EP0862781B1 - Fuel injection valve - Google Patents

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EP0862781B1
EP0862781B1 EP97909180A EP97909180A EP0862781B1 EP 0862781 B1 EP0862781 B1 EP 0862781B1 EP 97909180 A EP97909180 A EP 97909180A EP 97909180 A EP97909180 A EP 97909180A EP 0862781 B1 EP0862781 B1 EP 0862781B1
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EP
European Patent Office
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core
fuel injection
fuel
injection valve
valve according
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP97909180A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0862781A1 (en
Inventor
Dietrich Schuldt
Ferdinand Reiter
Martin Müller
Bo Yuan
Andreas Eichendorf
Christiane Glumann
Thomas Sebastian
Gerhard Stokmaier
Rainer Norgauer
Christian Preussner
Rainer Schneider
Norbert Keim
Ottmar Martin
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0862781A1 publication Critical patent/EP0862781A1/en
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Publication of EP0862781B1 publication Critical patent/EP0862781B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/08—Cores, Yokes, or armatures made from powder
    • 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
    • F02M51/0671—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 having an elongated valve body attached thereto
    • 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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/07—Fuel-injection apparatus having means for avoiding sticking of valve or armature, e.g. preventing hydraulic or magnetic sticking of parts
    • 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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/90—Selection of particular materials
    • F02M2200/9092—Sintered materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F2007/1676—Means for avoiding or reducing eddy currents in the magnetic circuit, e.g. radial slots

Definitions

  • the invention is based on a fuel injector according to the genus of claim 1 and claim 2.
  • Fuel injection valves are already known are electromagnetically actuated and thus a magnetic circuit have at least one magnetic coil, one core, one Anchor and an outer pole includes.
  • Such fuel injectors are already in the scriptures, for example DE-OS 30 16 993, DE-PS 32 30 844, DE-PS 37 33 809, DB-PS 40 03 227 and DE-OS 195 03 821 shown and described.
  • ferromagnetic (soft magnetic) Materials used for the solid, one-piece compact design Core (as well as for the movable anchor) come here usually ferromagnetic (soft magnetic) Materials used.
  • the z. B. as 13% Cr steel is used.
  • Such a ferritic Chrome steel is a good compromise because it does z. B.
  • the fuel injectors each have sleeves that contain the core in an inner Project through the longitudinal opening.
  • the sleeves serve the Setting the spring force of a return spring on which it act, or the stroke setting of an axially movable Valve needle. Because the sleeves have the core due to their function, the armature and the solenoid not from Completely shield the fuel flow path Fuel at all times via annular gaps between the sleeves and the magnetic circuit components down to the coil area penetrate. That is why sealing rings are in the area of the core surrounding magnetic coil provided the winding in front to protect a fuel contact. The core can however, be wetted by fuel at all times.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of claim 1 or claim 2 has the advantage that an eddy current minimized Magnetic circuit through a simple and inexpensive Use of materials with a lower tendency towards eddy currents is created for the core.
  • the Reduced switching times compared to known comparable Injectors are 15 to 50%.
  • low eddy current Materials are particularly soft magnetic Powder composite materials (composite materials) advantageous.
  • part of the magnetic circuit forming core from a solid, ferritic material to manufacture the core of several sectors into one Circular ring is composed and the individual sectors are electrically insulated from each other.
  • Another one Structure of the core has a lower eddy current tendency as known compact cores made of ferritic chrome steel, so that even in this case with the same quality of Magnet properties reduce the switching time of the valve is achieved.
  • the switching times and thus improving the linearity of the Fuel injector without simultaneous Magnetic force loss achieved Furthermore, the Energy utilization improves, which results in a lower Heating the magnetic coil and the possibility arises when Turn off the magnetic circuit energy for the next one Turn on to use. This in turn enables one simple and inexpensive layout of the controlling Realize power amplifier.
  • a powder composite iron powder provided with a polymer additive use in which the individual iron grains each with electrically insulating layers (phosphate layers) are covered. Due to the high electrical resistance there can hardly be any between the powder particles Form eddy currents. While on the iron grains phosphating to isolate the grains the polymer additive also serves to isolate the Grains and also the binding of the individual grains. This material structure enables the one already mentioned Low eddy current and the resulting very good Switching dynamics of the injection valve.
  • a through a longitudinal opening of the Kern's protruding and very encapsulating sleeve thin-walled from a rust-resistant austenitic steel e.g. V2A steel
  • the magnetic circuit effectiveness will very thin due to the thin-walled non-magnetic sleeve influenced, so that the positive magnetic properties of the materials with a low eddy current predominate significantly.
  • the core is on its lower face with an adjacent one Encapsulated pole part made of a ferritic material is trained. It is advantageous if both the sleeve and the pole part are made as thin as possible, the sleeve should be made of a material that one has higher magnetic resistance than the core and also has a higher magnetic resistance than the pole part.
  • Embodiments of the invention are in the drawing shown in simplified form and in the following Description explained in more detail.
  • 1 shows it Embodiment of a fuel injector with a magnetic circuit according to the invention
  • Figure 2 shows a second Embodiment of a magnetic circuit
  • Figure 3 shows a third Embodiment of a magnetic circuit
  • Figure 4 four Sealing options or connection techniques on one Magnetic circuit
  • Figure 5 shows a fourth embodiment of a Magnetic circuit
  • Figure 6 shows a section through a core along the line VI-VI in Figure 2, which consists of several Sectors is composed.
  • Embodiment shown electromagnetically actuatable valve in the form of an injection valve for Fuel injection systems from mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines has one of one Magnetic coil 1 at least partially surrounded, as an inner pole serving a magnetic circuit, according to the invention trained, tubular, largely hollow cylindrical Core 2.
  • the fuel injector is particularly suitable for injecting fuel directly into a combustion chamber an internal combustion engine.
  • a tiered one Coil body 3 receives a winding of the magnet coil 1 and enables in conjunction with the core 2 and one annular, non-magnetic, from the magnet coil 1 partially surrounded intermediate piece 4 with an L-shaped Cross section a particularly compact and short structure of the Injector in the area of the solenoid coil 1.
  • the Intermediate piece 4 projects axially with one leg Direction in a step 5 of the bobbin 3 and with other leg radially along one in the drawing below lying end face of the coil former 3.
  • the core 2 according to the invention consists of a powder composite material, the properties of which will be explained in detail later.
  • a continuous longitudinal opening 7 in the core 2 provided that extends along a longitudinal valve axis 8 extends. Is concentric to the longitudinal axis 8 of the valve likewise a thin-walled, tubular sleeve 10, which the protrudes through the inner longitudinal opening 7 of the core 2 and in downstream direction at least to a lower one End face 11 of the core 2 is introduced.
  • the sleeve 10 lies directly on the wall of the longitudinal opening 7 or has a game against it and owns one Sealing function to core 2. With the non-magnetic, z. B.
  • existing sleeve 10 is an annular disc ferritic pole part 13 firmly and tightly connected to the lower end face 11 of the core 2 and the core 2 in downstream direction limited.
  • the sleeve 10 and that Pole part 13, the z. B. formed as a pressed part and by means Welding or soldering is connected to the sleeve 10, form in the direction of the valve longitudinal axis 8 or in the downstream Direction of an encapsulation of the core 2, which is a contact of Fuel at core 2 effectively prevented.
  • the sleeve 10 also serves as a fuel supply channel, whereby it together with an upper metal (e.g. ferritic), the sleeve 10 largely surrounding a housing part 14 Fuel inlet port forms.
  • a through opening 15 is provided, for example the has the same diameter as the longitudinal opening 7 of the Core 2.
  • Sleeve 10 is next to the fixed connection to the pole part 13 also tight and firm with the housing part 14 z. B. by Welding or flanging at the upper end 16 of the sleeve 10 connected.
  • the housing part 14 forms the inlet end of the fuel injector and envelops the sleeve 10, the Core 2 and the magnetic coil 1 at least partially in the axial and radial direction and extends for example in seen in the axial direction downstream over the Magnetic coil 1 out.
  • a lower housing part 18 which, for. B. an axial movable valve part consisting of an armature 19 and a valve needle 20 or a valve seat support 21 encloses or records.
  • the two housing parts 14 and 18 are in the region of the lower end 23 of the upper housing part 14 z. B. with a circumferential weld firmly together connected.
  • valve seat support 21 has its own total axial extent an inner through opening 24, which runs concentrically to the valve longitudinal axis 8. With its lower end 25, which also the downstream completion of the whole Fuel injector, surrounds the Valve seat carrier 21 one in the through opening 24 fitted valve seat body 26. In the through opening 24 is the z. B. rod-shaped, a circular Cross-sectioned valve needle 20 arranged on a valve closing section 28 at its downstream end having.
  • This tapered cone Valve closing section 28 acts in a known manner with a provided in the valve seat body 26, in Flow direction z. B. frustoconical Valve seat surface 29 together in the axial direction downstream of one located in the valve seat body 26 Guide opening 30 is formed. Downstream of the Valve seat surface 29 is or are in valve seat body 26 at least one, e.g. B. but also two or four Outlet openings 32 are introduced for the fuel. In the Guide opening 30 or in the valve needle 20 are not represented flow areas (depressions, grooves or similar) provided an unimpeded Fuel flow from the passage opening 24 to the Ensure valve seat surface 29.
  • valve seat support 21 represents only one possible Design variant of the magnetic circuit downstream following valve assembly.
  • this valve area is dispensed with, emphasizing should be that the most diverse valve assemblies together with the formation of the core 2 according to the invention can be combined.
  • inside opening injection valves e.g. US Pat. No. 5,247,918
  • valve assemblies of an outward opening Injector as z. B. from U.S. Patent 4,958,771 are known or in the patent application DE-P 196 01 019.5 have been proposed along with the new one Magnetic circuit design can be used.
  • spherical Valve closing bodies or spray perforated disks are e.g. B. in such valve assemblies conceivable.
  • the injection valve is actuated in a known manner Way electromagnetic.
  • a return spring 33 arranged inside the sleeve 10 or closing the injection valve is used electromagnetic circuit with the magnetic coil 1, the core 2, the pole part 13 and the armature 19.
  • the armature 19 is with the the valve closing section 28 facing away from the Valve needle 20 z. B. connected by a weld and aligned to core 2.
  • To guide the valve needle 20 during their axial movement with the armature 19 along the longitudinal valve axis 8 serves the guide opening 30 of Valve seat body 26.
  • the armature 19 is during the Axial movement in the precisely manufactured non-magnetic Intermediate piece 4 out.
  • pole part 13 and lower housing part 18 may alternatively to the described separate Execution of pole part 13 and lower housing part 18 also a one-piece version will be provided, in which the Pole part 13 starting from a circumferential, narrow web 35 in extends in the axial direction as a transition to the housing part 18 and all sections together (pole part 13, sleeve-shaped Web 35, lower housing part 18) a ferritic component form.
  • the inner boundary surface then serves accordingly of the web 35 as a guide for the armature 19.
  • a concentric to the valve longitudinal axis 8 inner flow bore 37 of the sleeve 10 which the supply of Serves fuel in the direction of the valve seat surface 29 is an adjusting sleeve 38 inserted, pressed or screwed.
  • the adjustment sleeve 38 is used for adjustment the spring preload of the adjoining the adjusting sleeve 38 Return spring 33, which in turn with her opposite side at a paragraph 39 of the at the Valve needle 20 supported armature 19 supports.
  • At anchor 19 are one or more ring-shaped or bore-like Flow channels 40 are provided through which the fuel from the flow bore 37 out into the through opening 24 can reach.
  • a fuel filter 42 protrudes on the inlet side into that for filtering out such Fuel components ensures that due to their size in Injector blockages or damage could cause.
  • the fuel filter 42 is e.g. B. by Pressing fixed in the housing part 14.
  • the stroke of the valve needle 20 is through the valve seat body 26 and the pole part 13 specified.
  • a final position of the Valve needle 20 is through when the magnet coil 1 is not energized the installation of the valve closing section 28 on the Valve seat surface 29 of the valve seat body 26 fixed, while the other end position of the valve needle 20 at excited solenoid 1 by the system of the armature 19 on the Pole part 13 results.
  • the surfaces of the components in this The stop area is chrome-plated, for example.
  • the electrical contacting of the magnetic coil 1 and thus their excitation takes place via contact elements 43, which also outside the actual coil body 3 made of plastic are still provided with a plastic extrusion 45.
  • the Plastic encapsulation can also affect other components (e.g. housing parts 14 and 18) of the Extend fuel injector.
  • From the Plastic extrusion 45 runs an electrical Connection cable 44, via which the energization of the magnet coil 1 he follows.
  • a particularly advantageous embodiment of the core 2 shows the figure 1.
  • the core 2 is tubular, but not with a constant outside diameter.
  • the core has only in the area of the plastic encapsulation 45 2 a constant over its entire axial extent Outer diameter.
  • the core 2 Outside the plastic extrusion 45 is the core 2 with a radially outwardly facing collar 46 designed, which is partly like a lid over the Magnetic coil 1 extends.
  • the plastic extrusion 45 protrudes thus by a groove in the collar 46. Since the core 2 from one Eddy current reducing material, e.g. B. one Powder composite material, this version is for Achieving a very effective magnetic circuit especially meaningful.
  • the iron powder has one very small graininess, with the individual iron grains with a very thin, electrically insulating Phosphate layer are coated.
  • the powder is also included one e.g. 0.5% by mass of polymer additive (e.g. polyamide, Phenolic resin, etc.), which has an electrically insulating effect and binds the grains. Due to the high electrical Resistance between the powder particles of such powder metallurgical, "baked" composite material there can hardly be any eddy currents.
  • a powder composite such as inexpensive to manufacture, simple Manageability and precise machinability (e.g. Production of an internal press fit for the longitudinal opening 7 in the core 2) and good adhesive properties.
  • the advantage is that the magnetic properties despite reduced eddy current tendency compared to the known Magnetic circuit materials are comparably good.
  • the non-magnetic sleeve 10 is very thin-walled to ensure the good magnetic properties make the best possible use of the composite material.
  • the Encapsulation and mechanical relief of the low eddy current Material of the core 2 by a flux-conducting, ferritic Pole part 13 and a non-magnetic, eddy current-free sleeve 10 avoids the disruption and erosion of the mechanically sensitive composite.
  • FIG. 2 to 5 are different Embodiments of the novel magnetic circuit for Fuel injectors shown. As already mentioned, is in the representations on the spray side Valve assemblies are omitted because they are not are essential to the invention. In these embodiments the following figures are those compared to that in FIG. 1 illustrated embodiment constant or equivalent parts by the same reference numerals characterized. Only those compared to the embodiment Components modified or changed according to Figure 1 described in more detail below.
  • FIG. 2 shows a fuel injector partially, the one tubular core 2 with largely constant Has outer diameter, which is not radially behind outside, one partially covering the magnetic coil 1 Has collar 46. Rather, the core 2 is on, for example its lower end face 11 is stepped, from which now dimensionally accurate in cross-section L-shaped pole part 13 to be enclosed.
  • the pole part 13 has namely its radially outer, the sleeve 10 opposite Boundary side a circumferential, upward-facing Collar 48, the z. B. axially flush with the intermediate piece 4th concludes.
  • the core 2 is still on it outer, the magnetic coil 1 facing peripheral surface partially included.
  • the adjusting sleeve 38 is for example Screwing or caulking introduced in the housing part 14 and pushes with an elongated, downstream tapered sleeve section 52 against the return spring 33.
  • the sleeve 10 is compared to that shown in Figure 1 Embodiment is shortened. Your axial Extension extends from a housing shoulder 53 Longitudinal opening 7 near the upper end face 50 of the core 2 to the downstream boundary surface of the pole part 13.
  • a fuel injector is partial shown, which has a very short sleeve 10, the has only a slightly larger axial extent than the core 2, which is circular with both constant Inside diameter as well as constant outside diameter is executed.
  • the sleeve 10 stands up without overlap the pole part 13, which is not an optimal tight connection allowed.
  • the housing part 14 is made in two parts, a first housing part 14a largely one Fuel inlet port forms and a second housing part 14b illustrates a magnet housing.
  • the housing part 14b has a cover section 63 covering the magnetic coil 1, which also extends over the core 2 to the sleeve 10 and thus closes the core 2 at the top.
  • a section through a core 2, for example, along the Line VI-VI in Figure 2 shows Figure 6.
  • This sectional view is already an alternative Embodiment.
  • This is not one Powder composite in the sense described above as Material for the core 2, but a solid (pure), ferritic material.
  • the core 2 is in this training formed from several, for example four, sectors 65 which put together form a complete circular ring.
  • Condition for achieving the positive effect of Eddy current minimization is at least a split in two Core 2; it is also e.g. six, eight or ten sectors 65 conceivable.
  • the ratio of the circumference to the area of the Core 2 by the plurality of electrically isolated from each other Sectors 65 enlarged.
  • Measures for this are as thin a pole part 13 and a sleeve 10 as possible higher magnetic resistance than the materials of the Sectors 65 or that of the powder composite material, so that no appreciable magnetic flux into the sleeve 10 penetrates, which could otherwise generate eddy currents there.
  • the materials of the sleeve 10 should always be one have higher magnetic resistance than the materials of the pole part 13.
  • the encapsulation of the core 2 is not only with solid, metallic components, such as the Sleeve 10 and the pole part 13 must be done. Further Ways of protecting core 2 from one Fuel wetting is made of thin-walled plastic components which e.g. can form the sleeve 10. Besides that is too an at least partial encapsulation of the core 2 by Application of electrolytic layers or a resin conceivable.

