WO2018091287A1 - Kraftstoffinjektor - Google Patents

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WO2018091287A1
WO2018091287A1 PCT/EP2017/078167 EP2017078167W WO2018091287A1 WO 2018091287 A1 WO2018091287 A1 WO 2018091287A1 EP 2017078167 W EP2017078167 W EP 2017078167W WO 2018091287 A1 WO2018091287 A1 WO 2018091287A1
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valve
fuel injector
valve piece
holding body
magnetic core
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PCT/EP2017/078167
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English (en)
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Lars Olems
Richard Rauecker
Matthias Horn
Lorenz Zerle
Philipp Wachter
Oezguer Tuerker
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02M63/0078—Valve member details, e.g. special shape, hollow or fuel passages in the valve member
    • F02M63/008—Hollow valve members, e.g. members internally guided

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector for a fuel! Injection system, in particular for a common rail injection system, having the features of the preamble of claim 1.
  • the fuel! The injector is used to inject fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • a fuel! Njektor for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine forth, comprising a control valve assembly for controlling the lifting movement of a nozzle needle.
  • a control chamber can be connected to a low-pressure space, so that the control pressure, which prevails in the control space and bears directly or indirectly on the nozzle needle, can be lowered in order to allow opening of the nozzle needle.
  • the control chamber is formed in a valve piece, which also forms a valve seat for a sleeve-shaped closing body, which is guided axially displaceably on a guide rod.
  • an electromagnet arrangement is provided which acts on an armature connected to the closing body.
  • the stroke of the defining magnetic core of the control valve assembly of DE 10 2010 001 486 AI is received in a magnetic sleeve, indirectly via a shim on a shoulder of a holding body of the fuel! Njektors is axially supported.
  • About the dial the stroke of the closing body is adjustable. Manufacturing and / or assembly-related tolerances can lead to an angular error between the stroke stop and the valve seat, so that it is in the operation of the fuel! njek- tors to an inclination of the closing body and thus increased wear in the area of the guide and stop surfaces on the closing body and / or on the guide rod comes. This in turn leads to valve leaks.
  • the present invention has for its object to provide a fuel injector for a fuel injection system, in particular for a common rail injection system, indicate in which the above problems do not occur or only to a significantly reduced extent.
  • the proposed for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine fuel injector comprises an electromagnetically actuated control valve with a liftable valve closing element, the stroke of which is limited on the one hand by a valve seat, on the other hand by a stroke stop.
  • the valve seat is formed on a valve piece which is inserted into a holding body of the fuel injector.
  • the stroke stop is formed on a magnetic core or on the magnetic core supported residual air gap disc.
  • the axial position of Magnet core with respect to the valve member predetermined by a magnet sleeve which is axially or indirectly axially supported via a shim on the valve piece and axially biased by means of a screwed with the holding body nut in the direction of the valve member.
  • the tolerance chain comprises fewer components and is therefore less subject to tolerances.
  • the valve piece, on which the magnet sleeve is supported directly or indirectly via a shim at the same time forms the valve seat, so that the risk of an angular error between the valve seat and the magnet core or the residual air gap disc supported thereon is markedly reduced. As a result, the wear on the guide and stop surfaces can be kept low, thereby improving the tightness of the control valve.
  • the temperature response of the control valve is improved. Because the different thermal expansion behavior of the holding body and valve closing element plays only a minor role for the stroke of the valve closing element.
  • the magnetic sleeve preferably has an end section facing the valve piece with a geometry which elastically deforms when the tightening torque of the union nut is increased. Due to the elastic deformation, a change in the stroke adjustment can be made, which serves the fine adjustment.
  • the geometry is chosen such that the elastic deformation is only slight with an increase in the tightening torque of the union nut.
  • the geometry which ensures the elastic deformability preferably comprises a circumferential groove formed on the outer circumference, in which a sealing ring radially prestressed against the holding body is inserted.
  • the groove leads to a reduction of the wall thickness of the magnet sleeve, so that this range allows a certain elastic deformation.
  • the groove can be used to receive a sealing ring to seal the control valve to the outside.
  • the geometry comprises at least one circumferential chamfer arranged on the front side.
