DE102009027103A1 - Ventilmodul mit fest eingestelltem Ankerhub - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Kraftstoffinjektor (110) zur Injektion eines Kraftstoffs in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, insbesondere aus einem Hochdruckspeicher. Der Kraftstoffinjektor (110) umfasst eine vormontierbare Ventilgruppe (156). Die Ventilgruppe (156) umfasst ein Ventilmodulgehäuse (166) sowie mindestens ein in dem Ventilmodulgehäuse (166) axial beweglich gelagertes Ankermodul (164). Das Ankermodul (164) umfasst mindestens einen Anker (170) und mindestens ein mit dem Anker (170) verbundenes Stellelement (172). Das Ventilmodulgehäuse (166) liegt auf einer Auflagefläche (128) eines Ventilstücks des Kraftstoffinjektors (110) auf. Ein Hub des Stellelements (172) ist in einer Richtung durch die Auflagefläche (128) und in einer anderen Richtung durch einen Anschlag (192) in dem Ventilmodulgehäuse (166) vorgegeben.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von bekannten Kraftstoffinjektoren zur Injektion von Kraftstoffen in den Brennraum einer Brennkraftmaschine. Insbesondere wird die Erfindung beschrieben unter Bezugnahme auf Kraftstoffinjektoren zum Einspritzen von Kraftstoff aus einem gemeinsamen Hochdruckspeicher (Common Rail), über welchen an mehrere Kraftstoffinjektoren Kraftstoff unter hohem Druck bereitgestellt wird, also so genannte Common-Rail-Injektoren. Insbesondere betrifft die Erfindung Kraftstoffinjektoren mit mindestens einem Magnetaktor, bei welchem mittels eines magnetisch betätigten Ventils eine Bewegung eines Einspritzventilglieds, welches eine oder mehrere Einspritzöffnungen freigibt oder verschließt, über einen oder mehrere hydraulische Steuerräume gesteuert wird.
  • Bei heutigen, in Serie befindlichen Common-Rail-Injektoren, bei denen ein Magnetventil am oberen Ende des Injektors angeordnet ist, beispielsweise koaxial, wird das Magnetventil bei der Montage in der Regel aus mehreren Komponenten im Kraftstoffinjektor montiert. Dabei werden in der Regel mit Hilfe von Auswahlscheiben funktionsrelevante Maße wie z. B. Ventilhub und Restluftspalt des Magnetaktors, eingestellt. Dadurch müssen Einzelbauteile in der Regel nicht so genau gefertigt werden. Ein Nachteil der bekannten Herstellungsverfahren und Kraftstoffinjektoren liegt jedoch darin, dass die Fertigung vergleichsweise aufwendig ist, da die Kraftstoffinjektoren aus einer Vielzahl von Einzelbauteilen zusammengesetzt werden müssen und in einem aufwendigen Montageprozess mittels der genannten Einzelbauteile eingestellt werden müssen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es werden daher ein Kraftstoffinjektor sowie eine Ventilgruppe zur Verwendung in dem Kraftstoffinjektor vorgeschlagen, welche die Nachteile der bekannten Kraftstoffinjektoren zumindest teilweise vermeiden und welche eine einfachere und zuverlässigere Montage ermöglichen. Der Kraftstoffinjektor dient zur Injektion von Kraftstoffen in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere, wie oben dargestellt, aus einem Hochdruckspeicher. Der Kraftstoffinjektor umfasst eine vormontierbare Ventilgruppe. Unter einer vormontierbaren Gruppe ist dabei allgemein eine Baugruppe zu verstehen, welche in einem separaten Schritt und als separat handhabbares Bauteil fertigbar ist. Die Ventilgruppe umfasst ein Ventilmodulgehäuse sowie mindestens ein in dem Ventilmodulgehäuse axial beweglich gelagertes Ankermodul. Insbesondere kann das Ankermodul koaxial gelagert sein. Das Ankermodul umfasst mindestens einen Anker, welcher mit einer Magnetspule und/oder einem Magnetkern eines Magnetaktors zusammenwirken kann, und mindestens ein mit dem Anker verbundenes Stellelement. Das Stellelement kann insbesondere ganz oder teilweise zylinderförmig ausgestaltet sein und dient zum Verschließen oder Freigeben einer Öffnung in einem Ventilstück des Kraftstoffinjektors, beispielsweise einer Öffnung in mindestens einer Bohrung in dem Ventilstück des Kraftstoffinjektors. Beispielsweise kann diese Bohrung direkt oder indirekt mit einem Steuerraum des Kraftstoffinjektors verbunden sein, um direkt oder indirekt hydraulisch einen Hub eines Einspritzventilgliedes zu steuern.