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Abstract

The present invention relates to a fuel injection valve for fuel injection systems in internal combustion engines. Said valve is characterized by a core (2) acting as an internal pole made of a soft magnetic powder composite . Powder composite is an iron powder provided with a polymer additive and its individual iron grains are covered with an electrically isolating layer. Such a powder composite enables significant minimization of eddy current in magnetic circuit in comparison with other known materials such as chrome steel, which are usually employed as magnetic composites. The mechanically and fuel sensitive core (2) is encapsulated at least with regard to the fuel circulating components of the fuel injection valve. To this effect a sleeve (10) protrudes through an inner longitudinal opening (7) of the core (2) enabling internal fuel flow and is firmly connected to a pole section (13) occluding the core downwards. The core (2) and the magnetic coil are therefore not exposed to wetting by fuel. The fuel injection valve is particularly suited for use in fuel injection systems in mixture compressing internal combustion engines with externally supplied ignition.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2.The invention is based on a fuel injector according to the genus of claim 1 and claim 2.

Es sind bereits Brennstoffeinspritzventile bekannt, die elektromagnetisch betätigbar sind und also einen Magnetkreis besitzen, der wenigstens eine Magnetspule, einen Kern, einen Anker und einen Außenpol umfaßt. Solche Brennstoffeinspritzventile sind beispielsweise schon in den Schriften DE-OS 30 16 993, DE-PS 32 30 844, DE-PS 37 33 809, DB-PS 40 03 227 und DE-OS 195 03 821 gezeigt und beschrieben. Für den festen, einteilig kompakt ausgebildeten Kern (sowie für den beweglichen Anker) kommen dabei üblicherweise ferromagnetische (weichmagnetische) Materialien zum Einsatz. Als besonders geeigneter Werkstoff für Kerne in Brennstoffeinspritzventilen hat sich ferritischer Chromstahl durchgesetzt, der z. B. als 13 %iger Cr-Stahl eingesetzt wird. Ein solcher ferritischer Chromstahl stellt einen guten Kompromiß dar, da er zwar z. B. gegenüber ferritischem Weicheisen etwas weniger gute magnetische Eigenschaften besitzt, aber durch seine gute Bearbeitbarkeit und Handhabung für den Einsatz in einem kompakten und stark strukturierten Brennstoffeinspritzventil gut geeignet ist. Ändert sich in dem einen magnetischen Fluß führenden Kern durch die Bestromung der Magnetspule die magnetische Flußdichte, so werden in dem Flußfeld senkrecht zur Flußrichtung Spannungen induziert, die Wirbelströme zur Folge haben. Diese Wirbelströme schwächen das magnetische Nutzfeld, da sie ein Gegenfeld aufbauen. Das Resultat ist ein in seiner Effektivität herabgesetzter Magnetkreis, der erfindungsgemäß verbessert werden soll.Fuel injection valves are already known are electromagnetically actuated and thus a magnetic circuit have at least one magnetic coil, one core, one Anchor and an outer pole includes. Such fuel injectors are already in the scriptures, for example DE-OS 30 16 993, DE-PS 32 30 844, DE-PS 37 33 809, DB-PS 40 03 227 and DE-OS 195 03 821 shown and described. For the solid, one-piece compact design Core (as well as for the movable anchor) come here usually ferromagnetic (soft magnetic) Materials used. As a particularly suitable material for cores in fuel injectors enforced ferritic chrome steel, the z. B. as 13% Cr steel is used. Such a ferritic Chrome steel is a good compromise because it does z. B. somewhat less good compared to ferritic soft iron possesses magnetic properties, but due to its good Machinability and handling for use in one compact and highly structured fuel injector is well suited. Changes in the one magnetic flux leading core by energizing the solenoid which magnetic flux density, so become perpendicular in the flux field to the direction of flow induced voltages, the eddy currents to Consequence. These eddy currents weaken the magnetic Useful field, since they build up an opposing field. The result is a reduced magnetic effectiveness, the to be improved according to the invention.