  • the chamfer can be arranged on the inner circumference side and / or outer circumference side, so that the annular contact surface of the magnet sleeve is reduced and / or displaced in the radial direction, namely radially outward or radially inward.
  • the elastic deformation of the magnet sleeve in the region of the end portion having the geometry can then be effected via an increased pressure load on the radially offset contact surface.
  • valve piece is screwed into the holding body of the fuel injector.
  • the valve piece has for this purpose a section with an external thread.
  • the holding body has a corresponding internal thread.
  • a separate valve screw for fixing the position of the valve piece can thus be omitted.
  • the valve piece has a frontally arranged recess for insertion of a tool, wherein the recess has a geometry which enables an effective positive locking in the direction of rotation with the tool.
  • the geometry may be a hexagon socket or the like into which a correspondingly shaped key can be inserted.
  • the recess facilitates in this way the screwing of the valve piece in the holding body of the fuel injector.
  • the end-side recess of the valve piece can serve to receive the geometry of the end section of the magnet sleeve.
  • the axial support of the magnet sleeve is then carried out on a bottom surface of the frontal recess of the valve piece.
  • valve closing element of the control valve is preferably axially biased by the spring force of a spring against the valve seat and axially movably guided on a pin.
  • the valve closing element can be formed largely pressure-balanced in this way, so that only small spring forces are required to keep the control valve closed.
  • valve closure member forms an anchor or is connected to an anchor.
  • a separate anchor is thus dispensable, creating a kompakt practisedes control valve is created.
  • the armature is formed by a plate-shaped portion or a plate-shaped part of the valve closing element.
  • annular magnet coil For actuating the valve-closing element of the control valve, an annular magnet coil is preferably provided, by means of which it is possible to act on the armature, which is formed by the valve closing element or connected to the valve closing element.
  • the annular magnetic coil is furthermore preferably received in the magnetic core, so that the magnetic core forms an inner pole and an outer pole.
  • a control chamber formed in the valve piece can be connected to a low pressure chamber, the control chamber being delimited by a liftable nozzle needle of the fuel injector, via the lifting movements of which at least one injection opening can be opened and closed.
  • the strokes of the nozzle needle can be controlled by the control valve by the control pressure in the control chamber is changed by opening and closing the control valve.
  • 1 shows a schematic longitudinal section through a fuel injector according to the invention in the region of a control valve used therein according to a first preferred embodiment
  • 2 shows a schematic longitudinal section through a fuel injector according to the invention in the region of a control valve inserted therein according to a second preferred embodiment.
  • the fuel injector shown in FIG. 1 for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine comprises an electromagnetically actuated control valve 1 for controlling the lifting movement of a nozzle needle 24.
  • a control chamber 22 with a low pressure chamber 23 is connected, so that in the control room 22 prevailing control pressure is lowered. In this way, the nozzle needle 24 is relieved and able to open.
  • the control pressure in the control chamber 22 increases again, so that the nozzle needle 24 is returned to its seat (not shown).
  • the control valve 1 comprises a liftable valve closing element 2, which cooperates with a valve seat 3.
  • the valve seat 3 is like the control chamber 22 formed in a valve piece 5, which is inserted into a holding body 6 of the fuel injector and bolted to the holding body 6.
  • the valve piece 5 forms a guide sleeve 26, which serves to guide the valve closing element 2.
  • the valve closing element 2 is also guided over a pin 19 which passes through the valve closing element 2 and is supported on the housing side. In the direction of the valve seat 3, the valve closing element 2 is acted upon by the spring force of a spring 18.
  • a magnetic coil 21 is energized, so that a magnetic field is built up whose magnetic force acts on an armature 20, which is formed by the valve closing element 2. Due to this, the valve closing element 2 moves in the direction of a magnetic core 7, in which the magnetic coil 21 is accommodated.
  • the magnetic core 7 forms a stroke stop 4 for the valve closing element 2.
  • the stroke of the valve closing element 2 of the control valve 1 is determined by the axial position of the magnetic core 7 with respect to the valve seat 3, which is formed in the valve piece 5. Because the stroke of the valve closing element 2 is limited on the one hand by the magnetic core 7, on the other hand by the valve seat 3.