  • Das Ventilmodulgehäuse, welches beispielsweise im wesentlichen zylindersymmetrisch ausgestaltet sein kann, liegt auf einer Auflagefläche eines Ventilstücks des Kraftstoffinjektors. Beispielsweise kann dieses Ventilstück in einem Gehäuse des Kraftstoffinjektors ausgebildet sein und somit fester Bestandteil des Gehäuses oder, alternativ, als separates Bauteil des Kraftstoffinjektors ausgebildet sein. Das Ventilstück kann beispielsweise, wie oben genannt, mindestens eine Bohrung aufweisen, welche beispielsweise mit einem Steuerraum des Kraftstoffinjektors verbunden ist.
  • Die Ventilgruppe ist derart ausgestaltet, dass ein Hub des Stellelements in einer ersten Richtung (Schließrichtung) durch die Auflagefläche des Ventilstücks und in einer anderen Richtung (Öffnungsrichtung) durch einen Anschlag in dem Ventilmodulgehäuse vorgegeben ist. Das Stellelement kann insbesondere mindestens einen Vorsprung und/oder mindestens eine Schulter umfassen. Beispielsweise kann es sich dabei um eine ringförmige Aufweitung des Stellelements, beispielsweise an seinem der Auflagefläche zuweisendem Ende, handeln. Der Vorsprung und/oder die Schulter wirken mit dem Anschlag des Ventilgehäuses zusammen, so dass der Hub des Stellelements in der Öffnungsrichtung begrenzt wird. Das Stellelement kann insbesondere zumindest teilweise als Hülse, beispielsweise als Ankerhülse, ausgestaltet sein. Das Stellelement kann dementsprechend beispielsweise ringförmig auf der Auflagefläche aufliegen und beispielsweise eine Öffnung in der Auflagefläche ringförmig umschließen. Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch grundsätzlich möglich.
  • Das Ventilmodulgehäuse kann mindestens eine radiale Bohrung umfassen, durch welche Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Kraftstoff, von mindestens einer in der Auflagefläche aufgenommenen Bohrung bei von der Auflagefläche abgehobenen Stellelement strömen kann. Beispielsweise kann das Ventilmodulgehäuse einen, beispielsweise zylinderförmigen, Raum umfassen, in welchem sich das Stellelement, insbesondere der mindestens eine Vorsprung und/oder die mindestens eine Schulter des Stellelements, zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung bewegen kann. Die mindestens eine radiale Bohrung kann insbesondere im Bereich dieses Raums aufgenommen sein.
  • Der Anker kann beispielsweise einen Ankerteller umfassen, welcher beispielsweise plattenförmig und beispielsweise rotationssymmetrisch ausgestaltet sein kann. Der Anker kann insbesondere mit dem Stellelement stoffschlüssig verbunden sein, beispielsweise durch eine Schweißverbindung. Zwischen dem Anker und dem Stellelement kann mindestens eine Einstellscheibe für einen Restluftspalt vorgesehen sein.
  • Die Ventilgruppe kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass das Stellelement in einer geöffneten Anschlagstellung direkt auf dem Anschlag in dem Ventilmodulgehäuse aufliegt, das heißt ohne Zwischenschaltung eines oder mehrerer Einstellelemente. Weiterhin kann die Ventilgruppe derart ausgestaltet sein, dass das Stellelement in einer geschlossen Anschlagstellung direkt auf der Auflagefläche aufliegt, das heißt wiederum ohne Verwendung von zusätzlichen Einstellelementen. Das Stellelement kann beispielsweise einstückig ausgestaltet sein, insbesondere im Bereich des Anschlags und im Bereich der Auflagefläche.
  • Die Ventilgruppe kann mit einem Gehäuse des Kraftstoffinjektors insbesondere durch eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung verbunden sein.
  • Beispielsweise kann es sich dabei um eine Schraubverbindung handeln. Insbesondere kann diese Schraubverbindung zwischen dem Ventilmodulgehäuse und einer Ventilspannschraube des Kraftstoffinjektors bestehen.