Aus der EP 0 665 374 A1 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil zum direkten Einspritzen von Dieselkraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine bekannt, das ein Steuerventil zur Steuerung des Hochdruckeinspritzventils aufweist. Das Steuerventil weist eine Magnetspule, einen Anker und einen als Innenpol dienenden, von der Magnetspule zumindest teilweise umgebenen Kern auf. Der Kern hat eine innere Längsöffnung und ist aus einem weichmagnetischen Pulververbundwerkstoff hergestellt. Die innere Längsöffnung liegt dabei abseits der eigentlichen Versorgungsstrecke mit dem unter Hochdruck stehenden Dieselkraftstoff. Im Bereich der Leckage führenden inneren Längsöffnung des Kerns kommt es zur direkten Berührung von Brennstoff mit dem relativ empfindlichen und nicht brennstoffbeständigen Pulververbundwerkstoff des Kerns.From EP 0 665 374 A1 is already a Fuel injector for direct injection of Diesel fuel in a combustion chamber of an internal combustion engine known that a control valve for controlling the Has high pressure injector. The control valve points a solenoid, an armature and an inner pole serving, at least partially surrounded by the magnetic coil Core on. The core has an inner longitudinal opening and is out made of a soft magnetic powder composite. The inner longitudinal opening lies away from the actual one Supply line with the high pressure Diesel fuel. In the area of leakage leading inner Longitudinal opening of the core comes into direct contact with Fuel with the relatively sensitive and not fuel-resistant powder composite of the core.

Aus den Dokumenten GB 2 062 092 A und DE 41 37 786 A1 sind bereits Brennstoffeinspritzventile zum Einspritzen von Benzin als Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine bekannt. Die Brennstoffeinspritzventile weisen jeweils Hülsen auf, die den Kern in einer inneren Längsöffnung durchragen. Die Hülsen dienen dabei der Einstellung der Federkraft einer Rückstellfeder, auf die sie einwirken, bzw. der Hubeinstellung einer axial beweglichen Ventilnadel. Da die Hülsen aufgrund ihrer Funktion den Kern, den Anker und die Magnetspule nicht vom Brennstoffströmungsweg vollständig abschirmen, kann Brennstoff jederzeit über Ringspalte zwischen den Hülsen und den Magnetkreisbauteilen bis in den Spulenbereich vordringen. Deshalb sind Dichtringe im Bereich der den Kern umgebenden Magnetspule vorgesehen, die die Wicklung vor einem Brennstoffkontakt schützen sollen. Der Kern kann dabei allerdings jederzeit von Brennstoff benetzt werden.From documents GB 2 062 092 A and DE 41 37 786 A1 already fuel injectors for injecting Gasoline as a fuel in the combustion chamber Internal combustion engine known. The fuel injectors each have sleeves that contain the core in an inner Project through the longitudinal opening. The sleeves serve the Setting the spring force of a return spring on which it act, or the stroke setting of an axially movable Valve needle. Because the sleeves have the core due to their function, the armature and the solenoid not from Completely shield the fuel flow path Fuel at all times via annular gaps between the sleeves and the magnetic circuit components down to the coil area penetrate. That is why sealing rings are in the area of the core surrounding magnetic coil provided the winding in front to protect a fuel contact. The core can however, be wetted by fuel at all times.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2 hat den Vorteil, daß ein wirbelstromminimierter Magnetkreis durch einen einfachen und kostengünstigen Einsatz von Werkstoffen mit geringerer Wirbelstromneigung für den Kern geschaffen ist. Das Ausführen ausgewählter Teilvolumina des Innenpols des Magnetkreises, insbesondere des Kerns, mit einem wirbelstromarmen Werkstoff verkürzt, verglichen mit bekannten Magnetkreisen gleicher Geometrie, in vorteilhafter Weise die Schaltzeiten (Anzugszeit, Schließzeit) des Ventils ohne eine nennenswerte Absenkung des Maximalkraftniveaus des Magnetkreises. Die Schaltzeitverkürzungen gegenüber bekannten vergleichbaren Einspritzventilen betragen 15 bis 50 %. Als wirbelstromarme Materialien sind besonders weichmagnetische Pulververbundwerkstoffe (Compositwerkstoffe) vorteilhaft.The fuel injector according to the invention with the characterizing features of claim 1 or claim 2 has the advantage that an eddy current minimized Magnetic circuit through a simple and inexpensive Use of materials with a lower tendency towards eddy currents is created for the core. Running selected Partial volumes of the inner pole of the magnetic circuit, in particular of the core, shortened with a low eddy current material, compared to known magnetic circuits of the same geometry, the switching times (tightening time, Closing time) of the valve without a significant reduction the maximum force level of the magnetic circuit. The Reduced switching times compared to known comparable Injectors are 15 to 50%. As low eddy current Materials are particularly soft magnetic Powder composite materials (composite materials) advantageous.

Vorteilhaft ist es auch, den einen Teil des Magnetkreises bildenden Kern aus einem gediegenen, ferritischen Material zu fertigen, wobei der Kern aus mehreren Sektoren zu einem Kreisring zusammengesetzt ist und die einzelnen Sektoren gegeneinander elektrisch isoliert sind. Auch ein solcher Aufbau des Kerns weist eine geringere Wirbelstromneigung auf als bekannte kompakte Kerne aus ferritischem Chromstahl, so daß auch in diesem Fall bei gleicher Qualität der Magneteigenschaften eine Schaltzeitverkürzung des Ventils erreicht wird.It is also advantageous that part of the magnetic circuit forming core from a solid, ferritic material to manufacture, the core of several sectors into one Circular ring is composed and the individual sectors are electrically insulated from each other. Another one Structure of the core has a lower eddy current tendency as known compact cores made of ferritic chrome steel, so that even in this case with the same quality of Magnet properties reduce the switching time of the valve is achieved.

Erfindungsgemäß wird eine Verkürzung der Schaltzeiten und damit die Verbesserung der Linearität des Brennstoffeinspritzventils ohne gleichzeitige Magnetkrafteinbuße erzielt. Weiterhin wird die Energieausnutzung verbessert, wodurch sich eine geringere Erwärmung der Magnetspule und die Möglichkeit ergibt, beim Abschalten die Magnetkreisenergie für das jeweils nächste Einschalten zu nutzen. Dies wiederum ermöglicht es, ein einfaches und kostengünstiges Layout der ansteuernden Endstufe zu realisieren.According to the invention, the switching times and thus improving the linearity of the Fuel injector without simultaneous Magnetic force loss achieved. Furthermore, the Energy utilization improves, which results in a lower Heating the magnetic coil and the possibility arises when Turn off the magnetic circuit energy for the next one Turn on to use. This in turn enables one simple and inexpensive layout of the controlling Realize power amplifier.

Eine Kapselung des wirbelstromarmen, aber mechanisch anfälligeren und nicht unbedingt vollständig brennstoffbeständigen (besonders gegenüber Benzin als Brennstoff) Materials vermeidet bei den Brennstoffeinspritzventilen Verschmutzungsprobleme und gewährleistet die geforderte Funktionssicherheit und Standfestigkeit. Die Mittel zur Kapselung des Kerns sorgen dafür, daß ein dichter Abschluß zum Brennstoffströmungsweg vorhanden und eine Brennstoffbenetzung des Kerns somit ausgeschlossen ist.An encapsulation of the low eddy current, but mechanical more vulnerable and not necessarily complete fuel resistant (especially against petrol as Avoids fuel) Fuel injectors pollution problems and ensures the required functional safety and Stability. Provide the means to encapsulate the core for a tight seal to the fuel flow path present and thus a fuel wetting of the core is excluded.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 bzw. Anspruch 2 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By the measures listed in the subclaims advantageous developments and improvements in Claim 1 or claim 2 specified Fuel injector possible.

Besonders vorteilhaft ist es, als Pulververbundwerkstoff ein mit einem Polymer-Zusatz versehenes Eisenpulver zu verwenden, bei dem die einzelnen Eisenkörner jeweils mit elektrisch isolierenden Schichten (Phosphatschichten) überzogen sind. Durch den hohen elektrischen Widerstand zwischen den Pulverteilchen können sich dort kaum Wirbelströme bilden. Während die an den Eisenkörnern vorgenommene Phosphatierung für eine Isolation der Körner sorgt, dient der Polymer-Zusatz ebenfalls der Isolation der Körner und auch dem Zusammenbinden der einzelnen Körner. Dieser Materialaufbau ermöglicht die bereits erwähnte Wirbelstromarmut und die daraus resultierende sehr gute Schaltdynamik des Einspritzventils.It is particularly advantageous to use a powder composite iron powder provided with a polymer additive use, in which the individual iron grains each with electrically insulating layers (phosphate layers) are covered. Due to the high electrical resistance there can hardly be any between the powder particles Form eddy currents. While on the iron grains phosphating to isolate the grains the polymer additive also serves to isolate the Grains and also the binding of the individual grains. This material structure enables the one already mentioned Low eddy current and the resulting very good Switching dynamics of the injection valve.