  • the position fixation of the magnetic core 7 is effected via a magnetic sleeve 8, which has a radially inner shoulder 27, against which the magnetic core 7 is axially biased by a plate spring 28.
  • the magnet sleeve 8 itself is indirectly supported axially via a shim 9 on the valve piece 5.
  • the stroke of the valve closing element 2 is adjustable. By means of a union nut 10, the magnet sleeve 8 is axially biased in the direction of the valve member 5.
  • a valve piece 5 facing the end portion of the valve closing element 2 is elastically deformed. Because the end portion has a geometry 11, which favors elastic deformation.
  • the geometry 11 is formed by a groove 12 in which a sealing ring 13 is inserted.
  • the region adjoining the groove 12 has on the outer and inner peripheral sides in each case a chamfer 14, so that a relation to the wall thickness of the magnetic sleeve reduced footprint 29 is created, which is also offset radially outward, so that it comes to lie below the groove 12 ,
  • the valve piece 5 has an end relief groove 15 which is guided radially from the outer periphery of the valve piece 5 to the end-side recess 16. Relief of the leak-prone area of the screw connection of the valve piece 5 with the holding body 6 can be effected via the relief groove 15.
  • FIG. 2 shows a modification of the fuel injector of FIG. 1, the modification relating to the control valve 1.
  • the presentation is therefore limited primarily to the control valve 1.
  • the valve piece 5 of the control valve 1 also forms here the valve seat 3 and the guide sleeve 26 for guiding the liftable valve closing element 2 from. Furthermore, the valve closing element 2 is guided by the pin 19.
  • a magnetic coil 21 is provided, which is accommodated in a magnetic core 7, which forms a stroke stop 4 for the valve closing element 2. Via the magnetic coil 21 can be acted on the valve closure member 2, since this also forms an armature 20.
  • the axial position of the magnetic core 7 with respect to the valve seat 3 is in turn determined by a magnetic sleeve 8, in which the magnetic core 7 is received.
  • the magnet sleeve 8 has an end portion facing the valve piece 5 with a geometry 11 which is elastically deformable.
  • the magnet sleeve 8 engages in an end-side recess 16 of the valve piece 5 via this end section, so that the axial support of the magnet sleeve 8 takes place on a bottom surface 30 of the recess 16.
  • the footprint 29 is offset radially inwardly by a bevel 14 arranged radially on the outside, so that the end section is more easily elastically deformable. In an elastic deformation of the end portion of this is at the same time guided over the valve piece 5. On a shim 9 has been omitted.
  • the guide sleeve 26 Since the magnetic sleeve 8 is partially inserted into the frontal recess 16 of the valve member 5, here the guide sleeve 26 has the geometry 17 to which a tool can be applied to screw the valve member 5 in the holding body 6.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, umfassend ein elektromagnetisch betätigbares Steuerventil (1) mit einem hubbeweglichen Ventilschließelement (2), dessen Hub einerseits durch einen Ventilsitz (3), andererseits durch einen Hubanschlag (4) begrenzt ist, wobei der Ventilsitz (3) an einem Ventilstück (5) ausgebildet ist, das in einen Haltekörper (6) des Kraftstoff! njektors eingesetzt ist, und wobei der Hubanschlag (4) an einem Magnetkern (7) oder einer am Magnetkern (7) abgestützten Restluftspaltscheibe ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist die axiale Lage des Magnetkerns (7) in Bezug auf das Ventilstück (5) durch eine Magnethülse (8) vorgegeben, die unmittelbar oder mittelbar über eine Einstellscheibe (9) am Ventilstück (5) axial abgestützt und mittels einer mit dem Haltekörper (6) verschraubten Überwurfmutter (10) in Richtung des Ventilstücks (5) axial vorgespannt ist.

Description

Beschreibung
Titel
Kraftstoff! njektor
Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor für ein Kraftstoffe! nspritzsystem, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Der Kraftstoff! njektor dient dem Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine.
