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EP1034369A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil

Info

Publication number
EP1034369A1
EP1034369A1 EP99923396A EP99923396A EP1034369A1 EP 1034369 A1 EP1034369 A1 EP 1034369A1 EP 99923396 A EP99923396 A EP 99923396A EP 99923396 A EP99923396 A EP 99923396A EP 1034369 A1 EP1034369 A1 EP 1034369A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
closing body
valve
valve seat
areas
fuel injection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP99923396A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1034369B1 (de
Inventor
Hubert Stier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1034369A1 publication Critical patent/EP1034369A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1034369B1 publication Critical patent/EP1034369B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • F02M61/12—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type characterised by the provision of guiding or centring means for valve bodies
    • 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
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • 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 through 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 pipe has a longitudinal slot running over the entire length, through which fuel can flow very quickly coming from the inner through opening due to its large hydraulic flow cross section. Most of the fuel to be sprayed flows out of the connecting part over the length of the connecting part, while a small remaining amount only emerges from the connecting part at the spherical surface.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that it is inexpensive to manufacture in a particularly simple manner. It is particularly advantageous that very precise guidance of the valve needle is achieved with little effort.
  • valve closing body Since the spherical valve closing body, which is easy to produce with regard to its roundness, serves the lower guide of the axially movable valve needle and a guide opening on the material areas of the valve seat body together with the valve seat surface can be produced very precisely with little effort, precise guidance of the valve needle is relatively simple. high so-called concentricity of the ball as valve closing body).
  • the valve closing body itself serves for the axial guidance of the valve needle and not, as in known valve needles, the closing body carrier. In such known valve needles, complex guide surfaces have to be formed on the closing body carrier.
  • the material sections of the end region of the closing body carrier and the material regions of the valve seat body are shaped in such a way that they fit into one another with dimensional accuracy at least in a horizontal plane.
  • the flow areas are advantageously formed by chamfering the side flanks of the material sections of the end area and / or the material areas.
  • the closing body carrier can advantageously be designed as a cold-pressed part.
  • FIG. 1 shows a fuel injector according to the invention
  • FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1
  • FIG. 3 shows a section along the line III-III in FIG. 1.
  • Injection valve for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines has a largely tubular core 2, which is surrounded by a magnet coil 1, serves as an inner pole and partially serves as 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 solenoid 1 is surrounded by an outer, ferromagnetic valve jacket 5 as an outer pole, which completely surrounds the solenoid 1 in the circumferential direction and at its upper end with the cover 3 z. B. is connected by a weld 6.
  • the valve jacket 5 is designed stepped at its lower end, so that a guide section 8 is formed which, similar to the cover element 3
  • Magnetic coil 1 axially encloses and which represents the boundary of the magnetic 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, for example, an elongated sleeve 12 extends.
  • An inner longitudinal opening 9 of the ferritic sleeve 12 partially serves as a guide opening for one along the Longitudinal valve axis 10 axially movable valve needle 13.
  • the sleeve 12 is therefore made to size with respect to the inner diameter of the inner opening 9.
  • 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 fixedly connected, for example, with a weld seam 54.
  • the fixed core 2 is also arranged in the longitudinal opening 9 of the sleeve 12.
  • the sleeve 12 also fulfills one
  • valve seat body 14 designed according to the invention, which has a fixed valve seat surface 15 as the valve seat.
  • the valve seat body 14 is fixedly connected to the valve jacket 5 by means of a second weld 16, for example generated by a laser.
  • the valve needle 13 is formed by a tubular armature 17 and a spherical valve closing body 18, the armature 17 serving directly as a closing body carrier.
  • On the downstream end face of the valve seat body 14 is, for. B. in a recess 19 a flat spray plate 20 is arranged, the fixed connection of valve seat body 14 and spray plate 20 z. B. is realized by a circumferential dense weld 21.
  • the tubular armature 17 is spherical at its downstream end facing the spray orifice plate 20 Valve closing body 18, for example, firmly connected by flanging.
  • the injection valve is actuated electromagnetically in a known manner. 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, the electromagnetic circuit with the magnet coil 1, the inner core 2, the outer valve jacket 5 and the armature 17 is used.
  • the armature 17 is facing away from the valve closing body 18 End aligned to core 2.
  • the spherical valve closing body 18 acts with the e.g. together frusto-conical valve seat surface 15 of the valve seat body 14, which is formed in the axial direction downstream of a guide opening 26 in the valve seat body 14 for guiding the valve closing body 18.