In vorteilhafter Weise ist eine durch eine Längsöffnung des Kerns ragende und ihn nach innen hin kapselnde Hülse sehr dünnwandig aus einem rostbeständigen austenitischen Stahl (z. B. V2A-Stahl) ausgebildet, die weitgehend magnetflußund wirbelstromfrei ist. Die Magnetkreiseffektivität wird durch die dünnwandige nichtmagnetische Hülse nur sehr gering beeinflußt, so daß die positiven Magneteigenschaften der wirbelstromarmen Materialien deutlich überwiegen. Der Kern wird an seiner unteren Stirnfläche mit einem angrenzenden Polteil gekapselt, das aus einem ferritischen Material ausgebildet ist. Von Vorteil ist es, wenn sowohl die Hülse als auch das Polteil möglichst dünn ausgebildet werden, wobei die Hülse aus einem Material sein sollte, das einen höheren magnetischen Widerstand hat als der Kern und auch einen höheren magnetischen Widerstand hat als das Polteil.Advantageously, a through a longitudinal opening of the Kern's protruding and very encapsulating sleeve thin-walled from a rust-resistant austenitic steel (e.g. V2A steel), which are largely magnetic flux and is eddy current free. The magnetic circuit effectiveness will very thin due to the thin-walled non-magnetic sleeve influenced, so that the positive magnetic properties of the materials with a low eddy current predominate significantly. The core is on its lower face with an adjacent one Encapsulated pole part made of a ferritic material is trained. It is advantageous if both the sleeve and the pole part are made as thin as possible, the sleeve should be made of a material that one has higher magnetic resistance than the core and also has a higher magnetic resistance than the pole part.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils mit einem erfindungsgemäßen Magnetkreis, Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Magnetkreises, Figur 3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Magnetkreises, Figur 4 vier Abdichtmöglichkeiten bzw. Verbindungstechniken an einem Magnetkreis, Figur 5 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Magnetkreises und Figur 6 einen Schnitt durch einen Kern entlang der Linie VI-VI in Figur 2, der aus mehreren Sektoren zusammengesetzt ist.Embodiments of the invention are in the drawing shown in simplified form and in the following Description explained in more detail. 1 shows it Embodiment of a fuel injector with a magnetic circuit according to the invention, Figure 2 shows a second Embodiment of a magnetic circuit, Figure 3 shows a third Embodiment of a magnetic circuit, Figure 4 four Sealing options or connection techniques on one Magnetic circuit, Figure 5 shows a fourth embodiment of a Magnetic circuit and Figure 6 shows a section through a core along the line VI-VI in Figure 2, which consists of several Sectors is composed.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Das in der Figur 1 beispielsweise als erstes Ausführungsbeispiel dargestellte elektromagnetisch betätigbare Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen hat einen von einer Magnetspule 1 zumindest teilweise umgebenen, als Innenpol eines Magnetkreises dienenden, erfindungsgemäß ausgebildeten, rohrförmigen, weitgehend hohl zylindrischen Kern 2. Das Brennstoffeinspritzventil eignet sich besonders zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine. Ein beispielsweise gestufter Spulenkörper 3 nimmt eine Bewicklung der Magnetspule 1 auf und ermöglicht in Verbindung mit dem Kern 2 und einem ringförmigen, nichtmagnetischen, von der Magnetspule 1 teilweise umgebenen Zwischenstück 4 mit einem L-förmigen Querschnitt einen besonders kompakten und kurzen Aufbau des Einspritzventils im Bereich der Magnetspule 1. Das Zwischenstück 4 ragt dabei mit einem Schenkel in axialer Richtung in eine Stufe 5 des Spulenkörpers 3 und mit dem anderen Schenkel radial entlang einer in der Zeichnung unten liegenden Stirnfläche des Spulenkörpers 3. Der Kern 2 besteht erfindungsgemäß aus einem Pulververbundwerkstoff, dessen Eigenschaften später detailliert erläutert werden.First in FIG. 1, for example Embodiment shown electromagnetically actuatable valve in the form of an injection valve for Fuel injection systems from mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines has one of one Magnetic coil 1 at least partially surrounded, as an inner pole serving a magnetic circuit, according to the invention trained, tubular, largely hollow cylindrical Core 2. The fuel injector is particularly suitable for injecting fuel directly into a combustion chamber an internal combustion engine. For example, a tiered one Coil body 3 receives a winding of the magnet coil 1 and enables in conjunction with the core 2 and one annular, non-magnetic, from the magnet coil 1 partially surrounded intermediate piece 4 with an L-shaped Cross section a particularly compact and short structure of the Injector in the area of the solenoid coil 1. The Intermediate piece 4 projects axially with one leg Direction in a step 5 of the bobbin 3 and with other leg radially along one in the drawing below lying end face of the coil former 3. The core 2 according to the invention consists of a powder composite material, the properties of which will be explained in detail later.

In dem Kern 2 ist eine durchgängige Längsöffnung 7 vorgesehen, die sich entlang einer Ventillängsachse 8 erstreckt. Konzentrisch zur Ventillängsachse 8 verläuft ebenso eine dünnwandige, rohrförmige Hülse 10, die die innere Längsöffnung 7 des Kerns 2 durchragt und in stromabwärtiger Richtung mindestens bis zu einer unteren Stirnfläche 11 des Kerns 2 eingebracht ist. Die Hülse 10 liegt unmittelbar an der Wandung der Längsöffnung 7 an oder hat gegenüber dieser ein Spiel und besitzt eine Abdichtfunktion zum Kern 2 hin. Mit der nichtmagnetischen, z. B. aus rostbeständigem austenitischem CrNi-Stahl, kurz V2A-Stahl, bestehenden Hülse 10 ist ein ringscheibenförmiges ferritisches Polteil 13 fest und dicht verbunden, das an der unteren Stirnfläche 11 des Kerns 2 anliegt und den Kern 2 in stromabwärtiger Richtung begrenzt. Die Hülse 10 und das Polteil 13, das z. B. als Preßteil ausgebildet und mittels Schweißen oder Löten mit der Hülse 10 verbunden ist, bilden in Richtung der Ventillängsachse 8 bzw. in stromabwärtiger Richtung eine Kapselung des Kerns 2, die einen Kontakt von Brennstoff am Kern 2 wirksam verhindert. Dabei ragt die Hülse 10 beispielsweise mit ihrem stromabwärtigen Ende bis zu einem Absatz 17 einer inneren Durchlaßöffnung 12 des Polteils 13 und ist beispielsweise mit diesem Absatz 17 verbunden. Zusammen mit dem ebenfalls fest und dicht z. B. durch Schweißen oder Hartlöten beispielsweise mit dem in axialer Richtung verlaufenden Schenkel des Polteils 13 verbundenen Zwischenstück 4 sorgt diese Kapselung auch dafür, daß die Magnetspule 1 im mit Brennstoff durchströmten Zustand vollständig trocken bleibt und also nicht mit Brennstoff benetzt wird.There is a continuous longitudinal opening 7 in the core 2 provided that extends along a longitudinal valve axis 8 extends. Is concentric to the longitudinal axis 8 of the valve likewise a thin-walled, tubular sleeve 10, which the protrudes through the inner longitudinal opening 7 of the core 2 and in downstream direction at least to a lower one End face 11 of the core 2 is introduced. The sleeve 10 lies directly on the wall of the longitudinal opening 7 or has a game against it and owns one Sealing function to core 2. With the non-magnetic, z. B. made of rust-resistant austenitic CrNi steel, short V2A steel, existing sleeve 10 is an annular disc ferritic pole part 13 firmly and tightly connected to the lower end face 11 of the core 2 and the core 2 in downstream direction limited. The sleeve 10 and that Pole part 13, the z. B. formed as a pressed part and by means Welding or soldering is connected to the sleeve 10, form in the direction of the valve longitudinal axis 8 or in the downstream Direction of an encapsulation of the core 2, which is a contact of Fuel at core 2 effectively prevented. The protrudes Sleeve 10, for example, with its downstream end to a paragraph 17 of an inner passage opening 12 of the Pole part 13 and is, for example, with this paragraph 17th connected. Together with the also firm and dense z. B. by welding or brazing, for example with the in leg of the pole part 13 extending in the axial direction connected intermediate piece 4 also ensures this encapsulation for that the magnetic coil 1 flowed through with fuel Condition remains completely dry and therefore not with Fuel is wetted.

Die Hülse 10 dient auch als Brennstoffzufuhrkanal, wobei sie zusammen mit einem oberen metallenen (z. B. ferritischen), die Hülse 10 weitgehend umgebenden Gehäuseteil 14 einen Brennstoffeinlaßstutzen bildet. In dem Gehäuseteil 14 ist eine Durchgangsöffnung 15 vorgesehen, die beispielsweise den gleichen Durchmesser aufweist wie die Längsöffnung 7 des Kerns 2. Die das Gehäuseteil 14, den Kern 2 und das Polteil 13 in den jeweiligen Öffnungen 7, 12 und 15 durchragende Hülse 10 ist neben der festen Verbindung mit dem Polteil 13 auch dicht und fest mit dem Gehäuseteil 14 z. B. durch Schweißen oder Bördeln am oberen Ende 16 der Hülse 10 verbunden. Das Gehäuseteil 14 bildet das zulaufseitige Ende des Brennstoffeinspritzventils und umhüllt die Hülse 10, den Kern 2 und die Magnetspule 1 zumindest teilweise in axialer und radialer Richtung und erstreckt sich beispielsweise in axialer Richtung stromabwärts gesehen noch über die Magnetspule 1 hinaus. An das obere Gehäuseteil 14 schließt sich ein unteres Gehäuseteil 18 an, das z. B. ein axial bewegliches Ventilteil bestehend aus einem Anker 19 und einer Ventilnadel 20 bzw. einen Ventilsitzträger 21 umschließt bzw. aufnimmt. Die beiden Gehäuseteile 14 und 18 sind im Bereich des unteren Endes 23 des oberen Gehäuseteils 14 z. B. mit einer umlaufenden Schweißnaht fest miteinander verbunden.The sleeve 10 also serves as a fuel supply channel, whereby it together with an upper metal (e.g. ferritic), the sleeve 10 largely surrounding a housing part 14 Fuel inlet port forms. In the housing part 14 is a through opening 15 is provided, for example the has the same diameter as the longitudinal opening 7 of the Core 2. The housing part 14, the core 2 and the pole part 13 protruding in the respective openings 7, 12 and 15 Sleeve 10 is next to the fixed connection to the pole part 13 also tight and firm with the housing part 14 z. B. by Welding or flanging at the upper end 16 of the sleeve 10 connected. The housing part 14 forms the inlet end of the fuel injector and envelops the sleeve 10, the Core 2 and the magnetic coil 1 at least partially in the axial and radial direction and extends for example in seen in the axial direction downstream over the Magnetic coil 1 out. Closes on the upper housing part 14 a lower housing part 18 which, for. B. an axial movable valve part consisting of an armature 19 and a valve needle 20 or a valve seat support 21 encloses or records. The two housing parts 14 and 18 are in the region of the lower end 23 of the upper housing part 14 z. B. with a circumferential weld firmly together connected.