  • Der Kraftstoffinjektor kann mindestens eine Magnetspule umfassen, welche beispielsweise auch einen Magnetkern umfassen kann. Die Magnetspule ist eingerichtet, um auf den Anker einzuwirken und dadurch einen Hub des Stellelements zu bewirken. Weiterhin kann mindestens ein Federelement auf den Anker und/oder das Stellelement einwirken, beispielsweise in einer der Magnetkraft entgegengesetzten Richtung. Der Kraftstoffinjektor kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass ein Restluftspalt, also ein bei maximalem Hub verbleibender Spalt zwischen dem Anker und einem Magnetkern der Magnetspule, fest durch das Ankermodul vorgegeben ist, ohne dass zusätzliche Restluftspaltscheiben oder ähnliche Einstellelemente vorgesehen sind.
  • Neben dem Kraftstoffinjektor in einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausgestaltungen wird weiterhin eine Ventilgruppe zur Verwendung in einem Kraftstoffinjektor gemäß der obigen Beschreibung vorgeschlagen. Die Ventilgruppe ist als vormontierbare Ventilgruppe ausgestaltet und weist ein Ventilmodulgehäuse sowie mindestens eine in dem Ventilmodulgehäuse axial beweglich gelagertes Ankermodul auf. Das Ankermodul umfasst mindestens einen Anker und mindestens ein mit dem Anker verbundenes Stellelement. Das Ventilmodulgehäuse ist eingerichtet, um auf einer Auflagefläche eines Ventilstücks des Kraftstoffinjektors aufzuliegen. Ein Hub des Stellelements ist dabei in einer Richtung durch die Auflagefläche und in einer anderen Richtung durch einen Anschlag in dem Ventilmodulgehäuse vorgegeben. Für weitere mögliche Ausgestaltungen der Ventilgruppe kann auf die obige Beschreibung des Kraftstoffinjektors verwiesen werden.
  • Der vorgeschlagene Kraftstoffinjektor und die vorgeschlagene Ventilgruppe weisen gegenüber bekannten Vorrichtungen dieser Art zahlreiche Vorteile auf. Die Erfindung beruht unter anderem auf der Erkenntnis, dass es bei Kraftstoffinjektoren gemäß dem Stand der Technik zunächst von Vorteil sein mag, dass der Ventilhub eingestellt werden kann und damit die Einzelbauteile nicht mit höchster Präzision gefertigt werden müssen. Allerdings gilt dies in der Regel nur, wenn die Bauteile in ihrer Gesamtheit keine hohe Genauigkeit fordern. Besitzen die einzelnen Bauteile des Kraftstoffinjektors bereits auf Grund steigender Anforderungen generell eine höhere Qualität, so ist es von Vorteil, die für den Ventilhub relevanten Maße direkt in die Bauteile einzubringen, beispielsweise einzuschleifen. Damit kann während der Montage der Einmessprozess entfallen, und es kann auf zusätzliche Einstellelemente verzichtet werden.
  • Das eigentliche Ventil kann dann in Form der Ventilgruppe als fertig vormontiertes und eingestelltes Modul einer Montagelinie des Kraftstoffinjektors zugeführt werden. Dort kann dieses dann direkt montiert werden, ohne dass noch einmal eine Einmessung er forderlich ist. Ein weiterer Vorteil des Kraftstoffinjektors und der Ventilgruppe besteht darin, dass eine kleinere Anzahl an Bauelementen am Ventilhub beteiligt ist. Dadurch wird die Toleranzkette allgemein verringert, und die Anzahl der Schnittstellen, die auf Grund von Setzverhalten über die Lebensdauer den Ventilhub verändern können, wird verringert.
  • Zusätzlich zu dem oben beschriebenen Vorteil, dass während der Montage des Kraftstoffinjektors ein Einmessen des Ventilhubs entfallen kann, besteht ein Vorteil der Erfindung weiterhin darin, dass die am Ventilhub beteiligten Dimensionen räumlich gesehen sehr eng beieinander ausgestaltet werden können. Dadurch kann ein kleiner Temperatureinfluss am Gesamthub realisiert werden. Wird die Ventilgruppe, welche im folgendem auch als Ventilmodul bezeichnet wird (beide Begriffe können synonym verwendet werden), direkt auf die Auflagefläche aufgesetzt, so ergibt sich außerdem eine geringere Veränderung des Ventilhubs im Betrieb. Die Auflagefläche kann, muss jedoch nicht notwendigerweise in einer Ebene mit einem Ventilsitz der Ventilgruppe liegen.
