DE102005037552A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents
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Abstract
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen hat einen erregbaren Aktuator (1, 2, 27) zur Betätigung eienr Ventilnadel (19) entlang der Ventillängsachse (10). Die Ventilnadel (19) umfasst neben einem hülsenförmigen Verbindungsteil einen Anker (27) und einen Ventilschließkörper (21). Der Ventilschließkörper (21) wirkt mit einem festen Ventilsitz an einem Ventilsitzkörper (29) zusammen. In der Ventilnadel (19) ist ein Filterelement als "Secondary Filter" integriert. Das Filterelement ist als tiefgezogene Filterhülse (75) ausgebildet, die in eine innere Längsöffnung (76) der rohrförmigen Ventilnadel (19) eingehängt ist. In der Filterhülse (75) sind eine Vielzahl von Durchströmöffnungen (77) zur Filterung des das Brennstoffeinspritzventil durchströmenden Brennstoffs vorgesehen. DOLLAR A Das Brennstoffeinspritzventil eignet sich besonders für den Einsatz in Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen.
Description
- Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
- Aus der
DE 44 21 881 A1 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei dem zusätzlich zu einem Brennstofffilter im Einlassstutzen des Brennstoffeinspritzventils ein weiteres Filterelement nahe dem Ventilsitz vorgesehen ist. Dieses Filterelement ist dabei an der Ventilnadel integriert. Das Filterelement hat die Funktion, alle Partikel und Verunreinigungen stromaufwärts des Ventilsitzes im Inneren des Brennstoffeinspritzventils vom Ventilsitz fernzuhalten und damit Verstopfungen bzw. Undichtheiten am Ventilsitz zu vermeiden. Das Filterelement ist entweder in Form eines Siebstrumpfes, bei dem das Siebgewebe unmittelbar in der Ventilnadel eingeklebt ist, oder in Form eines in einen Trägerkörper aus Kunststoff eingefügten Siebgewebes ausgebildet. In nachteiliger Weise muss das Siebgewebe an der Ventilnadel befestigt werden, was zusätzliche Arbeitsgänge und insofern einen hohen Fertigungsaufwand erfordert. Außerdem besteht eine nicht zu vernachlässigende Gefahr des Ablösens des Siebgewebes über die Lebensdauer des Brennstoffeinspritzventils und damit des Unwirksamwerdens des Filterelements. - Vorteile der Erfindung
- Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass ein als „Secondary Filter" eingesetztes Filterelement besonders einfach und kostengünstig herstellbar und in der Ventilnadel besonders einfach und zuverlässig und mit geringem Montageaufwand integrierbar ist. Erfindungsgemäß wird das Filterelement durch Tiefziehen in die Form einer Filterhülse gebracht und in eine innere Längsöffnung der rohrförmigen Ventilnadel eingehängt. Die Montage der Filterhülse in der Ventilnadel erfolgt ohne nennenswerten Kraftaufwand. Der Befestigungsprozess ist sehr gut automatisierbar und verursacht keine negativen Abschabungen.
- Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
- Besonders vorteilhaft ist es, die als Filter wirkenden Durchströmöffnungen in der tiefgezogenen Filterhülse in einer großen Anzahl mittels Laserbohren einzubringen.
- Die Filterhülse besitzt in vorteilhafter Weise an ihrem stromaufwärtigen Ende einen Ringkragen, der radial über den hülsenförmigen Grundkörper der Filterhülse übersteht. Der Ringkragen der Filterhülse stützt sich an einer oberen Stirnseite der Ventilnadel ab. Die Fixierung der Filterhülse erfolgt sehr einfach durch die auf die Ventilnadel wirkende Rückstellfeder, die am Ringkragen der Filterhülse aufliegt und den Ringkragen gegen die Stirnseite der Ventilnadel drückt.