Stand der Technik
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2010 001 486 AI geht ein Kraftstoff! njektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine hervor, der zur Steuerung der Hubbewegung einer Düsennadel eine Steuerventilanordnung umfasst. Über die Steuerventilanordnung ist ein Steuerraum mit einem Niederdruckraum verbindbar, so dass der Steuerdruck, der im Steuerraum herrscht und unmittelbar oder mittelbar auf der Düsennadel lastet, abgesenkt werden kann, um ein Öffnen der Düsennadel zu ermöglichen. Der Steuerraum ist in einem Ventilstück ausgebildet, das zugleich einen Ventilsitz für einen hülsenförmigen Schließkörper ausbildet, der auf einer Führungsstange axial verschiebbar geführt ist. Zur Steuerung der Bewegung des Schließkörpers ist eine Elektromagnetanordnung vorgesehen, die auf einen mit dem Schließkörper verbundenen Anker einwirkt. Wird eine Magnetspule der Elektromagnetanordnung bestromt, baut sich ein Magnetfeld auf, dessen Magnetkraft den Anker einschließlich des Schließkörpers entgegen der Federkraft einer Feder in Richtung eines Magnetkerns bewegt, der die Magnetspule umgibt. Der Magnetkern bildet einen Hubanschlag für den Anker bzw. den Schließkörper aus. Durch die Bewegung des Schließkörpers wird ein Ablaufkanal mit einer hierin angeordneten Ablaufdrossel freigegeben, der die Verbindung des Steuerraums mit dem Niederdruckraum herstellt. Der Steuerdruck im Steuerraum sinkt und die Düsennadel vermag zu öffnen. Zum Schlie- ßen der Düsennadel wird die Bestromung der Magnetspule beendet, so dass die Federkraft der Feder den Schließkörper gegen den Ventilsitz zurückstellt. Die Verbindung des Steuerraums mit dem Niederdruckraum wird auf diese Weise unterbrochen, so dass der Steuerdruck im Steuerraum wieder ansteigt und das Schließen der Düsennadel bewirkt.
Der den Hubanschlag definierende Magnetkern der Steuerventilanordnung der DE 10 2010 001 486 AI ist in einer Magnethülse aufgenommen, die mittelbar über eine Einstellscheibe an einem Absatz eines Haltekörpers des Kraftstoff! njektors axial abgestützt ist. Über die Einstellscheibe ist der Hub des Schließkörpers einstellbar. Ferti- gungs- und/oder montagebedingte Toleranzen können zu einem Winkelfehler zwischen dem Hubanschlag und dem Ventilsitz führen, so dass es im Betrieb des Kraftstoff! njek- tors zu einer Schrägstellung des Schließkörpers und damit zu einem erhöhten Verschleiß im Bereich der Führungs- und Anschlagsflächen am Schließkörper und/oder an der Führungsstange kommt. Dies wiederum führt zu Ventilundichtigkeiten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinjektor für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem, anzugeben, bei dem die vorstehend genannten Probleme nicht oder nur in deutlich verringertem Maße auftreten.
Zur Lösung der Aufgabe wird der Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Offenbarung der Erfindung
Der zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine vorgeschlagene Kraftstoffinjektor umfasst ein elektromagnetisch betätigbares Steuerventil mit einem hubbeweglichen Ventilschließelement, dessen Hub einerseits durch einen Ventilsitz, andererseits durch einen Hubanschlag begrenzt ist. Der Ventilsitz ist dabei an einem Ventilstück ausgebildet, das in einen Haltekörper des Kraftstoffinjektors eingesetzt ist. Der Hubanschlag ist an einem Magnetkern oder einer am Magnetkern abgestützten Restluftspaltscheibe ausgebildet. Erfindungsgemäß ist die axiale Lage des Magnetkerns in Bezug auf das Ventilstück durch eine Magnethülse vorgegeben, die unmittelbar oder mittelbar über eine Einstellscheibe am Ventilstück axial abgestützt und mittels einer mit dem Haltekörper verschraubten Überwurfmutter in Richtung des Ventilstücks axial vorgespannt ist.
Durch die Abstützung der Magnethülse unmittelbar oder mittelbar über eine Einstellscheibe am Ventilstück fällt der Haltekörper aus der Toleranzkette, die den Winkelfehler definiert, heraus. Das heißt, dass die Toleranzkette weniger Bauteile umfasst und somit auch weniger toleranzbehaftet ist. Zudem bildet das Ventilstück, an dem die Magnethülse unmittelbar oder mittelbar über eine Einstellscheibe abgestützt ist, zugleich den Ventilsitz aus, so dass die Gefahr eines Winkelfehlers zwischen dem Ventilsitz und dem Magnetkern bzw. der hieran abgestützten Restluftspaltscheibe deutlich reduziert ist. In der Folge kann der Verschleiß an den Führungs- und Anschlagflächen geringgehalten werden, wodurch sich die Dichtheit des Steuerventils verbessert.