In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind das untere Gehäuseteil 18 und der weitgehend rohrförmige Ventilsitzträger 21 durch Verschrauben fest miteinander verbunden; Schweißen oder Löten stellen aber ebenso mögliche Fügeverfahren dar. Die Abdichtung zwischen dem Gehäuseteil 18 und dem Ventilsitzträger 21 erfolgt z. B. mittels eines Dichtrings 22. Der Ventilsitzträger 21 besitzt über seine gesamte axiale Ausdehnung eine innere Durchgangsoffnung 24, die konzentrisch zu der Ventillängsachse 8 verläuft. Mit seinem unteren Ende 25, das auch zugleich den stromabwärtigen Abschluß des gesamten Brennstoffeinspritzventils darstellt, umgibt der Ventilsitzträger 21 einen in der Durchgangsöffnung 24 eingepaßten Ventilsitzkörper 26. In der Durchgangsöffnung 24 ist die z. B. stangenförmige, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende Ventilnadel 20 angeordnet, die an ihrem stromabwärtigen Ende einen Ventilschließabschnitt 28 aufweist. Dieser sich keglig verjüngende Ventilschließabschnitt 28 wirkt in bekannter Weise mit einer im Ventilsitzkörper 26 vorgesehenen, sich in Strömungsrichtung z. B. kegelstumpfförmig verjüngenden Ventilsitzfläche 29 zusammen, die in axialer Richtung stromabwärts einer im Ventilsitzkörper 26 befindlichen Führungsöffnung 30 ausgebildet ist. Stromabwärts der Ventilsitzfläche 29 ist bzw. sind im Ventilsitzkörper 26 wenigstens eine, z. B. aber auch zwei oder vier Austrittsöffnungen 32 für den Brennstoff eingebracht. In der Führungsöffnung 30 bzw. in der Ventilnadel 20 sind nicht dargestellte Strömungsbereiche (Vertiefungen, Nuten oder ähnliches) vorgesehen, die einen ungehinderten Brennstofffluß von der Durchgangsöffnung 24 bis zu der Ventilsitzfläche 29 gewährleisten.In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, these are lower housing part 18 and the largely tubular Valve seat carrier 21 firmly screwed together connected; Welding or soldering are also possible Joining process. The seal between the housing part 18 and the valve seat support 21 takes place, for. B. by means of a Sealing rings 22. The valve seat support 21 has its own total axial extent an inner through opening 24, which runs concentrically to the valve longitudinal axis 8. With its lower end 25, which also the downstream completion of the whole Fuel injector, surrounds the Valve seat carrier 21 one in the through opening 24 fitted valve seat body 26. In the through opening 24 is the z. B. rod-shaped, a circular Cross-sectioned valve needle 20 arranged on a valve closing section 28 at its downstream end having. This tapered cone Valve closing section 28 acts in a known manner with a provided in the valve seat body 26, in Flow direction z. B. frustoconical Valve seat surface 29 together in the axial direction downstream of one located in the valve seat body 26 Guide opening 30 is formed. Downstream of the Valve seat surface 29 is or are in valve seat body 26 at least one, e.g. B. but also two or four Outlet openings 32 are introduced for the fuel. In the Guide opening 30 or in the valve needle 20 are not represented flow areas (depressions, grooves or similar) provided an unimpeded Fuel flow from the passage opening 24 to the Ensure valve seat surface 29.

Die in Figur 1 gezeigte Anordnung des unteren Gehäuseteils 18, des Ventilsitzträgers 21 und des beweglichen Ventilteils (Anker 19, Ventilnadel 20) stellt nur eine mögliche Ausbildungsvariante der dem Magnetkreis stromabwärts folgenden Ventilbaugruppe dar. In allen folgenden Figuren wird auf diesen Ventilbereich verzichtet, wobei betont werden soll, daß die unterschiedlichsten Ventilbaugruppen zusammen mit der erfindungsgemäßen Ausbildung des Kerns 2 kombiniert werden können. Neben sogenannten nach innen öffnenden Einspritzventilen (z. B. US-PS 5,247,918) können auch Ventilbaugruppen eines nach außen öffnenden Einspritzventils, wie sie z. B. aus der US-PS 4,958,771 bekannt sind bzw. in der Patentanmeldung DE-P 196 01 019.5 vorgeschlagen wurden, zusammen mit der neuen Magnetkreisgestaltung verwendet werden. Auch kugelförmige Ventilschließkörper bzw. Spritzlochscheiben sind z. B. in solchen Ventilbaugruppen denkbar. The arrangement of the lower housing part shown in Figure 1 18, the valve seat support 21 and the movable valve part (Anchor 19, valve needle 20) represents only one possible Design variant of the magnetic circuit downstream following valve assembly. In all the following figures this valve area is dispensed with, emphasizing should be that the most diverse valve assemblies together with the formation of the core 2 according to the invention can be combined. In addition to so-called inside opening injection valves (e.g. US Pat. No. 5,247,918) also valve assemblies of an outward opening Injector, as z. B. from U.S. Patent 4,958,771 are known or in the patent application DE-P 196 01 019.5 have been proposed along with the new one Magnetic circuit design can be used. Also spherical Valve closing bodies or spray perforated disks are e.g. B. in such valve assemblies conceivable.

Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise elektromagnetisch. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 20 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer im Inneren der Hülse 10 angeordneten Rückstellfeder 33 bzw. Schließen des Einspritzventils dient der elektromagnetische Kreis mit der Magnetspule 1, dem Kern 2, dem Polteil 13 und dem Anker 19. Der Anker 19 ist mit dem dem Ventilschließabschnitt 28 abgewandten Ende der Ventilnadel 20 z. B. durch eine Schweißnaht verbunden und auf den Kern 2 ausgerichtet. Zur Führung der Ventilnadel 20 während ihrer Axialbewegung mit dem Anker 19 entlang der ventillängsachse 8 dient die Führungsöffnung 30 des Ventilsitzkörpers 26. Der Anker 19 wird während der Axialbewegung in dem genau gefertigten nichtmagnetischen Zwischenstück 4 geführt. Wie auf der linken Seite der Figur 1 gezeigt, kann alternativ zur beschriebenen separaten Ausführung von Polteil 13 und unterem Gehäuseteil 18 auch eine einteilige Version vorgesehen werden, bei der sich vom Polteil 13 ausgehend ein umlaufender, schmaler Steg 35 in axialer Richtung als Übergang zum Gehäuseteil 18 erstreckt und alle Abschnitte zusammen (Polteil 13, hülsenförmiger Steg 35, unteres Gehäuseteil 18) ein ferritisches Bauteil bilden. Entsprechend dient dann die innere Begrenzungsfläche des Stegs 35 als Führung des Ankers 19.The injection valve is actuated in a known manner Way electromagnetic. For the axial movement of the Valve needle 20 and thus to open against the spring force a return spring 33 arranged inside the sleeve 10 or closing the injection valve is used electromagnetic circuit with the magnetic coil 1, the core 2, the pole part 13 and the armature 19. The armature 19 is with the the valve closing section 28 facing away from the Valve needle 20 z. B. connected by a weld and aligned to core 2. To guide the valve needle 20 during their axial movement with the armature 19 along the longitudinal valve axis 8 serves the guide opening 30 of Valve seat body 26. The armature 19 is during the Axial movement in the precisely manufactured non-magnetic Intermediate piece 4 out. Like on the left side of the figure 1 may alternatively to the described separate Execution of pole part 13 and lower housing part 18 also a one-piece version will be provided, in which the Pole part 13 starting from a circumferential, narrow web 35 in extends in the axial direction as a transition to the housing part 18 and all sections together (pole part 13, sleeve-shaped Web 35, lower housing part 18) a ferritic component form. The inner boundary surface then serves accordingly of the web 35 as a guide for the armature 19.

In eine konzentrisch zu der Ventillängsachse 8 verlaufende innere Strömungsbohrung 37 der Hülse 10, die der Zufuhr des Brennstoffs in Richtung der Ventilsitzfläche 29 dient, ist eine Einstellhülse 38 eingeschoben, eingepreßt oder eingeschraubt. Die Einstellhülse 38 dient zur Einstellung der Federvorspannung der an der Einstellhülse 38 anliegenden Rückstellfeder 33, die sich wiederum mit ihrer gegenüberliegenden Seite an einem Absatz 39 des an der Ventilnadel 20 befestigten Ankers 19 abstützt. Im Anker 19 sind ein oder mehrere ringförmige oder bohrungsähnliche Strömungskanäle 40 vorgesehen, durch die der Brennstoff von der Strömungsbohrung 37 aus bis in die Durchgangsöffnung 24 gelangen kann. Alternativ sind auch Anschliffe an der Ventilnadel 20 denkbar, so daß Strömungskanäle 40 im Anker 19 nicht mehr erforderlich wären. In die Strömungsbohrung 37 der Hülse 10 ragt zulaufseitig ein Brennstoffilter 42 hinein, der für die Herausfiltrierung solcher Brennstoffbestandteile sorgt, die aufgrund ihrer Größe im Einspritzventil Verstopfungen oder Beschädigungen verursachen könnten. Der Brennstoffilter 42 ist z. B. durch Einpressen im Gehäuseteil 14 fixiert.In a concentric to the valve longitudinal axis 8 inner flow bore 37 of the sleeve 10 which the supply of Serves fuel in the direction of the valve seat surface 29 is an adjusting sleeve 38 inserted, pressed or screwed. The adjustment sleeve 38 is used for adjustment the spring preload of the adjoining the adjusting sleeve 38 Return spring 33, which in turn with her opposite side at a paragraph 39 of the at the Valve needle 20 supported armature 19 supports. At anchor 19 are one or more ring-shaped or bore-like Flow channels 40 are provided through which the fuel from the flow bore 37 out into the through opening 24 can reach. Alternatively, bevels on the Valve needle 20 conceivable, so that flow channels 40 in the armature 19 would no longer be required. In the flow bore 37 a fuel filter 42 protrudes on the inlet side into that for filtering out such Fuel components ensures that due to their size in Injector blockages or damage could cause. The fuel filter 42 is e.g. B. by Pressing fixed in the housing part 14.