  • In den Serienvarianten bekannter Kraftstoffinjektoren kann es unter Systemdruck zu einer elastischen Verbiegung des Ventilstücks kommen. Diese führt bei hohen Rail-Drücken zu einer Ventilhubreduzierung. Diese kann bei Systemdrücken von ca. 2000 bar bei Gesamthüben von 25 μm bis zu 5 μm betragen. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird der Ventilhub hingegen durch einen Abstand zwischen der Auflagefläche und dem Anschlag bestimmt. Da auch das Ventilmodulgehäuse auf der Auflagefläche aufliegt, bleibt dieser Abstand auch bei einer elastischen Verschiebung des Ventilstücks und/oder einer Durchbiegung im wesentlichen konstant, so dass keine Veränderung des Ventilhubs auftritt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 und 2 Ausführungsbeispiele bekannter Kraftstoffinjektoren;
  • 3A bis 3C die verschiedenen Darstellungen eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors; und
  • 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors.
  • Ausführungsbeispiele
  • In den 1 und 2 sind aus dem Stand der Technik bekannte und teilweise in Serie verfügbare Kraftstoffinjektoren 110 dargestellt. Die Kraftstoffinjektoren 110 umfassen ein Gehäuse 112 mit einem Hochdruckbereich 114 und einem Niederdruckbereich 116 (hier z. B. 2). In dem Gehäuse 112 ist ein Ventilstück 118 aufgenommen, welches eine Bohrung 120 umfasst, die, wie beispielsweise aus 2 hervorgeht, mit einem Steuerraum 122 verbunden ist. Über den Steuerraum 122 ist beispielsweise, wie in 2 erkennbar, die Bewegung eines Einspritzventilglieds 124 in dem Gehäuse 112 steuerbar. Die Bohrung 120 weist an ihrem oberen Ende eine Öffnung 126 in einer Auflagefläche 128 des Ventilstücks 118 auf.
  • Weiterhin umfassen die Kraftstoffinjektoren 110 in den bekannten Ausführungsbeispielen gemäß den 1 und 2 Ventilmodule 130 und Magnetmodule 132. Mittels der Ventilmodule 130 wird die Öffnung 126 freigegeben oder verschlossen. Dabei wirkt eine Ventilfeder 134 auf ein Stellelement 136 ein, so dass dieses gegen die Auflagefläche 128 gepresst wird. Das Stellelement 136 ist mit einem Anker 138 verbunden, auf welchen ein Magnetaktor 140 mit einer Magnetspule 142 und einem Magnetkern 144 einwirkt.
  • In den 1 und 2, die die Konstruktionen gemäß dem heutigen Stand der Technik wiedergeben, sind in beiden Beispielen die Bauteile und die Dimensionen, die einen Beitrag zum Ventilhub leisten, mit Maßpfeilen und Buchstaben versehen. In beiden Beispielen ist erkennbar, dass die Anzahl der Bauteile mit den jeweiligen Schnittstellen zu weiteren Bauteilen sehr groß ist. Jede Schnittstelle beinhaltet das Risiko, dass sich diese über die Lebensdauer verändern kann, beispielsweise setzen kann. Dies tritt vor allem an Schnittstellen auf, die nicht fest geschraubt sind, sondern an denen Bauteile aufeinander reiben können. Ein weiteres Problem besteht darin, dass bei dieser Anordnung Temperaturunterschiede an den jeweiligen Bauteilen auftreten können. Diese wirken über die relativ großen Abmessungen der Bauteile und die jeweiligen Temperaturausdehnungskoeffizienten und verändern den Hub über die jeweilige Temperatur.
  • Zur Einstellung der gewünschten Dimensionen, beispielsweise zum Ausgleich fertigungsbedingter Toleranzen, sind in den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 und 2 eine Mehrzahl von Einstellelementen 146 vorgesehen. Diese können beispielsweise bei der Montage des Kraftstoffinjektors 110, wie oben beschrieben, eingebracht werden. Diese Einstellelemente können beispielsweise, wie in 1 dargestellt, eine Restluftspaltscheibe 148 am Magnetkern 144 umfassen, über welche ein Hubanschlag einstellbar ist. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 hingegen erfolgt ein Hubanschlag an einer die Ventilfeder 134 umgebenden Hülse 150, welche an ihrem oberen Ende auf einer Einstellscheibe 152 aufsitzt. Weiterhin weist der Kraftstoffinjektor 110 gemäß dem in 1 dargestellten Beispiel als Einstellelement 146 eine Einstellscheibe 154 zur Einstellung des Ventilhubs auf. Diese bestimmt die Lage des Magnetkerns 144 relativ zum Gehäuse 112 und damit den Ventilhub. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist ebenfalls eine derartige Einstellscheibe 154 vorgesehen, welche eine ähnliche Funktion erfüllt.
