DE10109410A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen weist eine Magnetspule (10), eine mit der Magnetspule (10) in Wirkverbindung stehende und in einer Schließrichtung von einer Rückstellfeder (23) beaufschlagte Ventilnadel (3) zur Betätigung eines Ventilschließkörpers (4), der zusammen mit einer Ventilsitzfläche (6) einen Dichtsitz bildet, und eine Hülse (24), die die Rückstellfeder (23) mit einer Vorspannung beaufschlagt, auf. Die Hülse (24) ist einstückig mit einem Filterelement (25) zu einer einteiligen, tiefgezogenen Filterhülse (34) ausgebildet, welche Durchströmöffnungen (35) zur Filterung des das Brennstoffeinspritzventil (1) durchströmenden Brennstoffs aufweist.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Bei bereits bekannten Brennstoffeinspritzventilen sind Brennstoffilter in einen Brennstoffeinlaßstutzen eingepreßt und damit darin befestigt. Diese Befestigungsart bringt die Gefahr der Bildung von Abrieb und Spänen mit sich, die zu funktionalen Störungen des Brennstoffeinspritzventils führen können. Außerdem werden Haltekragen für obere Dichtringe als Einzelbauteile ausgeführt.

Aus der DE 43 25 842 A1 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei dem ein Brennstoffilter einteilig mit einem Haltekragen ausgeführt ist. Der Haltekragen erstreckt sich radial über den Brennstoffeinlaßstutzen hinaus und besitzt außerhalb des Brennstoffeinlaßstutzens eine Nase. Die umlaufende Nase des Haltekragens bildet zusammen mit einer Nut am äußeren Umfang des Brennstoffeinlaßstutzens eine Rastverbindung, durch die der Brennstoffilter definiert befestigt ist. Zwischen dem Grundkörper des Brennstoffilters und der inneren Wandung des Brennstoffeinlaßstutzens liegt nur eine Spielpassung vor, so daß jegliche Spanbildung im Inneren des Brennstoffeinspritzventils vermieden wird.

Weiterhin ist aus der EP 0 697 064 B1 ein Filter für ein Brennstoffeinspritzventil mit zentraler Brennstoffzufuhr bekannt, welches in formschlüssiger Verbindung mit einer Einstellhülse für eine Rückstellfeder, die das Brennstoffeinspritzventil im Ruhezustand geschlossen hält, steht. Der Filter besteht dabei aus einem Kunststoffgestell, über welches ein Gittergeflecht gelegt ist. Der Filter ist mit Hilfe eines Rast-Verschlusses mit der vorzugsweise aus Metall bestehenden Einstellhülse verbunden. Dadurch kann der statische Durchfluß durch das Brennstoffeinspritzventil auch nach Einsetzen des Filters kalibriert werden.

Nachteilig an den aus den oben genannten Druckschriften bekannten Brennstoffeinspritzventilen ist insbesondere der hoher Fertigungsaufwand, der zur Fixierung des Filters entweder an der Einstellhülse oder an dem Brennstoffeinlaßstutzen anfällt. