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Die
Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der
Gattung des Hauptanspruchs. Aus der
US
4,946,107 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 grobe 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 A1 bekannten Hülse. Mit Hilfe der rohrförmigen Hülsen lassen
sich das Volumen und das Gewicht der Brennstoffeinspritzventile
reduzieren.
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Aus
der Schrift
DE 43 10
819 A1 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt,
das eine rohrförmige
und dünnwandige
Hülse als
Verbindungsteil aufweist. Eine Spritzlochscheibe, die am stromabwärtigen Ende
des Ventilsitzkörpers
befestigt ist, wird wiederum fest mittels einer Schweißnaht mit
der Hülse
verbunden. Die Hülse
besitzt an ihrem stromabwärtigen
Ende keinen Bodenabschnitt, der weitgehend senkrecht zu der ansonsten
axialen Erstreckung der Hülse
entlang der Ventillängsachse
verläuft.
Der Ventilsitzkörper
wird auf diese Weise nur in radialer Richtung bzw. in Umfangsrichtung
von der Hülse
umgeben. Der Ventilsitzkörper
und die Spritzlochscheibe bilden während der Montage ein Ventilsitzteil
unabhängig
von der Hülse,
wobei sie über eine
ringförmige
Schweißnaht
miteinander verbunden sind. Dieses so verbundene Ventilsitzteil
wird nachfolgend mittels einer weiteren Schweißnaht fest und dicht mit der
Hülse verbunden.
Dabei wird das Ventilsitzteil in stromaufwärtiger Richtung von unten in
die Hülse
hineingeschoben. Eine Integration der Zumessfunktion über wenigstens
eine Abspritzöffnung
unmittelbar in der Hülse
ist so jedoch nicht möglich.
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Aus
der
DE 692 01 740
T2 ist ebenfalls bereits ein Brennstoffeinspritzventil
für Brennstoffeinspritzanlagen
von Brennkraftmaschinen bekannt. Das Brennstoffeinspritzventil hat
eine Ventillängsachse
und einen Ventilschließkörper, der
Teil einer axial entlang der Ventillängsachse bewegbaren Ventilnadel
ist und der mit einem an einem Ventilsitzkörper vorgesehenen Ventilsitz
zusammenwirkt. Außerdem
besitzt das Ventil eine dünnwandige,
sich axial erstreckende Hülse,
in der sich die Ventilnadel zumindest teilweise axial bewegt, wobei
die Hülse
an ihrem stromabwärtigen
Ende einen Bodenabschnitt aufweist, der weitgehend senkrecht zu
der ansonsten axialen Erstreckung der Hülse entlang der Ventillängsachse
verläuft,
wodurch der Ventilsitzkörper
sowohl axial als auch radial von der Hülse umgeben ist. Diese Hülse ist über eine
sehr geringe Länge,
bezogen auf die axiale Gesamtlänge
des Brennstoffeinspritzventils, am Ventil angeordnet. Die bauliche Konstruktion
der Hülse
lässt sich
sehr einfach aus der Funktion der Hülse ableiten. Die Hülse dient
ausschließlich
der sicheren Befestigung eines oder mehrerer am stromabwärtigen Ventilende
angebrachter Düsenplättchen aus
Silizium. Dabei drückt
der Bodenabschnitt die Düsenplättchen gegen
die stromabwärtige
Stirnfläche
des Ventilsitzkörpers.
Der Bodenabschnitt ist so ausgeformt, dass er unter einer Vorspannung
steht, so dass die Düsenplättchen sicher gegen
den Ventilsitzkörper
gepresst werden. Die Hülse
wird fest mit dem Ventilsitzkörper
verbunden. Die einzige Aufgabe der Hülse besteht also darin, die
Düsenplättchen aus
Silizium einfach und sicher am Ventilsitzkörper zu befestigen.
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Aus
der
US 4,643,359 ist
bereits ein Minieinspritzventil bekannt, dessen Ventilgehäuse von
einem dünnwandigen
Gehäusemantel
gebildet ist. Das Ventilgehäuse
weist dabei einen Mantelabschnitt und einen senkrecht dazu verlaufenden
Bodenabschnitt auf. In das stromabwärtige Ende des Ventilgehäuses sind
eine Spritzlochscheibe und ein Ventilsitzkörper eingelegt bzw. eingepresst,
so dass die Durchgangsöffnung
im Bodenabschnitt des Ventilgehäuses
keine den Brennstoff zumessende Wirkung hat, weshalb der Bodenabschnitt
die Funktionen einer Spritzlochscheibe nicht übernehmen kann.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine besonders hohe
Funktionsintegration bei einem Brennstoffeinspritzventil mit einer
dünnwandigen
Hülse zu
erreichen, um auf einfache und kostengünstige Art und Weise eine weitere
Volumen- und Gewichtsreduzierung des Brennstoffeinspritzventils
zu erzielen. Erfindungsgemäß ist der
senkrecht zur axialen Erstreckung der Hülse verlaufende Bodenabschnitt
der dünnwandigen
Hülse so
ausgebildet, dass den Brennstoff zumessende Abspritzöffnungen
in ihm unmittelbar vorgesehen sind. Dies ist besonders kostengünstig, da
auf ein Bauteil (Spritzlochscheibe) und eine damit zusammenhängende Verbindungsstelle
ganz verzichtet werden kann.
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Neben
den geringen Herstellungskosten ergibt sich außerdem in vorteilhafter Weise
eine Vereinfachung der Montage des Brennstoffeinspritzventils durch
vergleichsweise wenige Fertigungsschritte.
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Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
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Von
Vorteil ist es, den eine Ventilsitzfläche aufweisenden Ventilsitzkörper in
die Hülse
einzupressen, wobei durch den Bodenabschnitt der Hülse eine
Anlagefläche
vorhanden ist, durch die der Ventilsitzkörper nicht verrutschen kann.
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Besonders
vorteilhaft ist es, die Hülse
mittels Blechtiefziehen herzustellen, da dieses Verfahren einfach
und preiswert ist und trotzdem die geforderte Genauigkeit erreicht
wird.
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Für sogenannte
Side-Feed-Einspritzventile, die also teilweise quer durchströmt werden,
ist es vorteilhaft, Bohrungen oder Öffnungen in der Hülsenwandung
vorzusehen, um eine direkte Brennstoffversorgung der Abspritzöffnungen
des Brennstoffeinspritzventils zu gewährleisten.
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Von
Vorteil ist es außerdem,
die Hülse
so lang auszubilden, daß sie über die
gesamte axiale Erstreckungslänge
des Brennstoffeinspritzventils reicht. Damit übernimmt die Hülse auch
die Funktion eines Brennstoffeinlaßstutzens. Des weiteren kann der
Kern sehr einfach in die Hülse
eingepreßt
werden, womit auch auf einfache Art und Weise der Hub der Ventilnadel
einstellbar ist. Außerdem
ist bei dieser langen Hülsenanordnung
das Dichtheitsproblem zum Ventilinnenraum hin beseitigt. Ein oberer
Dichtring dichtet unmittelbar auf der Hülse ab.
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Ein
großer
Vorteil besteht darin, daß für völlig verschiedene
Ventiltypen durch die Anordnung der Hülse Ventilnadeln bzw. Anker
gleicher Gestalt einsetzbar sind.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 ein
erstes Beispiel eines Brennstoffeinspritzventils, 2 ein
Ausführungsbeispiel
einer nicht erfindungsgemäßen Hülse, 3 ein
erstes Beispiel eines stromabwärtigen
Endes der Hülse
mit eingebautem Ventilsitzkörper, 4 ein
erstes Beispiel einer in ein Einspritzventil einbaubaren Ventilnadel, 5 ein
erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
eines Brennstoffeinspritzventils, 6 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
eines stromabwärtigen
Endes der Hülse
mit eingebautem Ventilsitzkörper, 7 ein
weiteres Beispiel eines Brennstoffeinspritzventils, 8 ein
weiteres Beispiel eines Brennstoffeinspritzventils in Form eines Side-Feed-Einspritzventils
und 9 ein zweites Beispiel einer in ein Einspritzventil
einbaubaren Ventilnadel.
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Das
in der 1 beispielsweise als erstes nicht erfindungsgemäßes Beispiel
dargestellte elektromagnetisch betätigbare Ventil in der Form
eines Einspritzventils für
Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen
hat einen von einer Magnetspule 1 umgebenen, als Brennstoffeinlaßstutzen
dienenden rohrförmigen
Kern 2. Ein Spulenkörper 3 nimmt
eine Bewicklung der Magnetspule 1 auf und ermöglicht in Verbindung
mit dem einen konstanten Außendurchmesser
aufweisenden Kern 2 einen besonders kompakten und kurzen
Aufbau des Einspritzventils im Bereich der Magnetspule 1.
Die Magnetspule 1 ist mit ihrem Spulenkörper 3 beispielsweise
in einem topfförmigen
Magnetgehäuse 5 eingebettet,
d. h. sie ist von dem Magnetgehäuse 5 in
Umfangsrichtung und nach unten vollständig umgeben. Ein in das fließgepreßte Magnetgehäuse 5 einsetzbares
Deckelelement 6 sorgt für
eine Abdeckung der Magnetspule 1 nach oben und somit für die vollständige Umhüllung der
Magnetspule 1 und dient dem Schließen des magnetischen Kreises.
Durch diese Bauweise in Topfform liegt das Magnetgehäuse 5 mit
der Magnetspule 1 grundsätzlich trocken vor. Eine zusätzliche
Abdichtung entfällt.
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Mit
einem unteren Kernende 9 des Kerns 2 ist konzentrisch
zu einer Ventillängsachse 10 dicht eine
als Verbindungsteil dienende rohrförmige und dünnwandige Hülse 12, beispielsweise
durch Schweißen,
verbunden und umgibt dabei mit einem oberen Hülsenabschnitt 14 das
Kernende 9 teilweise axial. Der Spulenkörper 3 übergreift
den Hülsenabschnitt 14 der
Hülse 12 zumindest
teilweise axial. Der Spulenkörper 3 besitzt
nämlich über seine
gesamte axiale Erstreckung einen größeren Innendurchmesser als
den Durchmesser der Hülse 12 in
ihrem oberen Hülsenabschnitt 14.
Die rohrförmige
Hülse 12 aus
beispielsweise nichtmagnetischem Stahl erstreckt sich stromabwärts mit
einem unteren Hülsenabschnitt 18 bis
zu einem den stromabwärtigen
Abschluß der
Hülse 12 bildenden
Bodenabschnitt 20, der sich senkrecht zur axialen Ausdehnung
der Hülse 12 erstreckt.
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Die
Hülse 12 ist
also über
ihre gesamte axiale Länge
rohrförmig
ausgebildet, in ihrer Gesamtheit zusammen mit dem Bodenabschnitt 20 aber
becherförmig.
Dabei bildet die Hülse 12 über ihre
gesamte axiale Ausdehnung bis zum Bodenabschnitt 20 eine Durchgangsöffnung 21 mit
weitgehend konstantem Durchmesser, die konzentrisch zu der Ventillängsachse 10 verläuft. Mit
ihrem unteren Hülsenabschnitt 18 umgibt
die Hülse 12 einen
Anker 24 und weiter stromabwärts einen Ventilsitzkörper 25.
Eine mit dem Ventilsitzkörper 25 beispielsweise
fest verbundene Spritzlochscheibe 26 wird von der Hülse 12 in
Umfangsrichtung vom Hülsenabschnitt 18 und
in radialer Richtung vom Bodenabschnitt 20 umschlossen.
Die Hülse 12 ist
somit nicht nur ein Verbindungsteil, sondern sie erfüllt auch
Halte-, Träger-
bzw. Aufnahmefunktionen, insbesondere für den Ventilsitzkörper 25, so
daß die
Hülse 12 wirklich
auch Ventilsitzträger
ist. In der Durchgangsöffnung 21 ist
eine z. B. rohrförmige
Ventilnadel 28 angeordnet, die an ihrem stromabwärtigen,
der Spritzlochscheibe 26 zugewandten Ende 29 mit
einem z. B. kugelförmigen
Ventilschließkörper 30,
an dessen Umfang beispielsweise fünf Abflachungen 31 zum
Vorbeiströmen
des abzuspritzenden Brennstoffs vorgesehen sind, beispielsweise durch
Schweißen
verbunden ist.
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Die
Betätigung
des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise z. B. elektromagnetisch.
Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 28 und damit zum Öffnen entgegen
der Federkraft einer Rückstellfeder 33 bzw. Schließen des
Einspritzventils dient der elektromagnetische Kreis mit der Magnetspule 1,
dem Kern 2, dem Magnetgehäuse 5 und dem Anker 24.
Der Anker 24 ist mit dem dem Ventilschließkörper 30 abgewandten
Ende der Ventilnadel 28 z. B. durch eine Schweißnaht verbunden
und auf den Kern 2 ausgerichtet. Zur Führung des Ventilschließkörpers 30 während der
Axialbewegung der Ventilnadel 28 mit dem Anker 24 entlang
der Ventillängsachse 10 dient eine
Führungsöffnung 34 des
Ventilsitzkörpers 25. Außerdem wird
der Anker 24 während
der Axialbewegung in der Hülse 12 geführt. Aus
Kostengründen ist
es von Vorteil, wenn das Magnetgehäuse 5 und der Anker 24 aus
einem Fließpreßteil in
einer Aufspannung auf Drehautomaten hergestellt werden. Das Deckelelement 6 ist
z. B. ein Stanzteil, das nach der Montage der Magnetspule 1 im
Magnetgehäuse 5 durch
z. B. eine Bördelverbindung 36 am
Magnetgehäuse 5 festgehalten
wird.
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Der
kugelförmige
Ventilschließkörper 30 wirkt
mit einer sich in Strömungsrichtung
kegelstumpfförmig
verjüngenden
Ventilsitzfläche 35 des Ventilsitzkörpers 25 zusammen,
die in axialer Richtung stromabwärts
der Führungsöffnung 34 ausgebildet
ist. An seiner dem Ventilschließkörper 30 abgewandten
Stirnseite ist der Ventilsitzkörper 25 mit
der beispielsweise schalenförmig
ausgebildeten Spritzlochscheibe 26 konzentrisch und fest,
beispielsweise durch eine Schweißnaht verbunden, wie es die 3 zeigt.
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In
eine konzentrisch zu der Ventillängsachse 10 verlaufende
abgestufte Strömungsbohrung 43 des
Kerns 2, die der Zufuhr des Brennstoffs in Richtung des
Ventilsitzes, speziell der Ventilsitzfläche 35 dient, ist
eine Einstellhülse 45 eingeschoben.
Die Einstellhülse 45 dient
zur Einstellung der Federvorspannung der an der Einstellhülse 45 anliegenden Rückstellfeder 33,
die sich wiederum mit ihrer gegenüberliegenden Seite an der Ventilnadel 28 abstützt.
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Die
Einschubtiefe des Ventilsitzkörpers 25 mit
der schalenförmigen
Spritzlochscheibe 26 ist u.a. entscheidend für den Hub
der Ventilnadel 28. Sie wird im wesentlichen durch die
räumliche
Lage des Bodenabschnitts 20 der Hülse 12 bereits vorgegeben.
Dabei ist die eine Endstellung der Ventilnadel 28 bei nicht
erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ventilschließkörpers 30 an
der Ventilsitzfläche 35 des
Ventilsitzkörpers 25 festgelegt,
während
sich die andere Endstellung der Ventilnadel 28 bei erregter Magnetspule 1 durch
die Anlage des Ankers 24 am Kernende 9 ergibt.
Um das magnetische Kleben zu verhindern, kann zwischen dem Anker 24 und
dem Kernende 9 eine Anschlagscheibe 47 vorgesehen sein,
die z. B. aus nichtmagnetischem, verschleißfestem, walzhartem Material
besteht. Eine Beschichtung der Oberflächen (z. B. Verchromen) von
Kern 2 und Anker 24 in ihren Anschlagbereichen
kann dann vermieden werden. Die Anschlagbereiche am Kern 2 und
Anker 24 werden durch Rollglätten kaltverfestigt und verdichtet.
Außerdem
erfolgt die Hubeinstellung durch das axiale Verschieben des mit
geringem Übermaß eingepreßten Kerns 2 in
dem oberen Hülsenabschnitt 14 der
Hülse 12.
Der Kern 2 wird in der entsprechend gewünschten Position dann fest
mit der Hülse 12 verbunden,
wobei eine Laserschweißung
am Umfang der Hülse 12 sinnvoll
ist. Das Fügeübermaß der Preßpassung
kann auch ausreichend groß gewählt werden,
so daß die
auftretenden Kräfte aufgenommen
werden können
und die vollständige Dichtheit
garantiert ist, wodurch auf eine Schweißung verzichtet werden kann.
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Ein
Brennstoffilter 52 ragt in die Strömungsbohrung 43 des
Kerns 2 an dessen zulaufseitigem Ende und sorgt für die Herausfiltrierung
solcher Brennstoffbestandteile, die aufgrund ihrer Größe im Einspritzventil
Verstopfungen oder Beschädigungen verursachen
könnten.
Das fertig eingestellte Einspritzventil ist weitgehend mit einer
Kunststoffumspritzung 55 umschlossen, die sich vom Kern 2 ausgehend
in axialer Richtung über
die Magnetspule 1 bis zur Hülse 12 und sogar stromabwärts über den Bodenabschnitt 20 der
Hülse 12 hinaus
erstreckt, wobei zu dieser Kunststoffumspritzung 55 ein
mitangespritzter elektrischer Anschlußstecker 56 gehört. Über den
elektrischen Anschlußstecker 56 erfolgt
die elektrische Kontaktierung der Magnetspule 1 und damit
deren Erregung.
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Durch
den Einsatz der relativ billigen Hülse 12 wird es möglich, auf
in Einspritzventilen übliche Drehteile,
wie Ventilsitzträger
oder Düsenhalter,
die aufgrund ihres größeren Außendurchmessers
voluminöser
und bei der Herstellung teurer als die Hülse 12 sind, zu verzichten.
In der 2 ist die Hülse 12 des
in der 1 dargestellten ersten Beispiels als einzelnes
Bauteil in einem anderen Maßstab
dargestellt. Die dünnwandige
Hülse 12 ist
beispielsweise durch Tiefziehen ausgebildet worden, wobei als Werkstoff
ein nichtmagnetisches Material, z. B. ein rostbeständiger CrNi-Stahl verwendet ist.
Die als Blechziehteil vorliegende Hülse 12 dient, wie
bereits erwähnt,
aufgrund ihrer großen
Erstreckung zur Aufnahme des Ventilsitzkörpers 25, der Spritzlochscheibe 26,
der Ventilnadel 28 mit dem Anker 24, der Rückstellfeder 33 sowie
zumindest teilweise des Kerns 2 und folglich auch des Anschlagbereichs
von Anker 24 und Kern 2 zur Begrenzung des Hubes.
In ihrem Bodenabschnitt 20 weist die Hülse 12 eine zentrale
Austrittsöffnung 58 auf,
die einen solch großen
Durchmesser besitzt, daß der über die
Abspritzöffnungen 39 der
Spritzlochscheibe 26 abgespritzte Brennstoff ungehindert
das Einspritzventil verlassen kann. Soll die Hülse 12 in einem sogenannten
Side-Feed-Einspritzventil
eingesetzt werden, wie es die 8 zeigt,
so können
sehr einfach in der Hülse 12 Einströmöffnungen 59 vorgesehen
sein, die den Eintritt des Brennstoffs in das Innere der Hülse 12 erlauben.
Das in der 1 gezeigte Top-Feed-Einspritzventil
besitzt eine Hülse 12,
die keine Einströmöffnungen 59 aufweist,
da der Brennstoff entlang der Ventillängsachse 10 axial über die
Strömungsbohrung 43 in
die Hülse 12 eintritt.
Die Hülse 12 besitzt an
ihrem dem Bodenabschnitt 20 gegenüberliegenden axialen Ende beispielsweise
einen leicht radial nach außen
gebogenen Umlaufrand 60. Der Umlaufrand 60 entsteht
durch das Abtrennen des Stoffüberlaufes
beim Tiefziehen. Die vormontierte Baugruppe aus Magnetspule 1,
Spulenkörper 3,
Magnetgehäuse 5 und
Deckelelement 6 wird auf dem äußeren Umfang der Hülse 12 axial
aufgeschoben, wobei durch den Umlaufrand 60 eine Begrenzung
gegeben sein kann und im montierten Zustand eine Klemmung des Deckelelements 6 möglich ist.
Der Spulenkörper 3, das
Magnetgehäuse 5 und
das Deckelelement 6 weisen allesamt zentrale Durchgangsöffnungen
auf, durch die sich dann die Hülse 12 erstreckt.
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In
der 3 sind nochmals der untere Hülsenabschnitt 18 und
der Bodenabschnitt 20 zusammen mit einem eingebauten Ventilsitzkörper 25 sowie einer
daran befestigten Spritzlochscheibe 26 in geändertem
Maßstab
gezeigt. Die schalenförmige
Spritzlochscheibe 26 besitzt neben einem Bodenteil 38,
an dem der Ventilsitzkörper 25 befestigt
ist und in dem wenigstens eine, beispielsweise vier durch Erodieren oder
Stanzen ausgeformte Abspritzöffnungen 39 verlaufen,
einen umlaufenden stromaufwärts
verlaufenden Halterand 40. Der Halterand 40 ist
stromaufwärts konisch
nach außen
gebogen, so daß dieser
an der durch die Durchgangsöffnung 21 bestimmten
inneren Wandung der Hülse 12 anliegt,
wobei eine radiale Pressung vorliegt. Der Ventilsitzkörper 25 wird
in die Hülse 12 kalteingepreßt und nicht
verschweißt.
Der Einpreßvorgang
erfolgt beispielsweise in der Durchgangsöffnung 21 der Hülse 12 so
lange, bis die z. B. durch Schweißen an dem Ventilsitzkörper 25 befestigte
Spritzlochscheibe 26 mit ihrem Bodenteil 38 am Bodenabschnitt 20 der
Hülse 12 anliegt.
Der Halterand 40 der Spritzlochscheibe 26 weist
an seinem Ende einen geringfügig
größeren Durchmesser
auf als den Durchmesser der Durchgangsöffnung 21 der Hülse 12,
so daß der
Halterand 40 an seinem Ende gegen die Hülse 12 drückt, wodurch
neben dem Einpressen des Ventilsitzkörpers 25 eine weitere
Sicherung gegen Verrutschen des Ventilsitzkörpers 25 gegeben ist.
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Als
Alternative zu der in der 1 dargestellten
hülsenförmigen Ventilnadel 28 ist
im Einspritzventil auch eine andere Ausführungsform einer Ventilnadel 28 denkbar,
die in der 4 gezeigt ist. Die Ventilnadel 28 ist
bei diesem Ausführungsbeispiel
als längliches
massives Bauteil ausgebildet. Damit ist es nicht mehr möglich, den
Brennstoff innerhalb der Ventilnadel 28 in Richtung zur
Ventilsitzfläche 35 zuzuführen. Deshalb
sind bereits im Anker 24 Austrittsbohrungen 62' vorgesehen,
durch die der aus einer inneren Öffnung 63 des
Ankers 24 gelangende Brennstoff strömen kann, um dann außerhalb
der Ventilnadel 28 in der Durchgangsöffnung 21 der Hülse 12 weiter
stromabwärts
zu gelangen. Der Anker 24 ist beispielsweise gestuft ausgeführt, wobei
ein oberer stromaufwärtiger
Ankerabschnitt 64 einen größeren Durchmesser aufweist
als ein unterer stromabwärtiger
Ankerabschnitt 65. Die im Inneren des Ankers 24 verlaufende Öffnung 63 besitzt
im unteren Ankerabschnitt 65 einen kleineren Querschnitt als
im oberen Ankerabschnitt 64. Die Austrittsbohrungen 62' sind z. B.
als radial verlaufende Querbohrungen in der Wandung des unteren
Ankerabschnitts 65 vorgesehen. Eine feste Verbindung von
Anker 24 und Ventilnadel 28 wird z. B. dadurch
erreicht, daß der
Anker 24 auf das stromaufwärtige Ende 66 der Ventilnadel 28 aufgepreßt wird,
da zwischen der Ventilnadel 28 zumindest an ihrem einzupressenden Ende 66 und
der Öffnung 63 eine
Preßpassung
vorliegt. Am Ende 66 der Ventilnadel 28 sind beispielsweise
einige umlaufende, beispielsweise eingerollte Rillen 67 vorgesehen,
die für
ein Verkerben des Ankers 24 nach dem Aufpressen auf der
Ventilnadel 28 dienen.
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Die
Ventilnadel 28 ragt mit ihrem Ende 66 nach dem
Einpressen nur so weit in die Öffnung 63 hinein,
daß die
Austrittsbohrungen 62' noch
vollständig
frei bleiben. Alternativ ist als Fügeverfahren jedoch auch das
Laserschweißen
in bekannter Weise möglich
(siehe 1). Die feste Verbindung von Ventilnadel 28 und
kugelförmigem
Ventilschließkörper 30 wird
z. B. mittels Laserschweißen
erzielt, wobei die Ventilnadel 28 an ihrem stromabwärtigen,
dem Anker 24 abgewandten Ende einen angestauchten, kalottenförmigen Befestigungsflansch 68 aufweist.
Der Befestigungsflansch 68 ist entsprechend dem Radius des
kugelförmigen
Ventilschließkörpers 30 ausgebildet.
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Das
in der 5 dargestellte erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil
entspricht im Grundaufbau dem in der 1 gezeigten
Einspritzventil. Im folgenden sollen deshalb nur die unterschiedlich
ausgeführten
Bauteile bzw. Baugruppen erläutert
werden. Die gegenüber
dem in 1 dargestellten Beispiel gleichbleibenden bzw.
gleichwirkenden Teile sind in allen weiteren Ausführungsbeispielen
durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Anstelle des Magnetgehäuses 5 ist
die Magnetspule 1 von wenigstens einem, beispielsweise
als Bügel
ausgebildeten und als ferromagnetisches Element dienenden Leitelement 70 umgeben.
Das Leitelement 70 umgibt die Magnetspule 1 in
Umfangsrichtung wenigstens teilweise und liegt mit seinem einen
Ende an dem Kern 2 und seinem anderen Ende an der Hülse 12 z.
B. im Bereich des oberen Hülsenabschnitts 14 an
und ist mit diesem z. B. durch Schweißen, Löten bzw. Kleben verbindbar.
Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal liegt bei der Ausgestaltung
des Ankers 24 vor. Im Unterschied zu dem in der 4 dargestellten
Anker 24, bei dem die Austrittsbohrungen 62' radial verlaufen,
sind die Austrittsbohrungen 62'' nun
axial verlaufend ausgebildet, und zwar in einem Übergangsbereich 72,
der eine Stufe zwischen oberem Ankerabschnitt 64 und unterem
Ankerabschnitt 65 darstellt.
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Der
entscheidende Unterschied betrifft jedoch die Ausbildung der Hülse 12.
Die beispielsweise gestufte, dünnwandige,
unmagnetische Hülse 12 ist so
ausgebildet, daß der
obere, den Anker 24 führende
Hülsenabschnitt 14 einen
geringfügig
größeren Durchmesser
hat als der untere Hülsenabschnitt 18, wobei
sich in gleichem Maße
die Durchgangsöffnung 21 der
Hülse 12 in
stromabwärtiger
Richtung verringert. Außerdem übernimmt
der Bodenabschnitt 20 der Hülse 12 in erfindungsgemäßer Weise
die Funktionen einer Spritzlochscheibe, so daß die Spritzlochscheibe 26 entfallen
kann. Der Bodenabschnitt 20 weist ähnlich den bekannten Spritzlochscheiben
wenigstens eine, beispielsweise vier Abspritzöffnungen 39 auf, die
z. B. durch Stanzen oder Erodieren eingebracht sind.
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In
der 6 sind in Anlehnung an die 3 nochmals
der Ventilsitzkörper 25 und
die Hülse 12 im Bereich
des Bodenabschnitts 20 vergrößert dargestellt. Der Bodenabschnitt 20 ist
wie eine übliche Spritzlochscheibe
ausgebildet und besitzt also keine Austrittsöffnung 58, sondern
nur die den Brennstoff zumessenden Abspritzöffnungen 39. Neben
den bereits beschriebenen Verbindungs-, Halte- und Trägerfunktionen
erfüllt
die Hülse 12 nun
auch noch eine Zumeß-
und Abspritzfunktion. Der Ventilsitzkörper 25 kann entweder
mit der Hülse 12 im
Bereich des Bodenabschnitts 20 und/oder im Bereich des
unteren Hülsenabschnitts 18 dicht
verschweißt
oder dicht in die Hülse 12 eingepreßt sein.
Von Vorteil ist bei dieser Anordnung, daß auf ein Bauteil (Spritzlochscheibe 26)
sowie wenigstens eine Verbindungsstelle verzichtet werden kann.