  • In den 3A und 3B ist hingegen ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors 110 mit einer vormontierbaren Ventilgruppe 156 dargestellt, welche als Ventilmodul 130 oder in einem Ventilmodul 130 eingesetzt wird. Die Ventilgruppe 156 ist in 3C in perspektivischer Schnittdarstellung im Detail dargestellt. Die 3A und 3B, welche im wesentlichen einen identischen Ausschnitt des Kraftstoffinjektors 110 zeigen, dienen dabei der Veranschaulichung unterschiedlicher Details der Erfindung. So zeigt 3A relevante Dimensionen des Kraftstoffinjektors, wohingegen in 3B ein (dort mit der Bezugsziffer 158 bezeichneter) Rücklaufpfad dargestellt ist. Die 3A bis 3C werden im Folgenden gemeinsam beschrieben.
  • Wiederum umfasst der Kraftstoffinjektor 110 ein Gehäuse 112. In diesem Gehäuse 112 ist das Ventilmodul 130 aufgenommen, auf welchem wiederum ein Magnetmodul 132 mit einem Magnetaktor 140 aufsitzt. Das Magnetmodul 132 umfasst ein Magnetmodulgehäuse 160, welches beispielsweise über eine Überwurfmutter 162 mit dem restlichen Gehäuse 112 verbunden ist und damit einen Teil dieses Gehäuses 112 bildet. Das Magnetmodul 132 umfasst weiterhin wiederum eine Magnetspule 142 sowie einen Magnetkern 144.
  • Unmittelbar unterhalb des Magnetaktors 140, welcher koaxial im Gehäuse 112 aufgenommen ist, ist das Ventilmodul 130 mit der vormontierbaren Ventilgruppe 156 angeordnet. Die Ventilgruppe 156 umfasst ein Ankermodul 164, welches koaxial und gleitend gelagert in einem Ventilmodulgehäuse 166 aufgenommen ist. Das Ventilmodulgehäuse 166 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel 3 Abschnitte auf. In einem oberen Ankerabschnitt 168, welcher konisch aufgeweitet ist gegenüber den übrigen Abschnitten, ist ein tellerförmiger Anker 170 aufgenommen, welcher Teil des Ankermoduls 164 ist und auf welchen der Magnetaktor 140 mit seiner Magnetspule 142 und dem Magnetkern 144 einwirkt. Der Anker 170 ist, vorzugsweise durch eine Schweißverbindung, mit einem Stellelement 172 in Form einer Ankerhülse 174 verbunden. Diese Ankerhülse 174 ist in einem Führungsbereich 176 in einem Stellelementabstand 178, welcher sich als Teil der zentralen Bohrung des Ventilmodulgehäuses 166 unterhalb des Ankerabschnitts 168 anschließt, geführt. Die Ankerhülse 174 umschließt ihrerseits einen Ventilbolzen 180, welcher an seinem oberen Ende aus der Ankerhülse 174 herausragt, durch den Magnetkern 144 hindurch verläuft und auf dem Magnetmodulgehäuse 160 abgestützt ist. Über eine Ventilfeder 134 wird die Ankerhülse 174 mit einer Kraft in Schließrichtung beaufschlagt.
  • In einem dritten, sich nach unten an den Stellelementabschnitt 178 anschließenden Anschlagsabschnitt 182 ist die zentrale Bohrung in dem Ventilmodulgehäuse 166 wieder aufgeweitet im Vergleich zu dem Stellelementabschnitt 178. Auch das Stellelement 172 weist in diesem Bereich eine zylindrische Aufweitung 184 auf, mit einer Schulter 186. In dem Anschlagsabschnitt 182 sind radiale Bohrungen 188 in dem Ventilmodulgehäuse 166 vorgesehen.
  • Das Ventilmodulgehäuse 166 liegt an seinem unteren Ende auf einer Auflagefläche 128 eines Ventilstücks 118 auf. An seinem oberen Ende kann das Ventilmodulgehäuse 166 gegen das Magnetmodul 132 abgestützt sein, beispielsweise gegen den Magnetkern 144, so dass beispielsweise durch das Spannen der Überwurfmutter 162 das untere Ende des Ventilmodulgehäuses 166 gegen die Auflagefläche 128 gepresst wird. In dem Ventilstück 118 ist, analog beispielsweise zum Ausführungsbeispiel in den 1 und 2, eine Bohrung 120 vorgesehen, die in einer Öffnung 126 in der Auflagefläche 128 mündet. Die Bohrung 120 mündet beispielsweise, analog zum Ausführungsbeispiel in 2 in einem Steuerraum 122. Das Ventilstück 118 ist beispielsweise mit einem hoch gezogenen Rand 190 versehen, welcher das Ventilmodulgehäuse 166 an seinem unteren Ende ringförmig umschließt.