Darüber hinaus wird der Temperaturgang des Steuerventils verbessert. Denn das unterschiedliche thermische Ausdehnungsverhalten von Haltekörper und Ventilschließelement spielt für den Hub des Ventilschließelements nur noch eine untergeordnete Rolle.
Bevorzugt weist die Magnethülse einen dem Ventilstück zugewandten Endabschnitt mit einer Geometrie auf, die sich bei einer Erhöhung des Anzugsmoments der Überwurfmutter elastisch verformt. Durch die elastische Verformung kann eine Veränderung der Hubeinstellung vorgenommen werden, die der Feineinstellung dient. Denn die Geomet- rie ist derart gewählt, dass die elastische Verformung bei einer Erhöhung des Anzugmoments der Überwurfmutter lediglich geringfügig ist.
Die Geometrie, welche die elastische Verformbarkeit gewährleistet, umfasst bevorzugt eine außenumfangseitig ausgebildete umlaufende Nut, in der ein gegen den Haltekör- per radial vorgespannter Dichtring eingesetzt ist. Die Nut führt zu einer Verringerung der Wandstärke der Magnethülse, so dass dieser Bereich eine gewisse elastische Verformung zulässt. Zugleich kann die Nut zur Aufnahme eines Dichtring genutzt werden, um das Steuerventil nach außen abzudichten. Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass die Geometrie zumindest eine stirnseitig angeordnete umlaufende Fase umfasst. Die Fase kann innenumfangseitig und/oder außenumfangseitig angeordnet sein, so dass sich die ringförmige Aufstandsfläche der Magnethülse verringert und/oder in radialer Richtung verschiebt, und zwar nach radial außen oder nach radial innen. Über eine erhöhte Druckbelastung der radial versetzten Aufstandsfläche kann dann die elastische Verformung der Magnethülse im Bereich des die Geometrie aufweisenden Endabschnitts bewirkt werden.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Ventilstück in den Haltekörper des Kraftstoffinjektors eingeschraubt ist. Das Ventilstück weist hierzu einen Abschnitt mit einem Außengewinde auf. Der Haltekörper besitzt ein entsprechendes Innengewinde. Eine separate Ventilschraube zur Lagefixierung des Ventilstücks kann somit entfallen.
Vorteilhafterweise weist das Ventilstück eine stirnseitig angeordnete Ausnehmung zum Einsetzen eines Werkzeugs auf, wobei die Ausnehmung eine Geometrie besitzt, die einen in Drehrichtung wirksamen Formschluss mit dem Werkzeug ermöglicht. Beispielswiese kann die Geometrie ein Innensechskant oder dergleichen sein, in den ein entsprechend geformter Schlüssel einsetzbar ist. Die Ausnehmung erleichtert auf diese Weise das Einschrauben des Ventilstücks in den Haltekörper des Kraftstoffinjektors.
Ferner kann die stirnseitige Ausnehmung des Ventilstücks der Aufnahme des die Geometrie aufweisenden Endabschnitts der Magnethülse dienen. Die axiale Abstützung der Magnethülse erfolgt dann auf einer Bodenfläche der stirnseitigen Ausnehmung des Ventilstücks. Dies hat den Vorteil, dass eine Führung der Magnethülse über das Ventilstück bewirkt werden kann, wenn der Endabschnitt der Magnethülse elastisch verformt wird.
Da der Bereich der Schraubverbindung zwischen dem Ventilstück und dem Haltekörper leckagebehaftet ist, wird als weiterbildende Maßnahme eine Nut oder eine Bohrung im Ventilstück zur Entlastung dieses Bereichs vorgeschlagen. Vorzugsweise verbindet die Nut oder Bohrung den Bereich der Schraubverbindung mit der stirnseitigen Ausnehmung des Ventilstücks. Das Ventilschließelement des Steuerventils ist vorzugsweise durch die Federkraft einer Feder gegen den Ventilsitz axial vorgespannt und auf einem Stift axial beweglich geführt. Das Ventilschließelement kann auf diese Weise weitgehend druckausgeglichen ausgebildet werden, so dass nur geringe Federkräfte erforderlich sind, um das Steuerventil geschlossen zu halten.