Außerdem
erhält
die Hülse 12 mit
diesem Bodenabschnitt 20 eine höhere Steifigkeit, was die Beschädigungsgefahr
beim Handling der Ventilbauteile verringert.
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Während sich
die Hülse 12 bei
den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
immer ungefähr über 2/3
der Länge
des Einspritzventils erstreckte, besitzt das in der 7 gezeigte
Einspritzventil eine als Ventilgrundkörper dienende Hülse 12,
die die Länge des
Einspritzventils selbst vorgibt und somit auch nahezu über die
gesamte Länge
des Einspritzventils verläuft.
Die durch das Einspritzventil durchgehende Hülse 12 hat den Vorteil,
daß keine
die Dichtheit beeinträchtigenden
Verbindungsstellen mehr nötig
sind. Eine Laserschweißung
an der Hülse 12 ist
auch deshalb nicht nötig,
weil ein oberer Dichtring 74 unmittelbar auf der Hülse 12 abdichtet.
Außerdem
kann die Hubeinstellung sehr einfach erfolgen. Der Kern 2 wird dazu
so weit in die Hülse 12 vom
zulaufseitigen Ende des Brennstoffeinspritzventils her eingepreßt, bis
der Hub der Ventilnadel 28 die gewünschte Größe erreicht. Danach wird der
eingestellte Hub durch andere Montageschritte nicht mehr negativ
beeinflußt.
Der Bodenabshhnitt 20 kann alternativ zu der in der 7 gezeigten
nicht erfindungsgemäßen Version die
Abspritzöffnungen 39 in
erfindungsgemäßes Weise
auch direkt aufweisen (vgl. 5 und 6).
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Die
Montage des Einspritzventils erfolgt sehr einfach z. B. so, daß zuerst
die Magnetspule 1, das Magnetgehäuse 5 und das Deckelelement 6 (oder
alternativ wenigstens ein Leitelement 70) auf der Hülse 12 montiert
werden, danach die Umspritzung mit Kunststoff 55 erfolgt,
nachfolgend der Ventilsitzkörper 25 in
die Hülse 12 eingepreßt und die
Ventilnadel 28 mit Anker 24 eingebracht werden
und dann der Kern 2 so weit eingepreßt wird, bis der Nennhub erreicht
ist. Alle nachfolgenden Montageschritte sind bereits hinlänglich bekannt.
Die Hülse 12 ist
z. B. über
ihre axiale Länge
zweimal gestuft ausgeführt, wobei
sich der Querschnitt der Durchgangsöffnung 21 in stromabwärtiger Richtung
jeweils geringfügig verringert.
Die z. B. im Anschlagbereich von Anker 24 und Kern 2 sowie
oberhalb des Kerns 2 vorgesehenen Stufen erleichtern die
Montage.
-
Die
8 und
9 sollen
hauptsächlich verdeutlichen,
daß eine
erfindungsgemäße Hülse
12 auch
in völlig
anderen Ventiltypen, z. B. in sogenannten Side-Feed-Einspritzventilen,
einsetzbar ist. Auf eine nähere
Beschreibung des Einspritzventils wird verzichtet, da diese für ein solches
Einspritzventil zumindest vom Grundaufbau her bereits aus der
DE 39 31 490 A1 bekannt
ist und übernommen
werden kann. Die in der
9 gezeigte Ventilnadel
28 mit
einem in eine zentrale Ventilsitzkörperbohrung
75 des Ventilsitzkörpers
25 hineinragenden
Spritzzapfen
76 kann vereinfacht gegenüber bekannten Ventilnadeln vergleichbarer
Einspritzventile ausgebildet werden, indem nur ein Führungsabschnitt
77 vorgesehen
ist. Üblicherweise
besitzen solche Ventilnadeln zwei Führungsabschnitte
77.
Die Ventilnadel
28 wird durch den Anker
24 in
der Hülse
12 außerdem geführt. Wie
bereits in der
2 gezeigt, kann die Hülse
12 für den Einsatz
in Side-Feed-Einspritzventilen wenigstens eine Einströmöffnung
59 aufweisen, über die
die Brennstoffzufuhr in Richtung der Ventilsitzfläche
35 erfolgt.