  • In einem geschlossenen Zustand wird das Stellelement 172 durch die Ventilfeder 134 auf die Auflagefläche 128 gepresst. Dabei umgibt das hülsenförmige Stellelement 172 die Öffnung 126 ringförmig in einem ringförmigen Dichtsitz. Die Öffnung 126 wird dadurch in dieser geschlossenen Stellung verschlossen. Dabei ist der Magnetaktor 144 beispielsweise unbestromt. In einer geöffneten Stellung hingegen wird der Anker 170 durch den Magnetaktor 140 nach oben gezogen, und mit diesem das Stellelement 172. Das Stellelement 172 wird dadurch aus seinem Dichtsitz gehoben, solange bis dieses mit seiner Schulter 186 an einen Anschlag 192 stößt, welcher als Hubanschlag wirkt und eine obere Position des Stellelements 172 definiert. Wie aus der Darstellung gemäß 3 hervorgeht, welche den Rücklaufpfand 182 zeigt, kann in dieser geöffneten Stellung Hydraulikfluid durch die radialen Bohrungen 188 aus der Öffnung 126 entweichen und einem Niederdruckablauf zugeführt werden.
  • Der Anker 172 ist dabei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel fest mit dem Stellelement 172 verbunden, beispielsweise indem dieser Anker, der beispielsweise eine Eisen-Kobalt-Legierung aufweisen kann, mit der Ankerhülse 174, die beispielsweise aus 100Cr6 hergestellt sein kann, verschweißt wird, insbesondere durch Laserschweißen. Eine Schweißnaht ist in den 3A und 3B mit der Bezugsziffer 193 bezeichnet. Unterhalb des Ankers 170 ist, zwischen dem Anker 170 und einer Ankerschulter 194 an der Ankerhülse 174, eine Einstellscheibe 196 als Einstellelement 146 vorgesehen. Mittels dieser Einstellscheibe 196 kann ein Restluftspalt eingestellt werden.
  • Wie aus den 3A3C weiterhin hervorgeht, sind vorzugsweise lediglich zwei Bauteile am Ventilhub beteiligt beziehungsweise begrenzen den Ventilhub, nämlich das Ventilmodulgehäuse 166 mit dem Anschlag 192, und das Ventilstück 118 mit der Auflagefläche 128. Diese Bauteile sind auch von ihrer Dimension her relativ nah beieinander angeordnet. Ein Vorteil besteht also darin, dass bezüglich der Temperaturen davon auszugehen ist, dass diese Bauteile stets annähernd die gleiche Temperatur annehmen werden. Selbst wenn es zu kleinen Unterschieden kommt, wird sich da durch nur wenig am Hub des Stellelements 172 ändern, da die Dimensionen insgesamt sehr klein sind. Die Dimensionen sind in 3A dargestellt. Dabei bezeichnet der Buchstabe a den Abstand zwischen der Auflagefläche 128 und dem Anschlag 192 und damit den maximal möglichen Ventilhub. Die Dimension b hingegen bezeichnet die axiale Erstreckung der Aufweitung 184, wobei sich aus der Differenz der Dimensionen mit a und b der maximale Hub des Stellelements 172 berechnet.
  • Bei der Montage des Kraftstoffinjektors 110 wird die Ventilgruppe 156 des Ventilmoduls 130 entweder über das Magnetmodul 132 auf das Ventilstück 118 gespannt, beispielsweise über die Überwurfmutter 162. Alternativ kommen auch andere Spannmethoden in Frage, beispielsweise unabhängige Spannung, beispielsweise über ein Gewinde. Dies ist in einem in 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors 110 gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß den 3A3C, so dass in weiten Teilen auf die Beschreibung dieser Figuren verwiesen werden kann. Im Unterschied zu den 3A bis 3C wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 4 das Ventilmodul 130 beziehungsweise das Ventilmodulgehäuse 166 nicht über die Überwurfmutter 162 gegen die Auflagefläche 128 des Ventilstücks 118 gepresst, sondern über ein Gewinde 198, welches zwischen dem Ventilmodulgehäuse 166 und einer Ventilspannschraube 200 vorgesehen ist. Dabei sollte berücksichtig werden, dass große Vorspannkräfte den Hub bei der Montage leicht verändern können. Daher ist es in der Regel von Vorteil, wenn die Verschraubung des Ventilmoduls 130 von der hochdruckdichten Verschraubung der Ventilspannschraube 200 und dem Ventilstück 118 entkoppelt ist.