  • the spray orifice plate 20 has at least one, for example four, spray openings 27 formed by eroding or stamping.
  • the insertion depth of the core 2 in the injection valve is, among other things, decisive for the stroke of the valve needle 13.
  • the one end position of the valve needle 13 when the magnet coil 1 is not excited is due to the system of the
  • Valve closing body 18 fixed to the valve seat surface 15 of the valve seat body 14, while the other end position of the valve needle 13 results when the solenoid coil 1 is excited due to the contact of the armature 17 at the downstream end of the core 2.
  • the stroke is adjusted by axially displacing the core 2 in the sleeve 12, which is subsequently firmly connected to the sleeve 12 in accordance with the desired position, laser welding being useful for achieving a weld seam 22.
  • an adjusting sleeve 29 is inserted into a flow bore 28 of the core 2, which runs concentrically with the valve longitudinal axis 10 and serves to supply the fuel in the direction of the valve seat surface 15.
  • 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 a shoulder 24 of an inner longitudinal bore 23 of the armature 17, the dynamic injection quantity also being adjusted using the adjusting sleeve 29.
  • Such an injection valve is characterized by its particularly compact structure.
  • 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. The electrical contacting of the magnetic coil 1 and thus its excitation takes place via the electrical contact pins 33, which serve as electrical connecting elements.
  • connection part not shown
  • connection part (not shown) and the functional part 30 is achieved in the case of the fully assembled injection valve in that
  • connection part Flow bores of both assemblies are brought together so that an unimpeded flow of fuel is guaranteed. It is then z. B. the end face 32 of the functional part 30 directly on a lower end face of the connecting part and is fixed to it connected.
  • the connection part is mounted on the functional part 30, the part of the core 2 and the sleeve 12 projecting beyond the end face 32 can protrude into a flow bore of the connection part in order 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 enter into a secure electrical connection in the fully assembled valve with corresponding electrical connecting elements of the connection part.
  • the inner longitudinal bore 23 in the armature 17, which is stepped due to the shoulder 24, has a largely circular cross section.
  • the inner longitudinal bore 23 has a conical shoulder 45, through which the longitudinal bore 23 widens in the downstream direction and which serves as a stop for the valve closing body 18.
  • an end region 46 of the armature 17 extends along the outer circumference of the spherical valve closing body 18, both the shoulder
  • the spherical valve closing body 18 has a spherical equator 48 running perpendicular to the longitudinal axis 10 of the valve, up to or over which the end region 46 extends as seen in the downstream direction. In other words, at least one hemisphere and thus the radius of the spherical valve closing body 18 are encompassed by the armature 17 as the closing body carrier.
  • valve closing body 46 has a larger outer diameter than the valve closing body 18.
  • the fixed connection of, for example, as Cold-pressed part present closing body carrier 17 and valve closing body 18 is achieved, for example, by flanging or pressing or by pressing in and subsequent flanging, the encompassing region downstream of the ball equator 48, above all, ensuring a secure connection.
  • At least three opening areas 49 are formed in the end area 46 over the circumference thereof, which, starting from the longitudinal bore 23, have an axial extension component and are partially flowed through by the fuel in the direction of the valve seat surface 15, the fuel supplied in the longitudinal bore 23 largely flows along the surface of the sphere.
  • An equal number of material areas 51 of the valve seat body 14 protrude into the opening areas 49 of the closing body carrier 17 at its end area 46 in accordance with the number of opening areas 49.
  • Closing body carrier 17 with three material sections 50 for example. Since the spherical valve closing body 18, which can be easily produced with regard to its roundness, serves for the lower guide of the valve needle 13 and the guide opening 26 on the material areas 51 together with the valve seat surface 15 can be produced very precisely with little effort, very precise guidance of the Valve needle 13 (high so-called concentricity of the ball 18) reached. At acquaintances Valve needles, on the other hand, have to be formed on complex guide surfaces on the closing body carrier.
  • FIGS. 2 and 3 which show sections along lines II-II and III-III in FIG. 1, the circumferentially alternating intermeshing of the material sections 50 of the end region 46 of the closing body carrier 17 and the material regions 51 of the valve seat body 14 is particularly clear. It can be seen from Figure 2 that in the plane of the spherical equator 48, the material sections 50 of the
  • End region 46 and the material regions 51 are spaced apart from one another, so that slot-shaped throughflow regions 55 are formed, through which the fuel can flow in a streaked manner to the valve seat surface 15.