- Zeichnung
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
1 ein Brennstoffeinspritzventil in einer Gesamtansicht,2 eine erfindungsgemäß ausgestaltete Ventilnadel mit einer Filterhülse,3 eine Schnittdarstellung durch eine alternative Filterhülse im Bereich der Linie III-III in2 und4 eine weitere alternative Ausführung einer Filterhülse. - Beschreibung des Ausführungsbeispiels
- Das in der
1 dargestellte Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen hat einen von einer Magnetspule1 umgebenen, als Brennstoffeinlassstutzen dienenden Kern2 , der beispielsweise hier rohrförmig ausgebildet ist und über seine gesamte Länge einen konstanten Außendurchmesser aufweist. Ein in radialer Richtung gestufter Spulenkörper3 nimmt eine Bewicklung der Magnetspule1 auf und ermöglicht in Verbindung mit dem Kern2 einen besonders kompakten Aufbau des Einspritzventils im Bereich der Magnetspule1 . - Mit einem unteren Kernende
9 des Kerns2 ist konzentrisch zu einer Ventillängsachse10 dicht ein rohrförmiges metallenes Zwischenteil12 beispielsweise durch Schweißen verbunden und umgibt dabei das Kernende9 teilweise axial. Der gestufte Spulenkörper3 übergreift teilweise den Kern2 und mit einer Stufe15 größeren Durchmessers das Zwischenteil12 zumindest teilweise axial. Stromabwärts des Spulenkörpers3 und des Zwischenteils12 erstreckt sich ein rohrförmiger Ventilsitzträger16 , der beispielsweise fest mit dem Zwischenteil12 verbunden ist. In dem Ventilsitzträger16 verläuft eine Längsbohrung17 , die konzentrisch zu der Ventillängsachse10 ausgebildet ist. In der Längsbohrung17 ist eine zum Beispiel rohrförmige Ventilnadel19 angeordnet, die an ihrem stromabwärtigen Ende20 mit einem kugelförmigen Ventilschließkörper21 , an dessen Umfang beispielsweise fünf Abflachungen22 zum Vorbeiströmen des Brennstoffs vorgesehen sind, beispielsweise durch Schweißen verbunden ist. - Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise elektromagnetisch. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel
19 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer Rückstellfeder25 bzw. Schließen des Einspritzventils dient der elektromagnetische Kreis mit der Magnetspule1 , dem Kern2 und einem erfindungsgemäß ausgebildeten Anker27 . Der Anker27 ist mit dem dem Ventilschließkörper21 abgewandten Ende der Ventilnadel19 durch eine erste Schweißnaht28 verbunden und auf den Kern2 ausgerichtet. In das stromabwärts liegende, dem Kern2 abgewandte Ende des Ventilsitzträgers16 ist in der Längsbohrung17 ein zylinderförmiger Ventilsitzkörper29 , der einen festen Ventilsitz aufweist, durch Schweißen dicht montiert. - Zur Führung des Ventilschließkörpers
21 während der Axialbewegung der Ventilnadel19 mit dem Anker27 entlang der Ventillängsachse10 dient eine Führungsöffnung32 des Ventilsitzkörpers29 . Der kugelförmige Ventilschließkörper21 wirkt mit dem sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verjüngenden Ventilsitz des Ventilsitzkörpers29 zusammen. An seiner dem Ventilschließkörper21 abgewandten Stirnseite ist der Ventilsitzkörper29 mit einer beispielsweise topfförmig ausgebildeten Spritzlochscheibe34 konzentrisch und fest verbunden. Im Bodenteil der Spritzlochscheibe34 verläuft wenigstens eine, beispielsweise verlaufen vier durch Erodieren oder Stanzen ausgeformte Abspritzöffnungen39 . - Die Einschubtiefe des Ventilsitzkörpers