Der Hub der Ventilnadel 20 wird durch den Ventilsitzkörper 26 und das Polteil 13 vorgegeben. Eine Endstellung der Ventilnadel 20 ist bei nicht erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ventilschließabschnitts 28 an der Ventilsitzfläche 29 des Ventilsitzkörpers 26 festgelegt, während sich die andere Endstellung der Ventilnadel 20 bei erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ankers 19 an dem Polteil 13 ergibt. Die Oberflächen der Bauteile in diesem Anschlagbereich sind beispielsweise verchromt.The stroke of the valve needle 20 is through the valve seat body 26 and the pole part 13 specified. A final position of the Valve needle 20 is through when the magnet coil 1 is not energized the installation of the valve closing section 28 on the Valve seat surface 29 of the valve seat body 26 fixed, while the other end position of the valve needle 20 at excited solenoid 1 by the system of the armature 19 on the Pole part 13 results. The surfaces of the components in this The stop area is chrome-plated, for example.

Die elektrische Kontaktierung der Magnetspule 1 und damit deren Erregung erfolgt über Kontaktelemente 43, die auch außerhalb des eigentlichen Spulenkörpers 3 aus Kunststoff noch mit einer Kunststoffumspritzung 45 versehen sind. Die Kunststoffumspritzung kann sich auch über weitere Bauteile (z. B. Gehäuseteile 14 und 18) des Brennstoffeinspritzventils erstrecken. Aus der Kunststoffumspritzung 45 heraus verläuft ein elektrisches Anschlußkabel 44, über das die Bestromung der Magnetspule 1 erfolgt. Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des Kerns 2 zeigt die Figur 1. Hier ist der Kern 2 zwar rohrförmig, allerdings nicht mit konstantem Außendurchmesser ausgeführt. Nur im Bereich der Kunststoffumspritzung 45 besitzt der Kern 2 über seine gesamte axiale Erstreckung einen konstanten Außendurchmesser. Außerhalb der Kunststoffumspritzung 45 ist der Kern 2 mit einem radial nach außen weisenden Kragen 46 ausgestaltet, der sich teilweise deckelartig über die Magnetspule 1 erstreckt. Die Kunststoffumspritzung 45 ragt somit durch eine Nut im Kragen 46. Da der Kern 2 aus einem Wirbelströme vermindernden Material, z. B. einem Pulververbundwerkstoff, besteht, ist diese Ausführung zur Erzielung eines sehr effektiven Magnetkreises besonders sinnvoll.The electrical contacting of the magnetic coil 1 and thus their excitation takes place via contact elements 43, which also outside the actual coil body 3 made of plastic are still provided with a plastic extrusion 45. The Plastic encapsulation can also affect other components (e.g. housing parts 14 and 18) of the Extend fuel injector. From the Plastic extrusion 45 runs an electrical Connection cable 44, via which the energization of the magnet coil 1 he follows. A particularly advantageous embodiment of the core 2 shows the figure 1. Here, the core 2 is tubular, but not with a constant outside diameter. The core has only in the area of the plastic encapsulation 45 2 a constant over its entire axial extent Outer diameter. Outside the plastic extrusion 45 is the core 2 with a radially outwardly facing collar 46 designed, which is partly like a lid over the Magnetic coil 1 extends. The plastic extrusion 45 protrudes thus by a groove in the collar 46. Since the core 2 from one Eddy current reducing material, e.g. B. one Powder composite material, this version is for Achieving a very effective magnetic circuit especially meaningful.

Im folgenden wird auf die erfindungsgemäße Ausbildung des Magnetkreises näher eingegangen. Ein aus magnetischer Sicht idealer Werkstoff für den Kern 2 ist z. B. ferritisches Weicheisen. Dieses Material weist jedoch auch Nachteile auf. Einerseits ist der Werkstoff sehr gut elektrisch leitend, was dazu führt, daß nachteilige Wirbelströme in großem Ausmaß entstehen, die gerade erfindungsgemäß stark reduziert werden sollen. Zum anderen ist solches Weicheisen äußerst schwierig mechanisch bearbeitbar. Deshalb wird heutzutage für Magnetkreise, speziell für den Kern 2, von Brennstoffeinspritzventilen kaum Weicheisen eingesetzt, sondern üblicherweise ein ferritischer Chromstahl, z. B. ein 13 %iger Cr-Stahl, der zwar weniger gute magnetische Eigenschaften besitzt, aber sehr gut handhabbar ist.In the following the training of the invention Magnetic circuit discussed in more detail. One from a magnetic point of view ideal material for core 2 is z. B. ferritic Soft iron. However, this material also has disadvantages. On the one hand, the material is very good electrical conductor, which causes adverse eddy currents in large Extent arise, which is greatly reduced according to the invention should be. On the other hand, such soft iron is extreme difficult to machine. That's why today for magnetic circuits, especially for core 2, from Fuel injectors hardly any soft iron used, but usually a ferritic chrome steel, e.g. B. a 13% Cr steel, which is less good magnetic Has properties, but is very easy to handle.

Ausgehend von diesem bekannten Material für Magnetkreise wird kurz die Entstehung von Wirbelströmen erläutert, die möglichst gering gehalten werden sollen. Ändert sich in einem einen magnetischen Fluß führenden Bauteil die magnetische Flußdichte (durch die Bestromung der Magnetspule 1), dann werden in das ganze Flußfeld oder in Teile des Flußfeldes umfassenden, leitenden Bahnschleifen senkrecht zur Flußrichtung Spannungen induziert, die Wirbelströme zur Folge haben (2. Maxwellsches Gesetz). Die Wirbelströme wirken immer ihrer Ursache entgegen (Lenzsche Regel). Konkret schwächen sie das magnetische Nutzfeld dadurch, daß sie ein Gegenfeld aufbauen. Durch diese Wirbelströme wird ein großer Teil der zugeführten elektrischen Energie nicht in gewünschter Weise in magnetische Energie umgesetzt, sondern in nicht nutzbare Wärmeenergie umgewandelt. Ziel ist es deshalb, einen wirbelstromminimierten Magnetkreis zu schaffen.Based on this known material for magnetic circuits the formation of eddy currents is briefly explained should be kept as low as possible. Changes to a component carrying a magnetic flux magnetic flux density (by energizing the magnet coil 1), then in the whole river field or in parts of the Conductive path loops comprising the river field vertically to the direction of flow induced voltages, the eddy currents to Have consequence (2. Maxwell's law). The eddy currents always counteract their cause (Lenz's rule). Specifically, they weaken the useful magnetic field by the fact that they build up an opposing field. Through these eddy currents a large part of the electrical energy supplied is not converted into magnetic energy in the desired way, but converted into unusable thermal energy. the goal is therefore, to create an eddy current-minimized magnetic circuit create.

Es wurde gefunden, daß weichmagnetische Pulververbundwerkstoffe bzw. Compositwerkstoffe (SMC - Soft Magnetic Composites) eine besonders geringe Wirbelstromneigung besitzen. Aus diesem Grund wird ein solches Material für ausgewählte, magnetflußführende Teilvolumina des Magnetkreises verwendet, wobei sich speziell der Kern 2 zur Ausbildung mit einem solchen Pulververbundwerkstoff eignet. Berechnungen haben nämlich ergeben, daß die höchste Wirbelstromdichte gerade im inneren Bauteil, also im Kern 2, des Magnetkreises entsteht. Hier kann also ein wirbelstromminimierendes Material besonders wirksam eingesetzt werden. In Verbindung mit dem ferritischen Gehäuseteil 14 und dem ferritischen Polteil 13 liegt also ein hybrider Magnetkreis vor. Besonders geeignet ist dabei für den Kern 2 ein Pulververbundwerkstoff. Dieses Material besteht z.B. aus handelsüblichen Reineisenpulver, welches in einer Kunststoffmatrix liegt. Das Eisenpulver weist eine sehr kleine Körnigkeit auf, wobei die einzelnen Eisenkörner mit einer sehr dünnen, elektrisch isolierenden Phosphatschicht überzogen sind. Das Pulver ist außerdem mit einem z.B. 0,5 Masse-% Polymer-Zusatz (z.B. Polyamid, Phenolharz u.a.) versehen, der elektrisch isolierend wirkt und die Körner bindet. Durch den hohen elektrischen Widerstand zwischen den Pulverteilchen eines solchen pulvermetallurgischen, "verbackenen" Compositwerkstoffs können sich dort kaum Wirbelströme bilden. Neben der vorteilhaften wirbeistromreduzierung ergeben sich weitere Vorteile der Verwendung eines Pulververbundwerkstoffs, wie eine kostengünstige Herstellbarkeit, eine einfache Handhabbarkeit und maßgenaue Bearbeitbarkeit (z. B. Herstellung einer inneren Preßpassung für die Längsöffnung 7 im Kern 2) sowie gute Klebeeigenschaften. Von besonderem Vorteil ist jedoch, daß die Magneteigenschaften trotz verminderter Wirbelstromneigung gegenüber den bekannten Magnetkreismaterialien vergleichbar gut sind.It has been found that soft magnetic powder composites or composite materials (SMC - Soft Magnetic Composites) a particularly low eddy current tendency have. For this reason, such a material is used for selected, partial magnetic flux carrying the Magnetic circuit used, specifically the core 2 for Training with such a powder composite material is suitable. Calculations have shown that the highest Eddy current density especially in the inner component, i.e. in core 2, of the magnetic circuit is created. So here one can eddy current minimizing material particularly effective be used. In connection with the ferritic Housing part 14 and the ferritic pole part 13 is therefore a hybrid magnetic circuit. It is particularly suitable for the core 2, a powder composite. This material e.g. from commercially available pure iron powder, which in a plastic matrix. The iron powder has one very small graininess, with the individual iron grains with a very thin, electrically insulating Phosphate layer are coated. The powder is also included one e.g. 0.5% by mass of polymer additive (e.g. polyamide, Phenolic resin, etc.), which has an electrically insulating effect and binds the grains. Due to the high electrical Resistance between the powder particles of such powder metallurgical, "baked" composite material there can hardly be any eddy currents. In addition to the advantageous eddy current reduction results in further Advantages of using a powder composite, such as inexpensive to manufacture, simple Manageability and precise machinability (e.g. Production of an internal press fit for the longitudinal opening 7 in the core 2) and good adhesive properties. Of special However, the advantage is that the magnetic properties despite reduced eddy current tendency compared to the known Magnetic circuit materials are comparably good.