Ferner bevorzugt bildet das Ventilschließelement einen Anker aus oder ist mit einem Anker verbunden. Ein separater Anker ist somit verzichtbar, wodurch ein kompaktbauendes Steuerventil geschaffen wird. Vorzugsweise wird der Anker durch einen platten- förmigen Abschnitt oder ein plattenförmiges Teil des Ventilschließelements gebildet.
Zur Betätigung des Ventilschließelements des Steuerventils ist vorzugsweise eine ringförmige Magnetspule vorgesehen, mittels welcher auf den Anker eingewirkt werden kann, der durch das Ventilschließelement ausgebildet wird oder mit dem Ventilschließelement verbunden ist. Die ringförmige Magnetspule ist weiterhin vorzugsweise im Magnetkern aufgenommen, so dass der Magnetkern einen Innenpol und einen Außenpol ausbildet.
Bevorzugt ist über das Steuerventil ein im Ventilstück ausgebildeter Steuerraum mit einem Niederdruckraum verbindbar, wobei der Steuerraum von einer hubbeweglichen Düsennadel des Kraftstoffinjektors begrenzt wird, über deren Hubbewegungen mindestens eine Einspritzöffnung freigebbar und verschließbar ist. Über das Steuerventil können somit die Hubbewegungen der Düsennadel gesteuert werden, indem durch Öffnen und Schließen des Steuerventils der Steuerdruck im Steuerraum verändert wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor im Bereich eines hierin eingesetzten Steuerventils gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform und Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor im Bereich eines hierin eingesetzten Steuerventils gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Der in der Fig. 1 dargestellte Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine umfasst ein elektromagnetisch betätigbares Steuerventil 1 zur Steuerung der Hubbewegung einer Düsennadel 24. Über das Steuerventil 1 ist ein Steuerraum 22 mit einem Niederdruckraum 23 verbindbar, so dass ein im Steuerraum 22 herrschender Steuerdruck absenkbar ist. Auf diese Weise wird die Düsennadel 24 entlastet und vermag zu öffnen. Mit Schließen des Steuerventils 1 steigt der Steuerdruck im Steuerraum 22 wieder an, so dass die Düsennadel 24 in ihren Sitz (nicht dargestellt) zurückgestellt wird.
Das Steuerventil 1 umfasst ein hubbewegliches Ventilschließelement 2, das mit einem Ventilsitz 3 zusammenwirkt. Der Ventilsitz 3 ist wie der Steuerraum 22 in einem Ventilstück 5 ausgebildet, das in einen Haltekörper 6 des Kraftstoffinjektors eingesetzt und mit dem Haltekörper 6 verschraubt ist. Um den Ventilsitz 3 herum bildet das Ventilstück 5 eine Führungshülse 26 aus, das der Führung des Ventilschließelements 2 dient. Das Ventilschließelement 2 ist zudem über einen Stift 19 geführt, der das Ventilschließelement 2 durchsetzt und gehäuseseitig abgestützt ist. In Richtung des Ventilsitzes 3 ist das Ventilschließelement 2 von der Federkraft einer Feder 18 beaufschlagt.
Zum Öffnen des Steuerventils 1 wird eine Magnetspule 21 bestromt, so dass ein Magnetfeld aufgebaut wird, dessen Magnetkraft auf einen Anker 20 wirkt, der durch das Ventilschließelement 2 ausgebildet wird. Das Ventilschließelement 2 bewegt sich aufgrund dessen in Richtung eines Magnetkerns 7, in dem die Magnetspule 21 aufgenommen ist. Der Magnetkern 7 bildet einen Hubanschlag 4 für das Ventilschließelement 2 aus. Bei geöffnetem Steuerventil 1 läuft Kraftstoff aus dem Steuerraum 22 in den Niederdruckraum 23 ab, der über mindestens eine in der Führungshülse 26 ausgebildete Abiaufbohrung 25 mit einer Ausnehmung 16 des Ventilstücks 3 verbunden ist. Die Ausnehmung 16 ist stirnseitig angeordnet und weist eine Geometrie 17 auf, die ein in Drehrichtung formschlüssiges Einsetzen eines Werkzeugs ermöglicht, so dass Einschrauben des Ventilstücks 5 in den Haltekörper 6 bei der Montage des Kraftstoffinjektors erleichtert wird.
