig. 1 ein gattungsgemäßes Brennstoffeinspritzventil bezüglich seiner wesentlichen Bauteile kurz erläutert werden.
Ein in Fig. 1 dargestelltes Beispiel eines Brennstoffeinspritzventils 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils 1 für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten
Brennkraftmaschinen ausgeführt. Das
Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 angeordnet ist. Die Ventilnadel 3 weist abspritzseiti einen Ventilschließkörper 4 auf, der mit einer auf einem Ventilsitzkörper 5 angeordneten Ventilsitzfläche 6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich im Beispiel um ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1, welches über eine Abspritzöffnung 7 verfügt. Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen einen Außenpol 9 einer Magnetspule 10 abgedichtet. Die Magnetspule 10 ist in einem Spulengehäuse 11 gekapselt und auf einen Spulenträger 12 gewickelt, welcher an einem Innenpol 13 der Magnetspule 10 anliegt. Der Innenpol 13 und der Außenpol 9 sind durch einen Abstand 26 voneinander getrennt und miteinander durch ein nicht ferromagnetisches Verbindungsbauteil 29 verbunden. Die Magnetspule 10 wird über eine elektrische Leitung 19 von einem über einen elektrischen Steckkontakt 17 zuführbaren elektrischen Strom erregt. Der Steckkontakt 17 ist von einer Kunststoffummantelung 18 umgeben, die am Innenpol 13 angespritzt sein kann.
Die Ventilnadel 3 ist in einer Ventilnadelführung 14 geführt, welche scheibenförmig ausgeführt ist. Zur Hubeinstellung dient eine zugepaarte Einstellscheibe 15. An der anderen Seite der Einstellscheibe 15 befindet sich der Anker 20. Dieser steht über einen ersten Flansch 21 mit der Ventilnadel 3 in Verbindung, welche durch eine Schweißnaht 22 mit dem ersten Flansch 21 verbunden ist. Auf dem ersten Flansch 21 stützt sich eine spiralförmige Rückstellfeder 23 ab, welche in der vorliegenden Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch eine Hülse 24 auf Vorspannung gebracht wird.
In der Ventilnadelführung 14, im Anker 20 und an einem Führungselement 36 verlaufen Brennstoffkanäle 30, 31 und 32. Der Brennstoff wird über eine zentrale Brennstoffzufuhr 16 zugeführt und durch ein Filterelement 25 gefiltert. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch einen Gummiring 28 gegen eine nicht weiter dargestellte Brennstoffverteilerleitung und durch eine Dichtung 37 gegen einen in Fig. 1 nicht weiter dargestellten Zylinderkopf 43 abgedichtet.
An der abspritzseitigen Seite des Ankers 20 ist ein ringförmiges Dämpfungselement 33, welches aus einem Elastomerwerkstoff besteht, angeordnet. Es liegt auf einem zweiten Flansch 34 auf, welcher über eine Schweißnaht 35 Stoffschlüssig mit der Ventilnadel 3 verbunden ist. Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Anker 20 von der Rückstellfeder 23 entgegen seiner Hubrichtung so beaufschlagt, daß der Ventilschließkörper 4 an der Ventilsitzfläche 6 in dichtender Anlage gehalten wird. Bei Erregung der Magnetspule 10 baut diese ein Magnetfeld auf, welches den Anker 20 entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 23 in Hubrichtung bewegt, wobei der Hub durch einen in der Ruhestellung zwischen dem Innenpol 12 und dem Anker 20 befindlichen Arbeitsspalt 27 vorgegeben ist. Der Anker 20 nimmt den ersten Flansch 21, welcher mit der Ventilnadel 3 verschweißt ist, ebenfalls in Hubrichtung mit. Der mit der Ventilnadel 3 in Verbindung stehende Ventilschließkörper 4 hebt von der Ventilsitzfläche 6 ab, und der druckbehaftet zugeführte Brennstoff wird durch die Abspritzöffnung 7 in den nicht dargestellten Brennraum abgespritzt.