29 mit der topfförmigen Spritzlochscheibe34 bestimmt die Voreinstellung des Hubs der Ventilnadel19 . Dabei ist die eine Endstellung der Ventilnadel19 bei nicht erregter Magnetspule1 durch die Anlage des Ventilschließkörpers21 am Ventilsitz des Ventilsitzkörpers29 festgelegt, während sich die andere Endstellung der Ventilnadel19 bei erregter Magnetspule1 durch die Anlage des Ankers27 am Kernende9 ergibt. - Eine in eine konzentrisch zur Ventillängsachse
10 verlaufende Strömungsbohrung46 des Kerns2 eingeschobene Einstellhülse48 , die beispielsweise aus gerolltem Federstahlblech ausgeformt ist, dient zur Einstellung der Federvorspannung der an der Einstellhülse48 anliegenden Rückstellfeder25 , die sich wiederum mit ihrer gegenüberliegenden Seite an der Ventilnadel19 abstützt. Das Einspritzventil ist weitgehend mit einer Kunststoffumspritzung50 umschlossen. Zu dieser Kunststoffumspritzung50 gehört beispielsweise ein mitangespritzter elektrischer Anschlussstecker52 . Ein Brennstofffilter61 ragt in die Strömungsbohrung46 des Kerns2 an dessen zulaufseitigem Ende55 hinein und sorgt für die Herausfiltrierung solcher Brennstoffbestandteile, die aufgrund ihrer Größe im Einspritzventil Verstopfungen oder Beschädigungen verursachen könnten. - In der
2 ist die erfindungsgemäße Ventilnadel19 in einer vergrößerten Darstellung gezeigt. Zusätzlich zu dem Brennstofffilter61 in der Strömungsbohrung46 des Kerns2 ist erfindungsgemäß in der Ventilnadel19 ein weiteres Filterelement, ein so genannter „Secondary Filter" integriert, wobei das Filterelement als tiefgezogene Filterhülse75 ausgebildet ist, die in eine innere Längsöffnung76 der rohrförmigen Ventilnadel19 eingehängt ist. Um zu verhindern, dass sich trotz intensivem Waschen der Einzelteile des Brennstoffeinspritzventils noch lösende Späne und andere Kleinstteile die Dichtfunktion des Brennstoffeinspritzventils beeinträchtigen, wird im Hauptströmungspfad des Einspritzventils dieses zusätzliche Filterelement angeordnet. Die mittels Tiefziehen ausgeformte Filterhülse75 besitzt eine Vielzahl von Durchströmöffnungen77 zur Filterung des das Brennstoffeinspritzventil durchströmenden Brennstoffs, die in2 nur schematisch in einem kleinen Bereich dargestellt sind. Die Durchströmöffnungen77 sind aber beispielsweise über die gesamte axiale Länge der Filterhülse75 verteilt ausgebildet. - Die Filterhülse
75 besitzt nach dem Tiefziehen z.B. eine Wandstärke von 0,1 mm bis 0,2 mm. Die Durchströmöffnungen77 sind vorzugsweise mittels Laserbohren in der Filterhülse75 eingebracht, und die Durchmesser der Durchströmöffnungen77 betragen ca. 0,04 mm bis 0,08 mm. - Die Filterhülse
75 besitzt an ihrem stromaufwärtigen Ende einen Ringkragen78 , der radial über den hülsenförmigen Grundkörper der Filterhülse75 übersteht. Der Ringkragen78 der Filterhülse75 stützt sich z.B. an einer oberen Stirnseite79 der Ventilnadel19 ab. Da die Ventilnadel19 selbst hülsenförmig ausgebildet ist und z.B. einen Längsschlitz aufweist, muss die Abdichtung und Abdeckung dieses Längsschlitzes durch den Ringkragen78 erfolgen, der dafür einen exakt gestanzten Kragendurchmesser besitzen muss. Auf diese Weise wird verhindert, dass ein ungefilterter Bypass für den Brennstoff entsteht. Die Fixierung der Filterhülse75 kann z.B. durch die auf die Ventilnadel19 wirkende Rückstellfeder25 erfolgen, die am Ringkragen78 der Filterhülse75 aufliegt und den Ringkragen78 gegen die Stirnseite79 der Ventilnadel19 drückt. - Die Filterhülse
75 verläuft ausgehend von dem Ringkragen78 über ihre axiale Länge weitgehend mit konstantem Durchmesser. Der Durchmesser der in die Längsöffnung76 der Ventilnadel19 hineinragenden Filterhülse75 muss so klein bemessen sein, dass ein zwischen der Filterhülse75 und der inneren Wandung der Ventilnadel19 gebildeter Ringspalt80 keine Durchflussdrosselung im Bereich von in der Ventilnadel19 vorgesehenen Querbohrungen81 , durch die der Brennstoff das Innere der Ventilnadel19 verlässt, darstellt. Die Filterhülse75 kann auch über ihre axiale Länge kegelstumpfförmig verlaufen. - Die Filterhülse