  • the variant shown, each with three alternating material sections 50 of the end area 46 and material areas 51, represents only one possible embodiment; it is also e.g. four, five or six successive regions 46, 51 can be formed in the circumferential direction.
  • Material sections 50 of the end region 46 and / or the material regions 51 arise, keep a constant size and do not vary in the circumferential direction. It is sufficient if a material section 50 of the closing body carrier 17 is dimensionally accurate in a material recess 52 of the Valve seat body 14 fits in, with which the desired anti-rotation is already achieved. A beam geometry change over the life of the valve is effectively excluded.
  • the curvature of the spherical valve closing body 1E provides an annular flow area 56 from which the flow through the flow-through areas 55, which widen in the axial direction, takes place.
  • the closing body support 17 In addition to the design of the closing body support 17 as a cold pressed part, designs as a turned part, sintered part or MIM (metal injection molding) part are also possible.

Landscapes

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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 mit einem stromabwärtigen Endbereich (46) den Ventilschließkörper (18) auf. Der Ventilschließkörper (18) wirkt mit einem Ventilsitz (15) eines Ventilsitzkörpers (14) zusammen. Stromaufwärts des Ventilsitzes (15) hat der Ventilsitzkörper (14) über seinen Umfang sich abwechselnde Materialbereiche (51) und Materialausnehmungen (52), während der Endbereich (46) des Schließkörperträgers (17) ebenfalls mit sich über den Umfang abwechselnden Materialabschnitten (50) und Öffnungsbereichen (49) ausgebildet ist. Dabei ragen die Materialabschnitte (50) in die Materialausnehmungen (52) sowie die Materialbereiche (51) in die Öffnungsbereiche (49) hinein. 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
Ventilschließkδrper 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 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. 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. Von besonderem Vorteil ist dabei, daß mit geringem Aufwand eine sehr genaue Führung der Ventilnadel erreicht wird.
Da der einfach bezüglich seiner Rundheit sehr genau herstellbare kugelförmige Ventilschließkörper der unteren Führung der axial beweglichen Ventilnadel dient und eine Führungsöffnung an den Materialbereichen des Ventilsitzkörpers zusammen mit der Ventilsitzfläche mit geringem Aufwand sehr exakt herstellbar ist, wird auf relativ einfache Weise eine genaue Führung der Ventilnadel (hohe sogenannte Rundlaufgenauigkeit der Kugel als Ventilschließkörper) erreicht. Der Ventilschließkörper dient dabei selbst der axialen Führung der Ventilnadel, und nicht wie bei bekannten Ventilnadeln der Schließkörperträger. Bei solchen bekannten Ventilnadeln müssen aufwendige Führungsflächen am Schließkörperträger angeformt werden.
Durch das Einbringen von mehreren Öffnungsbereichen über den Umfang des Endbereichs des Schließkörperträgers im Bereich des Ventilschließkörpers wird mit geringem Fertigungsaufwand eine optimale Zuströmung zum Zumeßbereich des Ventils erreicht. Gegenüber bekannten Ventilen entfallen einerseits Queröffnungen und Schlitze im Schließkörperträger und andererseits Anschliffe am Ventilschließkörper bzw. Durchströmnuten im Ventilsitzkörper. Auf solche Nachbearbeitungsschritte kann bei dem erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventil verzichtet werden. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Von Vorteil ist es, wenn die Materialabschnitte des Endbereichs des Schließkörperträgers sowie die Materialbereiche des Ventilsitzkörpers derart ausgeformt sind, daß sie wenigstens in einer horizontalen Ebene maßgenau ineinander passen. Damit ist eine eindeutige
Lagefixierung und Verdrehsicherung des Schließkörperträgers im Ventilsitzkörper gegeben, so daß stromabwärts folgende Durchströmbereiche zwischen den Materialbereichen und den Materialabschnitten in Umfangsrichtung eine konstante Größe behalten. Eine Strahlgeometrieänderung über die Lebensdauer des Ventils ist so wirkungsvoll ausgeschlossen. Die Durchströmbereiche werden in vorteilhafter Weise durch Abschrägungen der Seitenflanken der Materialabschnitte des Endbereichs und/oder der Materialbereiche gebildet.