  • In beiden Ausführungsbeispielen der Erfindung wird also ein Ventilmodul 130 in Form oder umfassend eine vormontierbare Ventilgruppe 156 realisiert, bei welchem der Ankerhub fest eingestellt ist und beispielsweise durch die Dimension a vorgegeben ist. Zusätzliche Einstellelemente sind vorzugsweise nicht vorgesehen. Die Ventilgruppe 156 kann somit beispielsweise gepaart und/oder klassiert ausgestaltet sein. Unter dem Begriff „gepaart” wird eine Zuordnung von Bauteilen über eine gezielte Fertigung verstanden. So kann beispielsweise ein erstes Bauteil gefertigt werden, und ein relevantes Maß X dieses ersten Bauteils kann gemessen werden. Anschließend wird ein Maß Y eines zweiten Bauteils gezielt gefertigt. Das erste und das zweite Bauteil bilden dann ein Paar und werden vorzugsweise nicht mehr getrennt. Unter dem Begriff „klassiert” wird üblicherweise eine unabhängige Herstellung eines ersten Bauteils und eines zweiten Bauteils verstanden. Relevante Maße X und Y dieser ersten beziehungsweise zweiten Bauteile werden dann in Klassen sortiert. Bei der Montage werden jeweils Bauteile der entsprechenden Klassen verbaut. Im Ergebnis unterscheiden sich jedoch gepaarte und klassierte Bauteile in der Regel nicht.
  • Der Restluftspalt zwischen dem Anker 170 und dem Magnetaktor 140 beziehungsweise dem Magnetkern 144 ist fest durch das Ankermodul 164 vorgegeben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ventilgruppe 156 so ausgestaltet, dass der Anker 170 mit der Ankerhülse 174, welche als Ventilhülse wirkt, verschweißt und/oder auf andere Weise fest verbunden ist. Zuvor kann der Restluftspalt über die Einstellscheibe 196 eingestellt werden. Allerdings ist es auch hier denkbar, ohne Einstellscheibe 196 zu arbeiten und den Restluftspalt beispielsweise direkt einzuschleifen, beispielsweise durch eine Bearbeitung des Magnetkerns 144 und/oder des Ankers 170. Alternativ oder zusätzlich zu einem Laserschweißen bei der Verbindung zwischen dem Anker 170 und der Ankerhülse 174 sind weitere Verbindungstechniken denkbar. Nachdem der Anker 170 montiert ist, ist die Ventilgruppe 156 grundsätzlich fertig montiert und bereit für eine Montage im Kraftstoffinjektor 110. Dort müssen dann bei der Montage keine Dimension mehr gemessen und nachjustiert werden. Wird im Betrieb des Kraftstoffinjektors 110 das Ventilstück 118 nach oben gebogen oder nach oben verschoben, so wird das gesamte Ventilmodul 130 mit der Ventilgruppe 156 nach oben versetzt. Der Ventilhub ändert sich hierdurch praktisch nicht. Hubrelevante Bauteile der Ventilgruppe 156 werden lediglich gemeinsam in axialer Richtung versetzt.

Claims (12)

  1. Kraftstoffinjektor (110) zur Injektion eines Kraftstoffs in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere aus einem Hochdruckspeicher, umfassend eine vormontierbare Ventilgruppe (156), wobei die Ventilgruppe (156) ein Ventilmodulgehäuse (166) sowie mindestens ein in dem Ventilmodulgehäuse (166) axial beweglich gelagertes Ankermodul (164) umfasst, wobei das Ankermodul (164) mindestens einen Anker (170) und mindestens ein mit dem Anker (170) verbundenes Stellelement (172) umfasst, wobei das Ventilmodulgehäuse (166) auf einer Auflagefläche (128) eines Ventilstücks des Kraftstoffinjektors (110) aufliegt, wobei ein Hub des Stellelements (172) in einer Richtung durch die Auflagefläche (128) und in einer anderen Richtung durch einen Anschlag (192) in dem Ventilmodulgehäuse (166) vorgegeben ist.
  2. Kraftstoffinjektor (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Stellelement (172) mindestens einen Vorsprung und/oder mindestens eine Schulter (186) umfasst, welche mit dem Anschlag (192) in dem Ventilmodulgehäuse (166) zusammenwirkt.