Das Ausführen ausgewählter Teilvolumina des Innenpols des Magnetkreises, speziell des Kerns 2, mit einem wirbelstromarmen Werkstoff verkürzt, verglichen mit herkömmlichen Magnetkreisen gleicher Geometrie, in vorteilhafter Weise die Schaltzeiten des Ventils (Anzugszeit, Schließzeit) ohne eine nennenswerte Absenkung des Maximalkraftniveaus des Magnetkreises. Die mechanischen Eigenschaften der Pulververbundwerkstoffe (relativ hohe Sprödigkeit, relativ geringe Festigkeit) haben einen Einsatz in einem Brennstoffeinspritzventil (besonders für Benzinanwendungen) bisher nicht sinnvoll erscheinen lassen, da eine Brennstoffbeständigkeit nicht vollständig gewährleistet werden kann. Die Ventilfunktion könnte durch aus dem Verbund herausgelöste Teilchen bei permanenter Benetzung mit Brennstoff beeinträchtigt werden. Erfindungsgemäß wird deshalb eine Kapselung des Pulververbundwerkstoffs mit der Hülse 10 und dem Polteil 13 mit einer Abdichtung zu dem Brennstoff führenden inneren Strömungsweg vorgenommen. Die nichtmagnetische Hülse 10 ist sehr dünnwandig ausgeführt, um die guten Magneteigenschaften des Compositwerkstoffs bestmöglich auszunutzen. Die Kapselung und mechanische Entlastung des wirbelstromarmen Werkstoffs des Kerns 2 durch ein flußleitendes, ferritisches Polteil 13 und eine nichtmagnetische, wirbelstromfreie Hülse 10 vermeidet die Zerrüttung und Abtragung des mechanisch empfindlichen Verbundwerkstoffs.Execution of selected partial volumes of the inner pole of the Magnetic circuit, especially the core 2, with a low eddy current material compared to conventional magnetic circuits of the same geometry, in advantageously the switching times of the valve (Tightening time, closing time) without a significant reduction the maximum force level of the magnetic circuit. The mechanical Properties of the powder composite materials (relatively high Brittleness, relatively low strength) have an application in a fuel injector (especially for Petrol applications) have so far not made sense, because fuel resistance is not complete can be guaranteed. The valve function could be Particles detached from the composite with permanent Wetting with fuel can be impaired. According to the invention, an encapsulation of the Powder composite material with the sleeve 10 and the pole part 13 with a seal leading to the fuel inside Flow path made. The non-magnetic sleeve 10 is very thin-walled to ensure the good magnetic properties make the best possible use of the composite material. The Encapsulation and mechanical relief of the low eddy current Material of the core 2 by a flux-conducting, ferritic Pole part 13 and a non-magnetic, eddy current-free sleeve 10 avoids the disruption and erosion of the mechanically sensitive composite.

In den Figuren 2 bis 5 sind verschiedene Ausführungsbeispiele des neuartigen Magnetkreises für Brennstoffeinspritzventile dargestellt. Wie bereits erwähnt, wird in den Darstellungen auf die abspritzseitigen Ventilbaugruppen verzichtet, da sie nicht erfindungswesentlich sind. In diesen Ausführungsbeispielen der nachfolgenden Figuren sind die gegenüber dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gleichbleibenden bzw. gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Nur die gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 modifizierten bzw. geänderten Bauteile werden nachfolgend näher beschrieben.In Figures 2 to 5 are different Embodiments of the novel magnetic circuit for Fuel injectors shown. As already mentioned, is in the representations on the spray side Valve assemblies are omitted because they are not are essential to the invention. In these embodiments the following figures are those compared to that in FIG. 1 illustrated embodiment constant or equivalent parts by the same reference numerals characterized. Only those compared to the embodiment Components modified or changed according to Figure 1 described in more detail below.

Die Figur 2 zeigt ein Brennstoffeinspritzventil teilweise, das einen rohrförmigen Kern 2 mit weitgehend konstantem Außendurchmesser aufweist, der also keinen radial nach außen, einen die Magnetspule 1 teilweise überdeckenden Kragen 46 hat. Vielmehr ist der Kern 2 beispielsweise an seiner unteren Stirnfläche 11 gestuft ausgeführt, um von dem nun im Querschnitt L-förmigen Polteil 13 maßgenau umschlossen zu werden. Das Polteil 13 besitzt nämlich an seiner radial äußeren, der Hülse 10 gegenüberliegenden Begrenzungsseite einen umlaufenden, nach oben stehenden Kragen 48, der z. B. axial bündig mit dem Zwischenstück 4 abschließt. Somit ist der Kern 2 auch noch an seiner äußeren, der Magnetspule 1 zugewandten Umfangsfläche teilweise umfaßt. Die festen Verbindungen von Hülse 10 und Polteil 13 bzw. Polteil 13 und Zwischenstück 4 werden wiederum durch Schweißen oder Hartlöten erzielt. Ein elastischer Ring 49 zwischen einer oberen Stirnfläche 50 des Kerns 2 und dem Boden des Gehäuseteils 14 besitzt im wesentlichen keine Dichtaufgabe, sondern drückt z. B. den Pulververbundwerkstoff des Kerns 2 in Richtung des Polteils 13. Die Einstellhülse 38 ist beispielsweise durch Verschrauben oder Verstemmen im Gehäuseteil 14 eingebracht und drückt mit einem langgestreckten, stromabwärts verjüngten Hülsenabschnitt 52 gegen die Rückstellfeder 33. Die Hülse 10 ist gegenüber dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel verkürzt ausgeführt. Ihre axiale Erstreckung reicht von einem Gehäuseabsatz 53 der Längsöffnung 7 nahe der oberen Stirnfläche 50 des Kerns 2 bis zur stromabwärtigen Begrenzungsfläche des Polteils 13.FIG. 2 shows a fuel injector partially, the one tubular core 2 with largely constant Has outer diameter, which is not radially behind outside, one partially covering the magnetic coil 1 Has collar 46. Rather, the core 2 is on, for example its lower end face 11 is stepped, from which now dimensionally accurate in cross-section L-shaped pole part 13 to be enclosed. The pole part 13 has namely its radially outer, the sleeve 10 opposite Boundary side a circumferential, upward-facing Collar 48, the z. B. axially flush with the intermediate piece 4th concludes. Thus, the core 2 is still on it outer, the magnetic coil 1 facing peripheral surface partially included. The fixed connections of sleeve 10 and Pole part 13 or pole part 13 and intermediate piece 4 again achieved by welding or brazing. On elastic ring 49 between an upper end face 50 of the Core 2 and the bottom of the housing part 14 has in essentially no sealing task, but presses z. B. the Powder composite material of the core 2 in the direction of the pole part 13. The adjusting sleeve 38 is for example Screwing or caulking introduced in the housing part 14 and pushes with an elongated, downstream tapered sleeve section 52 against the return spring 33. The sleeve 10 is compared to that shown in Figure 1 Embodiment is shortened. Your axial Extension extends from a housing shoulder 53 Longitudinal opening 7 near the upper end face 50 of the core 2 to the downstream boundary surface of the pole part 13.

In der Figur 3 ist ein Brennstoffeinspritzventil teilweise dargestellt, das eine nur sehr kurze Hülse 10 aufweist, die nur eine geringfügig größere axiale Ausdehnung besitzt als der Kern 2, der kreisringförmig sowohl mit konstantem Innendurchmesser als auch konstantem Außendurchmesser ausgeführt ist. Die Hülse 10 steht ohne Überlappung nur auf dem Polteil 13 auf, was keine optimale dichte Verbindung erlaubt.In Figure 3, a fuel injector is partial shown, which has a very short sleeve 10, the has only a slightly larger axial extent than the core 2, which is circular with both constant Inside diameter as well as constant outside diameter is executed. The sleeve 10 stands up without overlap the pole part 13, which is not an optimal tight connection allowed.

Vier verschiedene Ausführungsformen der Hülse 10 bzw. Abdichtmöglichkeiten und Verbindungstechniken sind in der Figur 4 zusammengefaßt. Wird die Hülse 10 mit einer größeren Länge z. B. bis zum zulaufseitigen Ende des Einspritzventils ausgeführt, bietet sich ein festes Verbinden der Hülse 10 in der Längsöffnung 7 des Gehäuseteils 14 durch eine Schweißnaht 56 nahe des Einspritzventilendes an. Ist die Hülse 10 kürzer ausgeführt, so kann eine Abdichtung zwischen der Hülse 10 und dem Gehäuseteil 14 durch einen Dichtring 57 erfolgen, der oberhalb der Magnetspule 1 in einer in der Längsöffnung 7 eingebrachten umlaufenden Ringnut 58 eingesetzt ist. Als Alternativen zu dem in Figur 3 gezeigten kleinen Berührungsbereich von Hülse 10 und Polteil 13 sind in der Figur 4 zwei Möglichkeiten einer sicheren Verbindung beider Bauteile dargestellt. Durch abgewinkelte Bereiche 60 und 61 an der Hülse 10 und an dem Polteil 13 entstehen jeweils Überlappungen mit dem anderen Bauteil, die eine einfachere und sichere Befestigung erlauben. Der am unteren Ende der Hülse 10 z. B. rechtwinklig nach außen stehende Bereich 60 greift teilweise unter den Kern 2 an seiner unteren Stirnfläche 11. Andererseits kann auch das Polteil 13 der Hülse 10 zugewandt einen dünnwandigen, nach oben stehenden Bereich 61 aufweisen, der von der in diesem Bereich leicht nach außen gebogenen Hülse 10 hintergriffen wird und somit für die gewünschte Überlappung sorgt. In beiden Fällen läßt sich durch Schweißen oder Löten sehr einfach eine feste und dichte Verbindung erzielen.Four different embodiments of the sleeve 10 or Sealing options and connection techniques are in the Figure 4 summarized. If the sleeve 10 with a larger Length z. B. up to the inlet end of the injection valve executed, offers a firm connection of the sleeve 10 in the longitudinal opening 7 of the housing part 14 by a Weld 56 near the injector end. Is the Sleeve 10 is shorter, so a seal between the sleeve 10 and the housing part 14 through a sealing ring 57 take place above the magnetic coil 1 in a in the Longitudinal opening 7 introduced circumferential annular groove 58 is used. As alternatives to that shown in Figure 3 are small contact area of the sleeve 10 and the pole part 13 in Figure 4 two ways of a secure connection shown both components. Through angled areas 60 and 61 arise on the sleeve 10 and on the pole part 13 each overlap with the other component, the one allow easier and secure attachment. The one at the bottom End of the sleeve 10 z. B. standing at right angles to the outside Area 60 partially reaches under core 2 on its lower end face 11. On the other hand, the pole part 13 of the sleeve 10 facing a thin-walled, upward have standing area 61 which of the in this Grip area slightly bent outward sleeve 10 and thus ensures the desired overlap. In Both cases can be done very well by welding or soldering simply achieve a firm and tight connection.