Besonders vorteilhaft ist es, den Ventilschließkörper mittels eines nichtstoffschlüssigen Fügeverfahrens, z. B. mittels Einpressen oder Bördeln, am Schließkörperträger zu befestigen. Von Vorteil ist es dann, wenn der Endbereich des Schließkörperträgers in stromabwärtiger Richtung noch über einen Kugeläquator des kugelförmigen Ventilschließkörpers hinausragt .
In vorteilhafter Weise kann der Schließkörperträger als Kaltpreßteil ausgeführt sein.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert . Es zeigen Figur 1 ein erfindungsgemäßes Brennstoffeinspritzventil, Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1 und Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 1.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Das in der Figur 1 beispielhaft und teilweise vereinfacht dargestellte, erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil in der Form eines elektromagnetisch betätigbaren
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 z.B. 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 ist deshalb bezüglich des Innendurchmessers der inneren Öffnung 9 maßgenau gefertigt. 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. Außer der axial beweglichen Ventilnadel 13 ist auch der feststehende Kern 2 in der Längsöffnung 9 der Hülse 12 angeordnet. Neben der Führung der Ventilnadel 13 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 erfindungsgemäß ausgebildeter 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. Die Ventilnadel 13 wird von einem rohrförmigen Anker 17 und einem kugelförmigen Ventilschließkörper 18 gebildet, wobei der Anker 17 unmittelbar als Schließkörperträger dient. 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 Anker 17 ist an seinem stromabwärtigen, der Spritzlochscheibe 20 zugewandten Ende mit dem kugelförmigen Ventilschließkörper 18 beispielsweise durch Bördeln fest verbunden.
Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise elektromagnetisch. 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 Anker 17 ist mit dem dem Ventilschließkörper 18 abgewandten Ende auf den Kern 2 ausgerichtet.
Der kugelförmige Ventilschließkörper 18 wirkt mit der sich in Strömungsrichtung z.B. kegelstumpfförmig verjüngenden Ventilsitzfläche 15 des Ventilsitzkörpers 14 zusammen, die in axialer Richtung stromabwärts einer Führungsöffnung 26 im Ventilsitzkörper 14 zur Führung des Ventilschließkörpers 18 ausgebildet ist. Die Spritzlochscheibe 20 besitzt wenigstens eine, beispielsweise vier durch Erodieren oder Stanzen ausgeformte Abspritzöffnungen 27.
Die Einschubtiefe des Kerns 2 im Einspritzventil ist unter anderem entscheidend für den Hub der Ventilnadel 13. Dabei ist die eine Endstellung der Ventilnadel 13 bei nicht erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des
Ventilschließkörpers 18 an der Ventilsitzfläche 15 des Ventilsitzkörpers 14 festgelegt, während sich die andere Endstellung der Ventilnadel 13 bei erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ankers 17 am stromabwärtigen Ende des Kerns 2 ergibt. Die Hubeinstellung erfolgt durch ein axiales Verschieben des Kerns 2 in der Hülse 12 , der entsprechend der gewünschten Position nachfolgend fest mit der Hülse 12 verbunden wird, wobei eine Laserschweißung zur Erzielung einer Schweißnaht 22 sinnvoll ist. 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 Absatz 24 einer inneren Längsbohrung 23 des Ankers 17 abstützt, wobei auch eine Einstellung der dynamischen Abspritzmenge mit der Einstellhülse 29 erfolgt.
Ein solches Einspritzventil zeichnet sich durch seinen besonders kompakten Aufbau aus. 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.
Die innere, aufgrund des Absatzes 24 gestuft ausgebildete Längsbohrung 23 im Anker 17 besitzt einen weitgehend kreisförmigen Querschnitt. An ihrem unteren, dem Ventilschließkörper 18 zugewandten Ende besitzt die innere Längsbohrung 23 eine konische Schulter 45, durch die sich die Längsbohrung 23 in stromabwärtiger Richtung erweitert und die als Anschlag für den Ventilschließkörper 18 dient. Von der Schulter 45 ausgehend erstreckt sich ein Endbereich 46 des Ankers 17 am Außenumfang des kugelförmigen Ventilschließkörpers 18 entlang, wobei sowohl die Schulter
45 als auch der Endbereich 46 umfangsmäßig mindestens dreimal unterbrochen sind.
