DE10142974A1

DE10142974A1 - Brennstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE10142974A1
Application number: DE2001142974
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Reiter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-09-01
Filing date: 2001-09-01
Publication date: 2003-03-27
Anticipated expiration: 2021-09-02
Also published as: WO2003027489A1; DE10142974B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, in dem eine lang gestreckte, axial verlaufende, dünnwandige, nicht magnetische Ventilhülse (6) vorgesehen ist. Die Ventilhülse (6) weist an ihren stromabwärtigen Ende einen Bodenabschnitt (12) auf, der weitgehend senkrecht zu der ansonsten axialen Erstreckung der Ventilhülse (6) entlang einer Ventillängsachse (10) verläuft. In einer Durchgangsöffnung (13) der Ventilhülse (6) kann sich eine Ventilnadel (15), die mit einem Anker (14) und einem Ventilschließkörper (18) fest verbunden ist, axial bewegen. Der Bodenabschnitt (12) der Ventilhülse (6) umfasst mehrere Segmente (30), durch die eine Axialentlastung des Ventilsitzkörpers (16) erzielt wird. DOLLAR A Das Brennstoffeinspritzventil eignet sich besonders für den Einsatz in Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus der US 4,946,107 A ist bereits ein elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil bekannt, das unter anderem eine unmagnetische Hülse als Verbindungsteil zwischen einem Kern und einem Ventilsitzkörper aufweist. Mit ihren beiden axialen Enden ist die Hülse fest mit dem Kern und mit dem Ventilsitzkörper verbunden. Die Hülse verläuft über ihre gesamte axiale Länge mit einem konstanten Außendurchmesser und einem konstanten Innendurchmesser und besitzt entsprechend an ihren beiden Enden gleich große Eintrittsöffnungen. Der Kern und der Ventilsitzkörper sind mit einem solchen Außendurchmesser ausgebildet, dass sie in die Hülse an den beiden Enden hineinreichen, so dass die Hülse die beiden Bauteile Kern und Ventilsitzkörper in diesen hineinragenden Bereichen vollständig umgibt. Im Inneren der Hülse bewegt sich in axialer Richtung eine Ventilnadel mit einem Anker, der durch die Hülse geführt wird. Die festen Verbindungen der Hülse mit dem Kern und dem Ventilsitzkörper werden z. B. mittels Schweißen erzielt, so wie es auch aus der DE 43 10 819 A1 bekannt ist. Auch hier wird eine dünnwandige, unmagnetische Hülse als Verbindungsteil zwischen Kern und Ventilsitzkörper eines Brennstoffeinspritzventils verwendet. Von der konstruktiven Ausgestaltung her entspricht diese Hülse weitgehend der aus der US 4,946,107 A bekannten Hülse. Mit Hilfe der rohrförmigen Hülsen lassen sich das Volumen und das Gewicht der Brennstoffeinspritzventile reduzieren.

Des weiteren ist aus der DE 195 47 406 A1 bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das eine lang gestreckte Hülse aufweist, die an ihrem stromabwärtigen Ende einen Bodenabschnitt besitzt. Der Bodenabschnitt verläuft weitgehend senkrecht zu der ansonsten axialen Erstreckung der Hülse entlang einer Ventillängsachse. Ein Ventilschließkörper wirkt mit einer an einem Ventilsitzkörper vorgesehenen Ventilsitzfläche zusammen, wobei der Ventilsitzkörper in der Hülse eingepresst ist und beispielsweise an dem Bodenabschnitt der Hülse ebenso anliegt. Die als Blechtiefziehteil vorliegende Hülse erstreckt sich axial über mehr als die halbe axiale Länge des Brennstoffeinspritzventils.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass auf einfache und kostengünstige Art und Weise die Axialbelastung des Ventilsitzkörpers durch die federnde Wirkung des segmentierten Bodenabschnitts reduziert werden kann. Außerdem erfolgt eine vorteilhafte Entlastung der Schweißnähte, mit denen der Ventilsitzkörper fixiert ist.

Zudem ist eine weitere Gewichtsreduzierung der Ventilhülse und somit des gesamten Brennstoffeinspritzventils möglich.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.

Von Vorteil ist es, die Segmentierung des Bodenabschnitts der Ventilhülse dadurch zu erzielen, dass mehrere von einer inneren Ausnehmung aus verlaufende Schlitze im Bodenabschnitt eingebracht sind. In vorteilhafter Weise verlaufen vier voneinander im Winkel von jeweils 90° beabstandete Schlitze im Bodenabschnitt. Die Schlitze können dabei gerade oder gewölbt, senkrecht zur Ausnehmung stehend oder unter einem anderen Winkel zur Ausnehmung stehend verlaufen.