In der Figur 5 ist ein Magnetkreis mit einem verkürzten Kern 2 dargestellt. Das Gehäuseteil 14 ist zweiteilig ausgeführt, wobei ein erstes Gehäuseteil 14a weitgehend einen Brennstoffeinlaßstutzen bildet und ein zweites Gehäuseteil 14b ein Magnetgehäuse darstellt. Das Gehäuseteil 14b besitzt einen die Magnetspule 1 überdeckenden Deckelabschnitt 63, der auch über den Kern 2 hinweg bis zur Hülse 10 verläuft und damit den Kern 2 nach oben hin abschließt.5 shows a magnetic circuit with a shortened core 2 shown. The housing part 14 is made in two parts, a first housing part 14a largely one Fuel inlet port forms and a second housing part 14b illustrates a magnet housing. The housing part 14b has a cover section 63 covering the magnetic coil 1, which also extends over the core 2 to the sleeve 10 and thus closes the core 2 at the top.

Einen Schnitt durch einen Kern 2 beispielsweise entlang der Linie VI-VI in Figur 2 zeigt die Figur 6. Allerdings zeigt diese Schnittdarstellung bereits eine alternative Ausführungsform. Hierbei handelt es sich nicht um einen Pulververbundwerkstoff im oben beschriebenen Sinn als Material für den Kern 2, sondern um ein gediegenes (reines), ferritisches Material. Der Kern 2 wird bei dieser Ausbildung aus mehreren, beispielsweise vier Sektoren 65 gebildet, die zusammengesetzt einen vollständigen Kreisring ergeben. Bedingung für die Erzielung des positiven Effektes der Wirbelstromminimierung ist mindestens eine Zweiteilung des Kerns 2; es sind auch z.B. sechs, acht oder zehn Sektoren 65 denkbar. Bei allen diesen Ausführungsformen wird in vorteilhafter Weise das Verhältnis von Umfang zu Fläche des Kerns 2 durch die mehreren elektrisch voneinander isolierten Sektoren 65 vergrößert.A section through a core 2, for example, along the Line VI-VI in Figure 2 shows Figure 6. However, shows this sectional view is already an alternative Embodiment. This is not one Powder composite in the sense described above as Material for the core 2, but a solid (pure), ferritic material. The core 2 is in this training formed from several, for example four, sectors 65 which put together form a complete circular ring. Condition for achieving the positive effect of Eddy current minimization is at least a split in two Core 2; it is also e.g. six, eight or ten sectors 65 conceivable. In all of these embodiments, in advantageously the ratio of the circumference to the area of the Core 2 by the plurality of electrically isolated from each other Sectors 65 enlarged.

Bei dem aus Sektoren 65 zusammengefügten (sektorierten) Kern 2 werden die einen kleineren magnetischen Widerstand gegenüber den zuvor beschriebenen Materialien aufweisenden Sektoren 65 innerhalb der Magnetspule 1 in den Magnetkreis eingesetzt. Die einzelnen Sektoren 65 sind mit einer elektrisch isolierenden Oberflächenschicht 66 (z. B. Lackierung) gegeneinander und gegen die umgebenden Bauteile versehen. Eine solche Anordnung weist bezüglich der Wirbelstromminimierung Gemeinsamkeiten mit dem Pulververbundwerkstoff-Kern 2 auf. Die Hülse 10 und das Polteil 13 sind wiederum so konstruiert, daß sie den positiven Effekt des wirbelstromarmen Volumens so wenig wie möglich beeinflussen oder abschwächen. Maßnahmen hierfür sind ein möglichst dünnes Polteil 13 und eine Hülse 10 mit höherem magnetischen Widerstand als die Materialien der Sektoren 65 bzw. dem des Pulververbundwerkstoffs, so daß kein nennenswerter magnetischer Fluß in die Hülse 10 eindringt, der dort ansonsten Wirbelströme erzeugen könnte. Außerdem sollten die Materialien der Hülse 10 stets einen höheren magnetischen Widerstand haben als die Materialien des Polteils 13.In the case of the (sectored) core composed of sectors 65 2 will have a smaller magnetic resistance compared to the previously described materials Sectors 65 within the magnetic coil 1 in the magnetic circuit used. The individual sectors 65 are with a electrically insulating surface layer 66 (e.g. Painting) against each other and against the surrounding components Mistake. Such an arrangement points with respect to Eddy current minimization Similarities with the Powder composite material core 2. The sleeve 10 and that Pole part 13 are in turn designed so that they positive effect of the low eddy current volume as little as influence or weaken as possible. Measures for this are as thin a pole part 13 and a sleeve 10 as possible higher magnetic resistance than the materials of the Sectors 65 or that of the powder composite material, so that no appreciable magnetic flux into the sleeve 10 penetrates, which could otherwise generate eddy currents there. In addition, the materials of the sleeve 10 should always be one have higher magnetic resistance than the materials of the pole part 13.

Es soll betont werden, daß die Kapselung des Kerns 2 nicht ausschließlich mit festen, metallischen Bauteilen, wie der Hülse 10 und dem Polteil 13, erfolgen muß. Weitere Möglichkeiten des Schutzes des Kerns 2 vor einer Brennstoffbenetzung stellen dünnwandige Kunststoffbauteile dar, die z.B. die Hülse 10 bilden können. Außerdem ist auch eine zumindest teilweise Kapselung des Kerns 2 durch Aufbringen von elektrolytischen Schichten oder eines Harzes denkbar.It should be emphasized that the encapsulation of the core 2 is not only with solid, metallic components, such as the Sleeve 10 and the pole part 13 must be done. Further Ways of protecting core 2 from one Fuel wetting is made of thin-walled plastic components which e.g. can form the sleeve 10. Besides that is too an at least partial encapsulation of the core 2 by Application of electrolytic layers or a resin conceivable.

Claims (16)

  1. Fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines, in particular for direct injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, having a magnet coil (1), having a core (2), which serves as the inner pole, is at least partially surrounded by the magnet coil (1) and has an inner longitudinal opening (7) as part of a fuel flow path, and having an armature (19), the core (2) consisting of a soft-magnetic powder composite material, characterized in that there are means (10, 13) which are responsible for sealed encapsulation of the core (2) with respect to the areas through which fuel flows, so that the core (2) is not wetted by fuel.
  2. Fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines, in particular for direct injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, having a magnet coil (1), having a core (2), which serves as the inner pole, is at least partially surrounded by the magnet coil (1) and has an inner longitudinal opening (7) as part of a fuel flow path, and having an armature (19),
    characterized in that
    a) the core (2) is composed of a plurality of sectors (65) in the form of a ring,
    b) the sectors (65) consist of a solid ferritic material and are electrically insulated with respect to one another, and
    c) there are means (10, 13) which are responsible for sealed encapsulation of the core (2) with respect to the areas through which fuel flows, so that the core (2) is not wetted by fuel.
  3. Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the powder composite material for the core (2) is an iron powder which is provided with an addition of polymer.
  4. Fuel injection valve according to Claim 3, characterized in that the individual iron grains are directly coated with an electrically insulating layer.
  5. Fuel injection valve according to Claim 4, characterized in that the electrically insulating layer is a phosphate layer.
  6. Fuel injection valve according to Claim 3, characterized in that the addition of polymer amounts to approx. 0.5% by mass.
  7. Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that a sleeve (10) runs all the way through the inner longitudinal opening (7) of the core (2), encapsulating the core (2) on the inner side and delimiting the fuel flow path by means of its inner flow bore (37).
  8. Fuel injection valve according to Claim 7, characterized in that the sleeve (10) consists of a stainless austenitic steel.
  9. Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the core (2) has a lower end face (11) against which a pole part (13) which encapsulates the core (2) in the direction towards the armature (19) bears.
  10. Fuel injection valve according to Claim 9, characterized in that the pole part (13) is formed in the shape of a ring from a ferritic material.
  11. Fuel injection valve according to Claims 7 and 9, characterized in that the sleeve (10) and the pole part (13) can be connected to one another in a sealed and fixed manner by means of welding or brazing.
  12. Fuel injection valve according to Claims 7 and 9, characterized in that the material of the sleeve (10) has a higher magnetic resistance than the material of the pole part (13). ,
  13. Fuel injection valve according to Claim 9, characterized in that the core (2), on its opposite side from the lower end face (11), has a collar (46) which points radially outwards and at least partially covers the magnet coil (1).
  14. Fuel injection valve according to Claim 9 or 10, characterized in that the pole part (13) is L-shaped in cross section.
  15. Fuel injection valve according to Claim 9 or 10, characterized in that the pole part (13) forms a section of a ferritic housing part (18).
  16. Fuel injection valve according to Claim 7, characterized in that the sleeve (10) is connected to a housing part (14), which is independent of the core (2), in a fixed and sealed manner by means of welding, soldering or flanging.
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