Der kugelförmige Ventilschließkörper 18 weist einen senkrecht zur Ventillängsachse 10 verlaufenden Kugeläquator 48 auf, bis zu dem sich oder über den sich der Endbereich 46 in stromabwärtiger Richtung gesehen hinweg erstreckt. Anders ausgedrückt wird also wenigstens eine Halbkugel und damit der Radius des kugelförmigen Ventilschließkörpers 18 vom Anker 17 als Schließkörperträger umgriffen. Der Endbereich
46 besitzt einen größeren Außendurchmesser als der Ventilschließkörper 18. Die feste Verbindung von z.B. als Kaltpreßteil vorliegendem Schließkörperträger 17 und Ventilschließkδrper 18 wird beispielsweise durch Bördeln oder Pressen bzw. durch Einpressen und nachfolgendes Bördeln erzielt, wobei vor allen Dingen der Umgreifungsbereich stromabwärts des Kugeläquators 48 eine sichere Verbindung gewährleistet .
Im Bereich der Schulter 45 beginnend sind im Endbereich 46 über dessen Umfang wenigstens drei Öffnungsbereiche 49 ausgeformt, die von der Längsbohrung 23 ausgehend eine axiale Erstreckungskomponente aufweisen und vom Brennstoff in Richtung zur Ventilsitzfläche 15 teilweise durchströmt werden, wobei der in der Längsbohrung 23 zugeführte Brennstoff weitgehend an der Kugeloberfläche entlangströmt. In die Öffnungsbereiche 49 des Schließkörperträgers 17 an dessen Endbereich 46 ragen entsprechend der Anzahl der Öffnungsbereiche 49 eine gleiche Zahl von Materialbereichen 51 des Ventilsitzkörpers 14 hinein. Diese sich stromaufwärts der Ventilsitzfläche 15 erstreckenden Materialbereiche 51 beinhalten die genau gefertigte Führungsöffnung 26 zur
Führung der axial beweglichen Ventilnadel 13 im Bereich des Ventilschließkörpers 18. Zwischen den Materialbereichen 51 sind über den Umfang des Ventilsitzkörpers 14 Materialausnehmungen 52 vorgesehen, in die sich der durch die Öffnungsbereiche 49 unterbrochene Endbereich 46 des
Schließkörperträgers 17 mit z.B. drei Materialabschnitten 50 hineinerstreckt. Da der einfach bezüglich seiner Rundheit sehr genau herstellbare kugelförmige Ventilschließkörper 18 der unteren Führung der Ventilnadel 13 dient und die FührungsÖffnung 26 an den Materialbereichen 51 zusammen mit der Ventilsitzfläche 15 mit geringem Aufwand sehr exakt herstellbar ist, wird auf relativ einfache Weise eine sehr genaue Führung der Ventilnadel 13 (hohe sogenannte Rundlaufgenauigkeit der Kugel 18) erreicht. Bei bekannten Ventilnadeln müssen dagegen aufwendige Führungsflächen am Schließkörperträger angeformt werden.
In den Figuren 2 und 3, die Schnitte entlang den Linien II- II bzw. III -III in Figur 1 zeigen, wird das umfangsmäßig alternierende Ineinandergreifen der Materialabschnitte 50 des Endbereichs 46 des Schließkörperträgers 17 und der Materialbereiche 51 des Ventilsitzkörpers 14 besonders deutlich. Dabei ist der Figur 2 entnehmbar, daß in der Ebene des Kugeläquators 48 die Materialabschnitte 50 des
Endbereichs 46 und die Materialbereiche 51 voneinander beabstandet sind, so daß schlitzförmige Durchströmbereiche 55 gebildet sind, durch die der Brennstoff strähnenhaft zur Ventilsitzfläche 15 strömen kann. Die dargestellte Variante mit jeweils drei sich abwechselnden Materialabschnitten 50 des Endbereichs 46 und Materialbereichen 51 stellt nur eine mögliche Ausführungsform dar; es sind ebenso z.B. vier, fünf oder sechs in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Bereiche 46, 51 ausbildbar.