Besonders vorteilhaft ist es, die Ventilhülse mittels Blechtiefziehen herzustellen, da dieses Verfahren einfach und preiswert ist und trotzdem die geforderte Genauigkeit erreicht wird.

Von Vorteil ist es, die Ventilhülse so lang auszubilden, dass sie über die gesamte axiale Erstreckungslänge des Brennstoffeinspritzventils reicht. Damit übernimmt die Ventilhülse auch die Funktion eines Brennstoffeinlassstutzens.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein teilweise dargestelltes Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils mit einer erfindungsgemäßen Ventilhülse und Fig. 2 eine Unteransicht der Ventilhülse entsprechend der mit Pfeil II in Fig. 1 angegebenen Blickrichtung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das in der Fig. 1 nur teilweise dargestellte elektromagnetisch betätigbare Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen besitzt als Aktor einen elektromagnetischen Kreis mit einer Magnetspule 1 und einem nicht dargestellten Kern. Ein Spulenkörper 3 nimmt eine Bewicklung der Magnetspule 1 auf. Die Magnetspule 1 ist mit ihrem Spulenkörper 3 beispielsweise in einem als Außenpol dienenden topfförmigen Magnetgehäuse 5 eingebettet. Durch diese Bauweise in Topfform liegt das Magnetgehäuse 5 mit der Magnetspule 1 grundsätzlich trocken vor. Eine zusätzliche Abdichtung entfällt.
Die Magnetspule 1 selbst umgibt wiederum eine lang gestreckte, nicht magnetische Ventilhülse 6, die sich konzentrisch zu einer Ventillängsachse 10 erstreckt. Die rohrförmige Ventilhülse 6 weist einerseits einen Hülsenabschnitt 11 und andererseits einen das stromabwärtige Ende der Ventilhülse 6 bildenden Bodenabschnitt 12 auf. Der Bodenabschnitt 12 erstreckt sich weitgehend senkrecht zur axialen Ausdehnung der Ventilhülse 6.
Die Ventilhülse 6 ist also über ihre gesamte axiale Länge rohrförmig ausgebildet, in ihrer Gesamtheit zusammen mit dem Bodenabschnitt 12 aber becherförmig. Dabei bildet die Ventilhülse 6 über ihre gesamte axiale Ausdehnung bis zum Bodenabschnitt 12 eine Durchgangsöffnung 13 mit weitgehend konstantem Durchmesser. Mit ihrem Hülsenabschnitt 11 umgibt die Ventilhülse 6 neben dem Kern auch einen Anker 14, der Teil eines axial bewegbaren Ventilgliedes z. B. in Form einer Ventilnadel 15 ist, und weiter stromabwärts einen Ventilsitzkörper 16. Eine mit dem Ventilsitzkörper 16 beispielsweise fest verbundene Spritzlochscheibe 17 wird von der Ventilhülse 6 in Umfangsrichtung vom Hülsenabschnitt 11 und in radialer Richtung vom Bodenabschnitt 12 umschlossen. Die Ventilhülse 6 ist somit nicht nur ein Verbindungsteil, sondern sie erfüllt auch Halte-, Träger- bzw. Aufnahmefunktionen, insbesondere für den Ventilsitzkörper 16. Die in der Durchgangsöffnung 13 angeordnete z. B. rohrförmige Ventilnadel 15 weist an ihrem stromabwärtigen, der Spritzlochscheibe 17 zugewandten Ende einen kugelförmigen Ventilschließkörper 18 auf, an dessen Umfang beispielsweise fünf Abflachungen 21 zum Vorbeiströmen des abzuspritzenden Brennstoffs vorgesehen sind.
Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise z. B. elektromagnetisch. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 15 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer Rückstellfeder 22 bzw. Schließen des Einspritzventils dient der elektromagnetische Kreis. Der Anker 14 ist mit dem dem Ventilschließkörper 18 abgewandten Ende auf den Kern ausgerichtet. Zur Führung des Ventilschließkörpers 18 während der Axialbewegung der Ventilnadel 15 dient eine Führungsöffnung 23 des Ventilsitzkörpers 16. Außerdem wird der Anker 14 während der Axialbewegung in der Ventilhülse 6 im Bereich von Führungsabschnitten 24 geführt.
Der kugelförmige Ventilschließkörper 18 wirkt mit einer sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verjüngenden Ventilsitzfläche 25 des Ventilsitzkörpers 16 zusammen, die in axialer Richtung stromabwärts der Führungsöffnung 23 ausgebildet ist. An seiner dem Ventilschließkörper 18abgewandten Stirnseite ist der Ventilsitzkörper 16 mit der beispielsweise schalenförmig ausgebildeten Spritzlochscheibe 17 konzentrisch und fest, beispielsweise durch eine Schweißnaht 26 verbunden.
Die dünnwandige Ventilhülse 6 ist beispielsweise durch Tiefziehen ausgebildet worden, wobei als Werkstoff ein nicht magnetisches Material, z. B. ein rostbeständiger CrNi-Stahl verwendet ist. In ihrem Bodenabschnitt 12 weist die Ventilhülse 6 eine zentrale Ausnehmung 28 mit z. B. kreisförmigen Querschnitt auf, die einen solch großen Durchmesser besitzt, dass der über z. B. vier durch Erodieren oder Stanzen eingebrachte Abspritzöffnungen 29 der Spritzlochscheibe 17 abgespritzte Brennstoff ungehindert das Einspritzventil verlassen kann.
Fig. 2 zeigt eine Unteransicht der Ventilhülse 6 entsprechend der mit Pfeil II in Fig. 1 angegebenen Blickrichtung. In dieser Ansicht wird deutlich, dass der Bodenabschnitt 12 der Ventilhülse 6 segmentiert ausgebildet ist. Einzelne Segmente 30 des Bodenabschnitts 12 entstehen dadurch, dass von der zentralen Ausnehmung 28 ausgehend mehrere Schlitze 31 eingebracht sind, die sich wenigstens über die halbe Länge des Bodenabschnitts 12 zwischen dem Rand der Ausnehmung 28 und dem äußeren Übergang zum Hülsenabschnitt 11 erstrecken. In vorteilhafter Weise verlaufen vier voneinander im Winkel von jeweils 90° beabstandete Schlitze 31 im Bodenabschnitt 12. Die Schlitze 31 können, wie in Fig. 2 dargestellt, gerade und senkrecht zur Ausnehmung 28 stehend, aber auch gewölbt und/oder unter einem anderen Winkel zur Ausnehmung 28 stehend verlaufen. Auch eine andere Anzahl von Schlitzen 31 ab zwei beginnend ist zur Bildung der Segmente 30 denkbar.
Durch die Segmentierung des Bodenabschnitts 12 wird auf einfache und kostengünstige Art und Weise die Axialbelastung des Ventilsitzkörpers 16 aufgrund der federnden Wirkung des segmentierten Teils des Bodenabschnitts 12 reduziert. Außerdem erfolgt eine vorteilhafte Entlastung der Schweißnähte, mit denen der Ventilsitzkörper 16 fixiert ist. Insbesondere eine Schweißnaht 32 zur Fixierung des Ventilsitzkörpers 16 am Hülsenabschnitt 11 der Ventilhülse 6 kann deutlich entlastet werden, wodurch ihre Dauerhaltbarkeit erhöht wird.