Wird der Spulenstrom abgeschaltet, fällt der Anker 20 nach genügendem Abbau des Magnetfeldes durch den Druck der Rückstellfeder 23 vom Innenpol 13 ab, wodurch sich der mit der Ventilnadel 3 in Verbindung stehende erste Flansch 21 entgegen der Hubrichtung bewegt. Die Ventilnadel 3 wird dadurch in die gleiche Richtung bewegt, wodurch der Ventilschließkörper 4 auf der Ventilsitzfläche 6 aufsetzt und das Brennstoffeinspritzventil 1 geschlossen wird.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind der Düsenkörper 2, die Ventilnadel 3 und der Ventilsitzkörper 5 koaxial zu einer Mittelachse 40 ausgebildet. Die Figuren 2 bis 9 zeigen schematische Darstellungen im abspritzseitigen Bereich von Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist in einer Ventilaufnahmeoffnung 48 eines Zylinderkopfes 43 angeordnet.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist im abspritzseitigen Bereich, kurz vor dem abspritzseitigen Ende, eine im Düsenkörper 2 ausgebildete, den Durchmesser des Düsenkörpers 2 verkleinernde Stufe 47 auf. Die Dichtung 37 endet in Abspritzrichtung auf Höhe eines Übergangs 39, an dem die Ventilaufnahmeoffnung 48 in den Brennraum übergeht. Die Stufe 47 ist auf Höhe des Übergangs 39 angeordnet.
Die Dichtung 37 ist im wesentlichen hülsenförmig, durch Umformen, insbesondere Tiefziehen und/oder Bördeln, hergestellt und weist zumindest einen nach außen, gegenüber den unmittelbar angrenzenden Teilen der Dichtung 37, hervorstehenden ersten Abschnitt 38 auf. Der erste Abschnitt 38 umläuft die Dichtung 37 vollständig und ist beispielsweise dauerelastisch, wobei die ganze Dichtung 37 dauerelastisch ausgebildet sein kann. Der erste Abschnitt 38 ist im in der Ventilaufnahmeoffnung 48 verbauten Zustand gegen die Wandung der Ventilaufnahmeoffnung 48 vorgespannt und dichtet das Brennstoffeinspritzventil 1 gegen den Zylinderkopf 43 ab.
Der erste Abschnitt 38 der Dichtung 37 des in Fig. 2 schematisch dargestellten ersten Ausführungsbeispiels, ist etwa in Mitte der Höhe der Dichtung 37 angeordnet. Der erste Abschnitt 38 ist im Querschnittsprofil sphärisch, bzw. teilkreisförmig, nach außen gewölbt.
Das abspritzseitige Ende der Dichtung 37 ist außen angeschrägt.
An einem axialen Teilabschnitt 46 der Dichtung 37 ist die Dichtung 37 im Bereich des abspritzseitigen Endes des Brennstoffeins ritzventils 1 efü t. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Teilabschnitt 46 stoffschlüssig durch eine beispielsweise vollständig umlaufende Schweißnaht 44 mit dem Düsenkörper 2 gefügt. Der Teilabschnitt 46 ist in diesem Ausführungsbeispiel abspritzseitig der Dichtung 37 angeordnet. Die Schweißnaht 44 verbindet die Dichtung 37 mit dem Düsenkörper 2 hermetisch dicht. Die Schweißnaht 44 kann auch aus zumindest einem Schweißpunkt bestehen.
Im verbauten Zustand ist der dauerelastische erste Abschnitt 38 gegen die an dieser Stelle parallel zur Mittelachse 40 verlaufende Wandung der Ventilaufnahmeoffnung 48 vorgespannt .
Das abspritzferne Ende der Dichtung 37 verläuft rechtwinklig zur Mittelachse 40 nach außen und liegt auf einer in der Ventilaufnahmeoffnung 48 ausgebildeten Schulter 49, die den Durchmesser der Ventilaufnahmeoffnung 48 in Abspritzrichtung verkleinert, auf. Zwischen dem ersten Abschnitt 38 und dem abspritzseitigen Ende liegt die Dichtung 37 im axialen Verlauf teilweise am Düsenkörper 2 an.
Das dem ersten Ausführungsbeispiel ähnliche zweite Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 3 dargestellt ist, weist einen bis zur Stufe 47 mit gleichem Durchmesser verlaufenden Durchmessereinzug 45 auf. Die Höhe der Dichtung 37 ist geringfügig kleiner als die des Durchmessereinzugs 45. Die Durchmesser der Dichtung 37 am abspritzfernen Ende und am abspritzseitigen Ende gleichen sich. Der erste Abschnitt 38 ist in der Mitte der Höhe der Dichtung 37 angeordnet.