Zum Schließen des Steuerventils 1 wird die Bestromung der Magnetspule 21 beendet und die Feder 18 stellt das Ventilschließelement 2 in seine Ausgangslage gegen den Ventilsitz 3 zurück.
Der Hub des Ventilschließelements 2 des Steuerventils 1 wird durch die axiale Lage des Magnetkerns 7 in Bezug auf den Ventilsitz 3 bestimmt, der im Ventilstück 5 ausgebildet ist. Denn der Hub des Ventilschließelements 2 wird einerseits durch den Magnetkern 7, andererseits durch den Ventilsitz 3 begrenzt. Die Lagefixierung des Magnetkerns 7 wird über eine Magnethülse 8 bewirkt, die einen radial innen liegenden Absatz 27 aufweist, gegen den der Magnetkern 7 mittels einer Tellerfeder 28 axial vorgespannt ist. Die Magnethülse 8 selbst ist mittelbar über eine Einstellscheibe 9 am Ventilstück 5 axial abgestützt. Über die Einstellscheibe 9 ist der Hub des Ventilschließelements 2 einstellbar. Mittels einer Überwurfmutter 10 ist die Magnethülse 8 in Richtung des Ventilstücks 5 axial vorgespannt. In Abhängigkeit vom Anzugsmoment der Überwurfmutter 10 wird ein dem Ventilstück 5 zugewandter Endabschnitt des Ventilschließelements 2 elastisch verformt. Denn der Endabschnitt weist eine Geometrie 11 auf, die eine elastische Verformung begünstigt. Vorliegend wird die Geometrie 11 durch eine Nut 12 geformt, in der ein Dichtring 13 eingesetzt ist. Der an die Nut 12 anschließende Bereich weist außen- und innenumfangseitig jeweils eine Fase 14 auf, so dass eine gegenüber der Wandungsdicke der Magnethülse verkleinerte Aufstandsfläche 29 geschaffen wird, die zudem nach radial außen versetzt ist, so dass sie unterhalb der Nut 12 zu liegen kommt.
Das Ventilstück 5 weist stirnseitig eine Entlastungsnut 15 auf, die radial vom Außenumfang des Ventilstücks 5 bis zur stirnseitigen Ausnehmung 16 geführt ist. Über die Entlastungsnut 15 kann eine Entlastung des leckagebehafteten Bereichs der Schraubverbindung des Ventilstücks 5 mit dem Haltekörper 6 bewirkt werden.
Der Fig. 2 ist eine Abwandlung des Kraftstoffinjektors der Fig. 1 zu entnehmen, wobei die Abwandlung das Steuerventil 1 betrifft. Die Darstellung beschränkt sich demnach vorrangig auf das Steuerventil 1. Das Ventilstück 5 des Steuerventils 1 bildet auch hier den Ventilsitz 3 und die Führungshülse 26 zur Führung des hubbeweglichen Ventilschließelements 2 aus. Ferner ist das Ventilschließelement 2 durch den Stift 19 geführt. Zur Betätigung des Steuerventils 1 ist wiederum eine Magnetspule 21 vorgesehen, die in einem Magnetkern 7 aufgenommen ist, der einen Hubanschlag 4 für das Ventilschließelement 2 ausbildet. Über die Magnetspule 21 kann auf das Ventilschließelement 2 eingewirkt werden, da dieses zugleich einen Anker 20 ausbildet.