75 weist einen kreisförmigen (2 ), elliptischen oder mehreckigen Querschnitt auf.3 ist eine Schnittdarstellung durch eine alternative Filterhülse75 im Bereich der Linie III-III in2 , deren Querschnitt dreieckförmig ausgeführt ist. - In der
4 ist eine weitere alternative Ausführung einer Filterhülse75 dargestellt, wobei die Filterhülse75 über ihre axiale Länge gestuft verläuft. Unmittelbar stromabwärts des Ringkragens78 ist an der Filterhülse75 ein Zentrierbund82 vorgesehen, der exakt in die Längsöffnung76 der Ventilnadel19 eingepasst wird. Vom Zentrierbund82 ausgehend verläuft die Filterhülse75 mit einem kleineren Außendurchmesser. - Eine Vergrößerung der Filterfläche kann dadurch erzielt werden, dass die Länge der Filterhülse
75 bis unmittelbar zum Ventilschließkörper21 vergrößert wird.
Claims (13)
- Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einer Ventillängsachse (
10 ), mit einem erregbaren Aktuator (1 ,2 ,27 ) zur Betätigung einer Ventilnadel (19 ) entlang der Ventillängsachse (10 ), wobei die Ventilnadel (19 ) einen Ventilschließkörper (21 ) umfasst, der mit einem festen Ventilsitz an einem Ventilsitzkörper (29 ) zusammenwirkt, und mit einem in der Ventilnadel (19 ) integrierten Filterelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement als tiefgezogene Filterhülse (75 ) ausgebildet ist, die in eine innere Längsöffnung (76 ) der rohrförmigen Ventilnadel (19 ) eingehängt ist. - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Filterhülse (
75 ) eine Vielzahl von Durchströmöffnungen (77 ) zur Filterung des das Brennstoffeinspritzventil durchströmenden Brennstoffs vorgesehen sind. - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchströmöffnungen (
77 ) über die gesamte axiale Länge der Filterhülse (75 ) verteilt ausgebildet sind. - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchströmöffnungen (
77 ) mittels Laserbohren in der Filterhülse (75 ) eingebracht sind. - Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser der Durchströmöffnungen (
77 ) 0,04 mm bis 0,08 mm betragen. - Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterhülse (
75 ) an ihrem stromaufwärtigen Ende einen Ringkragen (78 ) besitzt, der sich an einer oberen Stirnseite (79 ) der Ventilnadel (19 ) abstützt. - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf die Ventilnadel (
19 ) wirkende Rückstellfeder (25 ) am Ringkragen (78 ) der Filterhülse (75 ) aufliegt. - Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterhülse (
75 ) eine Wandstärke von 0,1 mm bis 0,2 mm hat. - Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterhülse (
75 ) im Querschnitt kreisförmig, elliptisch oder mehreckig ist. - Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterhülse (
75 ) über ihre axiale Länge weitgehend mit konstantem Durchmesser verläuft. - Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterhülse (
75 ) über ihre axiale Länge kegelstumpfförmig verläuft. - Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterhülse (
75 ) über ihre axiale Länge gestuft verläuft. - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an der Filterhülse (
75 ) ein Zentrierbund (82 ) vorgesehen ist.
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- 2005-08-09 DE DE102005037552.9A patent/DE102005037552B4/de active Active
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