Das dem zweiten Ausführungsbeispiel ähnliche dritte Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 4 dargestellt ist, weist im abspritzseitigen Bereich keinen Durchmessereinzug 45 auf. Die Dichtung 37 liegt abspritzseitig sowie abspritzfern des ersten Abschnitts 38 dicht am abspritzseitig zylindrisch verlaufenden Düsenkörper 2 an. Der erste Abschnitt 38 liegt auf einer schräg zulaufenden, den Durchmesser der Ventilaufnahmeoffnung 48 verengenden ersten Auflagefläche 41 auf. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist in Abspritzrichtung vorgespannt, wodurch im Zusammenwirken mit dem dauerelastischen ersten Abschnitt 38, die Dichtung 37 in radialer und axialer Richtung gegen die Ventilaufnahmeoffnung 48 vorgespannt ist.
Fig. 5 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Brennstoffeinspritzventils 1 im abspritzseitigen Bereich.
Der teilkreisförmig nach außen gewölbte erste Abschnitt 38 ist in diesem Ausführungsbeispiel abspritzseitig des
Teilabschnitts 46 angeordnet. Der im Querschnittsprofil teilkreisförmig nach außen gewölbte erste Abschnitt 38 liegt mit seiner Innenseite auf einem entsprechend, ebenfalls teilkreisförmig nach außen gewölbten Stützabschnitt 50 des
Düsenkörpers 2 auf. Der Stützabschnitt 50 und der erste
Abschnitt 38 enden abspritzseitig auf Höhe der Stufe 47 bzw. des Übergangs 39.
Fig. 6A zeigt einen schematischen Schnitt durch ein fünftes und sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 im abspritzseitigen Bereich. Das fünfte Ausführungsbeispiel ist rechts und das sechste Ausführungsbeispiel ist links dargestellt.
Der Teilabschnitt 46 an dem die Dichtung 37 im fünften Ausführungsbeispiel stoffschlüssig mit dem Düsenkörper 2 gefügt ist, ist kurz vor dem abspritzfernen, an dem Düsenkörper 2 anliegenden Ende der Dichtung 37 angeordnet.
Die Dichtung 37 verläuft im Durchmessereinzug 45 vom Teilabschnitt 46 in Abspritzrichtung bis zur Stufe 47, anliegend am Düsenkörper 2. Auf Höhe der Stufe 47 verläuft die Dichtung 37 rechtwinklig radial nach außen und geht kurz darauf parallel entgegen der Abspritzrichtung in den ersten Abschnitt 38 über, der kurz vor Höhe des Teilabschnitts 46 endet. Die Dichtung 37 weist demnach im abspritzseitigen Bereich im Querschnittsprofil eine U-Form auf, wobei der Boden der U-Form auf einer Höhe mit der Stufe 47 liegt.
Fig. 6C zeigt die Form des abspritzseitigen Bereichs der Dichtung 37 in unverbautem Zustand. Der erste Abschnitt 38 verläuft gerade, wobei er ausgehend vom Boden der U-Form elastisch, leicht, ausgehend von der Einbaulage in Fig. 6A beispielsweise 30°, nach außen gekippt ist. Im sechsten Ausführungsbeispiel ist die Dichtung 37 im Querschnitt in Einbaulage geformt wie die im fünften Ausführungsbeispiel. Jedoch ist sie im Querschnitt um 180° Grad gedreht. Der Boden der U-Form liegt dabei unmittelbar an der durch den Durchmessereinzug 45 gebildeten Kante. Die Dichtung 37 ist im abspritzseitig liegenden Teilabschnitt 46 durch die Schweißnaht 44 gefügt.
Fig. 6B zeigt die Form des abspritzseitigen Bereichs der Dichtung 37 in unverbautem Zustand. Der erste Abschnitt 38 verläuft teilkreisförmig nach außen, wobei er elastisch ausgebildet ist.
Das in Fig. 7 schematisch dargestellte siebente Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 ist ähnlich dem ersten Ausfuhrungsbeispiel von Fig. 2 aufgebaut. Abspritzfern endet die Dichtung 37 jedoch am Düsenkörper 2, der erste Abschnitt 38 weist im Querschnittsprofil eine Wellenform auf und der abspritzseitig des ersten Abschnitts 38 angeordnete Teilabschnitt 46 ist durch einen Verbindungsabschnitt 51 formschlüssig mit dem Düsenkörper 2 verbunden. Der wulstförmige Verbindungsabschnitt 51 des Teilabschnitts 46 verengt den Durchmesser des Teilabschnitts 46 und greift dabei in eine entsprechend geformte Ausnehmung 52 des Düsenkörpers 2 ein. Die Verbindung kann lösbar oder unlösbar gestaltet sein.