Der entlang der Linie III-III in Figur 1 geführte Schnitt, der stromaufwärts des Schnitts entlang der Linie II-II im Ventilsitzkörper 14 liegt, verdeutlicht, daß am stromabwärtigen Ende der Schulter 45 die Materialabschnitte 50 des Endbereichs 46 sowie die Materialbereiche 51 derart ausgeformt sind, daß sie maßgenau ineinander passen. Somit ist eine eindeutige Lagefixierung und Verdrehsicherung des Schließkörperträgers 17 im Ventilsitzkörper 14 gegeben, so daß die stromabwärts folgenden Durchströmbereiche 55, die aufgrund einer Abschrägung der Seitenflanken der
Materialabschnitte 50 des Endbereichs 46 und/oder der Materialbereiche 51 entstehen, eine konstante Größe behalten und in Umfangsrichtung nicht variieren. Es reicht bereits aus, wenn ein Materialabschnitt 50 des Schließkörperträgers 17 maßgenau in eine Materialausnehmung 52 des Ventilsitzkörpers 14 hineinpaßt, womit schon die gewünschte Verdrehsicherung erzielt ist. Eine Strahlgeometrieänderung über die Lebensdauer des Ventils ist so wirkungsvoll ausgeschlossen. Im Bereich der Schnittlinie III-III ist durch die Krümmung des kugelförmigen Ventilschließkörpers 1E ein ringförmiger Strömungsbereich 56 vorhanden, von dem aus die Anströmung der sich in axialer Richtung erweiternden Durchströmbereiche 55 erfolgt.
Neben der Ausbildung des Schließkörperträgers 17 als Kaltpreßteil kommen auch Ausführungen als Drehteil, Sinterteil oder MIM(Metal Injection Moulding) -Teil in Frage.

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil mit einer Ventillängsachse, mit einem von einer Magnetspule wenigstens teilweise umgebenen Kern, mit einer axial bewegbaren Ventilnadel, die wenigstens einen Schließkörperträger und einen kugelförmigen
Ventilschließkörper umfaßt, wobei der Ventilschließkörper fest mit dem Schließkörperträger verbunden ist und mit einem festen Ventilsitz eines Ventilsitzkörpers zusammenwirkt, und der Schließkörperträger eine innere Längsbohrung hat sowie einen stromabwärtigen Endbereich besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitzkörper (14) stromaufwärts des Ventilsitzes (15) über seinen Umfang sich abwechselnde Materialbereiche (51) und Materialausnehmungen (52) besitzt, und der Endbereich (46) des Schließkörperträgers (17) ebenfalls mit sich über den Umfang abwechselnden
Materialabschnitten (50) und Öffnungsbereichen (49) ausgebildet ist, und die Materialabschnitte (50) in die Materialausnehmungen (52) sowie die Materialbereiche (51) in die Öffnungsbereiche (49) hineinragen.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ventilsitzkörper (14) wenigstens jeweils drei Materialbereiche (51) und Materialausnehmungen (52) sowie am Schließkörperträger (17) in dessen Endbereich (46) wenigstens jeweils drei Materialabschnitte (50) und Öffnungsbereiche (49) ausgebildet sind.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkörper (18) einen
Kugeläquator (48) hat, in dessen Ebene die Materialbereiche (51) des Ventilsitzkörpers (14) von den Materialabschnitten (50) des Schließkörperträgers (17) beabstandet sind.
4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es stromaufwärts der Ebene des Kugeläquators (48) eine parallel dazu verlaufende Ebene gibt, in der wenigstens ein Materialabschnitt (50) des Schließkörperträgers (17) maßgenau in wenigstens eine Materialausnehmung (52) des Ventilsitzkörpers (14) hineinpaßt .
5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflanken der Materialabschnitte (50) des Schließkörperträgers (17) und/oder der
Materialbereiche (51) des Ventilsitzkörpers (14) abgeschrägt sind, so daß zumindest in der Ebene des Kugeläquators (48) Durchströmbereiche (55) zwischen den Materialbereichen (51) und den Materialabschnitten (50) gebildet sind.
6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörperträger (17) mit seinen Materialabschnitten (50) des Endbereichs (46) den Ventilschließkörper (18) derart umgreift, daß sich die Materialabschnitte (50) über den Kugeläquator (48) des
Ventilschließkörpers (18) hinaus in stromabwärtiger Richtung erstrecken.
7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkörper (18) mittels Einpressen in der Längsbohrung (23) im Endbereich (46) des Schließkörperträgers (17) befestigbar ist.
8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ventilschließkörper (18) mittels Bördeln in der Längsbohrung (23) im Endbereich (46) des Schließkörperträgers (17) befestigbar ist.
9. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbereiche
(51) des Ventilsitzkörpers (14) der Ventillängsachse (10) zugewandt eine Führungsöffnung (26) zur axialen Führung des Ventilschließkörpers (18) begrenzen.
10. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörperträger (17) als Anker ausgeführt ist.
11. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörperträger (17) ein Drehteil oder ein Kaltpreßteil darstellt.
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