Claims

1. Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einer Ventillängsachse (10), mit einem Ventilschließkörper (18), der Teil eines axial entlang der Ventillängsachse (10) bewegbaren Ventilgliedes (15) ist und der mit einem an einem Ventilsitzkörper (16) vorgesehenen Ventilsitz (25) zusammenwirkt, mit einer dünnwandigen, sich axial erstreckenden Ventilhülse (6), in der sich das Ventilglied (15) axial bewegt, wobei die Ventilhülse (6) neben einem Hülsenabschnitt (11) an ihrem stromabwärtigen Ende einen Bodenabschnitt (12) aufweist, der weitgehend senkrecht zu der ansonsten axialen Erstreckung des Hülsenabschnitts (11) entlang der Ventillängsachse (10) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenabschnitt (12) der Ventilhülse (6) mehrere Segmente (30) umfasst.

2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bodenabschnitt (12) der Ventilhülse (6) eine zentrale Ausnehmung (28) vorgesehen ist, durch die der bereits stromaufwärts des Bödenabschnitts (12) zugemessene Brennstoff ungehindert austreten kann.

3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass von der Ausnehmung (28) ausgehend mehrere Schlitze (31) eingebracht sind, die den Bodenabschnitt (12) in Segmente (30) aufteilen.

4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass vier voneinander im Winkel von jeweils 90° beabstandete Schlitze (31) im Bodenabschnitt (12) verlaufen.

5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (31) senkrecht zur Ausnehmung (28) stehend verlaufen.

6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (31) gerade oder gewölbt verlaufen.

7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (30) derart ausgeformt sind, dass sie eine Federwirkung haben.

8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilhülse (6) ein Blechtiefziehteil darstellt.

9. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ventilhülse (6) als nicht magnetisches Bauteil über die gesamte axiale Länge des Brennstoffeinspritzventils erstreckt.