Fig. 8 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein achtes Ausführun sbeis iel eines erfindun s emäßen Brennstoffeinspritzventils 1 im abspritzseitigen Bereich. Der erste Abschnitt 38 verläuft teilkreisförmig nach außen und erweitert den Durchmesser der Dichtung 37 entgegen der Abspritzrichtung auf einen bis zum abspritzfernen Ende der Dichtung 37 gleichbleibenden Durchmesser. Das abspritzferne Ende der Dichtung 37 ist außen angeschrägt.
Fig. 9 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein neuntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 im abspritzseitigen Bereich. Sowohl der einen größeren Durchmesser als der Teilabschnitt 46 aufweisende erste Abschnitt 38, als auch der Teilabschnitt 46, liegen auf der Wandung der Ventilaufnahmeoffnung 48 dichtend auf. Der abspritzseitig des ersten Abschnitts 38 angeordnete Teilabschnitt 46 liegt dabei an einem den Durchmesser des abspritzseitigen Endes der Ventilaufnahmeoffnung 48 verringernden Vorsprung 53 dichtend auf.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Merkmale der Ausführungsbeispiele können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden.

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil (1) mit einem Aktor, einem von dem Aktor betätigbaren Ventilschließkörper (4), der mit einer Ventilsitzfläche (6) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, einer Abspritzöffnung (7) und einer den Bereich des abspritzseitigen Endes des Brennstoffeinspritzventils (1) radial umgebenden Dichtung (37) zur Abdichtung des Brennstoffeinspritzventils (1) gegen eine Ventilaufnahmeoffnung (48) eines Zylinderkopfs (43) , wobei zumindest ein erster Abschnitt (38) der Dichtung (37) dichtend an der Ventilaufnahmeoffnung (48) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (37) mit zumindest einem axialen Teilabschnitt (46) , der sich nur über einen Teil der axialen Länge der Dichtung (37) erstreckt, stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig im Bereich des abspritzseitigen Endes des Brennstoffeinspritzventils (1) gefügt ist.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (37) durch Schweißen oder Laserschweißen und/oder durch Stemmen oder Pressen gefügt ist.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ekennzeichnet, daß die Dichtung (37) aus Metall, insbesondere aus umformbarem Stahl, V2A-Stahl, einer Kupferlegierung, und/oder einer Messinglegierung besteht.
4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Dichtung (37) die Form einer Hülse aufweist.
5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Dichtung (37) zumindest teilweise durch Umformen hergestellt ist, insbesondere durch Tiefziehen oder Bördeln.
6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (38) mit einer Vorspannung gegen die Wandung der Ventilaufnahmeoffnung (48) vorgespannt ist und zumindest teilweise dauerelastisch ist, wodurch zumindest ein Teil der Vorspannung erzeugt wird.
7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (38) zumindest teilweise gegenüber den angrenzenden Teilen der Dichtung (37) nach außen hervorsteht.
8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (37) im Querschnittsprofil wellenförmig ist und dadurch an mehreren Stellen dichtend an der Ventilaufnahmeoffnung (48) anliegt.
9. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (37) im Querschnittsprofil teilkreisförmig ausgebildet ist und/oder den Durchmesser der Dichtung (37) teilkreisförmig nach außen erweitert.
10. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Dichtung (37) im Querschnittsprofil wenigstens teilweise U-förmig ausgebildet ist, der äußere Schenkel durch den ersten Abschnitt (38) und der innere Schenkel wenigstens teilweise durch den Teilabschnitt (46) gebildet wird.
11. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des U-förmigen Abschnitts auf Höhe einer Stufe (47) oder auf Höhe des abspritzfernen Endes eines Durchmessereinzugs (45) angeordnet ist.
12. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (37) sich zwischen dem abspritzseitigen Bereich des Brennstoffeinspritzventils (1) und der Ventilaufnahmeoffnung (48) axial bis zu einem Übergang (39) , an dem die Ventilaufnahmeoffnung (48) in den Brennraum übergeht, erstreckt.
13. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (38) zumindest teilweise auf einer schräg zulaufenden, den Durchmesser der Ventilaufnahmeoffnung (48) verengenden ersten Auflagefläche (41) dichtend aufliegt.
14. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (37) mittelbar über andere Teile des Brennstoffeinspritzventils (1) gegen zumindest die erste Auflagefläche (41) vorgespannt ist.
15. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (37) zumindest teilweise beschichtet ist.
16. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (37) an zumindest einem ihrer Enden außen angeschrägt ist.
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