  3. Kraftstoffinjektor (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Stellelement (172) zumindest teilweise als Hülse, insbesondere als Ankerhülse (174), ausgestaltet ist.
  4. Kraftstoffinjektor (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventilmodulgehäuse (166) mindestens eine radiale Bohrung (188) umfasst, durch welche Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Kraftstoff, von einer in der Auflagefläche (128) aufgenommenen Bohrung (120) bei von der Auflagefläche (128) abgehobenem Stellelement (172) strömen kann.
  5. Kraftstoffinjektor (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anker (170) mit dem Stellelement (172) stoffschlüssig verbunden ist, insbesondere durch eine Schweißverbindung.
  6. Kraftstoffinjektor (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen dem Anker (170) und dem Stellelement (172) mindestens eine Einstellscheibe (196) für einen Restluftspalt vorgesehen ist.
  7. Kraftstoffinjektor (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ventilgruppe (156) derart ausgestaltet ist, dass das Stellelement (172) in einer geöffneten Anschlagstellung direkt auf dem Anschlag (192) in dem Ventilmodulgehäuse (166) aufliegt.
  8. Kraftstoffinjektor (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ventilgruppe (156) derart ausgestaltet ist, dass das Stellelement (172) in einer geschlossenen Anschlagstellung direkt auf der Auflagefläche (128) aufliegt.
  9. Kraftstoffinjektor (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Stellelement (172) einstückig ausgebildet ist.
  10. Kraftstoffinjektor (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kraftstoffinjektor (110) weiterhin mindestens eine Magnetspule (142) umfasst, wobei die Magnetspule (142) eingerichtet ist, um auf den Anker (170) einzuwirken, wobei ein Restluftspalt fest durch das Ankermodul (164) vorgegeben ist.
  11. Kraftstoffinjektor (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ventilgruppe (156) mit einem Gehäuse (112) des Kraftstoffinjektors (110) durch eine kraftschlüssige und/oder eine formschlüssige Verbindung, insbesondere eine Schaubverbindung, verbunden ist, insbesondere durch eine Schaubverbindung zwischen dem Ventilmodulgehäuse (166) und einer Ventilspannschraube (200).
  12. Ventilgruppe (156) zur Verwendung in einem Kraftstoffinjektor (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ventilgruppe (156) als vormontierbare Ventilgruppe (156) ausgestaltet ist, wobei die Ventilgruppe (156) ein Ventilmodulgehäuse (166) sowie mindestens ein in dem Ventilmodulgehäuse (166) axial beweglich gelagertes Ankermodul (164) umfasst, wobei das Ankermodul (164) mindestens einen Anker (170) und mindestens ein mit dem Anker (170) verbundenes Stellelement (172) umfasst, wobei das Ventilmodulgehäuse (166) eingerichtet ist, um auf einer Auflagefläche (128) eines Ventilstücks des Kraftstoffinjektors (110) aufzuliegen, wobei ein Hub des Stellelements (172) in einer Richtung durch die Auflagefläche (128) und in einer anderen Richtung durch einen Anschlag (192) in dem Ventilmodulgehäuse (166) vorgegeben ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014206924A1 (de) * 2013-06-26 2014-12-31 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum herstellen von injektoren, insbesondere kraftstoffinjektoren, sowie injektor
WO2017207256A1 (de) * 2016-06-03 2017-12-07 Robert Bosch Gmbh Magnetventil und kraftstoffinjektor mit einem magnetventil
DE102018211510A1 (de) * 2018-07-11 2020-01-16 Robert Bosch Gmbh Injektor zur Einspritzung eines Fluids unter hohem Druck

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014206924A1 (de) * 2013-06-26 2014-12-31 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum herstellen von injektoren, insbesondere kraftstoffinjektoren, sowie injektor
CN105308302A (zh) * 2013-06-26 2016-02-03 大陆汽车有限公司 用于制造喷射器、特别是燃料喷射器的方法及喷射器
US10180123B2 (en) 2013-06-26 2019-01-15 Continental Automotive Gmbh Method for producing injectors, in particular fuel injectors
WO2017207256A1 (de) * 2016-06-03 2017-12-07 Robert Bosch Gmbh Magnetventil und kraftstoffinjektor mit einem magnetventil
CN109219697A (zh) * 2016-06-03 2019-01-15 罗伯特·博世有限公司 电磁阀和具有电磁阀的燃料喷射器
DE102018211510A1 (de) * 2018-07-11 2020-01-16 Robert Bosch Gmbh Injektor zur Einspritzung eines Fluids unter hohem Druck

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