Die axiale Lage des Magnetkerns 7 in Bezug auf den Ventilsitz 3 wird wiederum durch eine Magnethülse 8 bestimmt, in welcher der Magnetkern 7 aufgenommen ist. Die Magnethülse 8 weist einen dem Ventilstück 5 zugewandten Endabschnitt mit einer Geometrie 11 auf, die elastisch verformbar ist. Über diesen Endabschnitt greift die Magnethülse 8 in eine stirnseitige Ausnehmung 16 des Ventilstücks 5 ein, so dass die axiale Abstützung der Magnethülse 8 an einer Bodenfläche 30 der Ausnehmung 16 erfolgt. Die Aufstandsfläche 29 ist durch eine radial außen angeordnete Fase 14 nach radial innen versetzt, so dass der Endabschnitt leichter elastisch verformbar ist. Bei einer elastischen Verformung des Endabschnitts ist dieser zugleich über das Ventilstück 5 geführt. Auf eine Einstellscheibe 9 wurde verzichtet.
Da die Magnethülse 8 abschnittsweise in die stirnseitige Ausnehmung 16 des Ventilstücks 5 eingesetzt ist, weist hier die Führungshülse 26 die Geometrie 17 auf, an die ein Werkzeug ansetzbar ist, um das Ventilstück 5 in den Haltekörper 6 einzuschrauben.

Claims

Ansprüche
1. Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, umfassend ein elektromagnetisch betätigbares Steuerventil (1) mit einem hubbeweglichen Ventilschließelement (2), dessen Hub einerseits durch einen Ventilsitz (3), andererseits durch einen Hubanschlag (4) begrenzt ist, wobei der Ventilsitz (3) an einem Ventilstück (5) ausgebildet ist, das in einen Haltekörper (6) des Kraftstoffinjektors eingesetzt ist, und wobei der Hubanschlag (4) an einem Magnetkern (7) oder einer am Magnetkern (7) abgestützten Restluftspaltscheibe ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Lage des Magnetkerns (7) in Bezug auf das Ventilstück (5) durch eine Magnethülse (8) vorgegeben ist, die unmittelbar oder mittelbar über eine Einstellscheibe (9) am Ventilstück (5) axial abgestützt und mittels einer mit dem Haltekörper (6) verschraubten Überwurfmutter (10) in Richtung des Ventilstücks (5) axial vorgespannt ist.
2. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Magnethülse (8) einen dem Ventilstück (5) zugewandten Endabschnitt mit einer Geometrie (11) aufweist, die sich bei einer Erhöhung des Anzugsmoments der Überwurfmutter (10) elastisch verformt.
3. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie (11) eine außenumfangseitig ausgebildete umlaufende Nut (12) umfasst, in der ein gegen den Haltekörper (6) radial vorgespannter Dichtring (13) eingesetzt ist.
4. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie (11) zumindest eine stirnseitig angeordnete umlaufende Fase (14) umfasst.
5. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilstück (5) in den Haltekörper (6) des Kraftstoffinjektors eingeschraubt ist.
6. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilstück (5) eine stirnseitig angeordnete Ausnehmung (16) zum Einsetzen eines Werkzeugs aufweist, wobei die Ausnehmung (16) eine Geometrie (17) besitzt, die einen in Drehrichtung wirksamen Formschluss mit dem Werkzeug ermöglicht.
7. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass im Ventilstück (5) eine Entlastungsnut (15) oder eine Entlastungsbohrung ausgebildet ist, über welche vorzugsweise der Bereich der Schraubverbindung mit dem Haltekörper (6) mit der stirnseitigen Ausnehmung (16) verbindbar ist.
8. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließelement (2) durch die Federkraft einer Feder (18) gegen den Ventilsitz (3) axial vorgespannt und auf einem Stift (19) axial beweglich geführt ist.
9. Kraftstoff! njektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließelement (2) einen Anker (20) ausbildet oder mit einem Anker (20) verbunden ist.
10. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine ringförmige Magnetspule (21) zur Betätigung des Ventilschließelements (2) vorgesehen ist, wobei die Magnetspule (21) im Magnetkern (7) aufgenommen ist.
11. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über das Steuerventil (1) ein im Ventilstück (5) ausgebildeter Steuerraum (22) mit einem Niederdruckraum (23) verbindbar ist, wobei der Steuerraum (22) von einer hubbeweglichen Düsennadel (24) des Kraftstoffinjektors begrenzt wird, über deren Hubbewegungen mindestens eine Einspritzöffnung freigebbar und verschließbar ist.
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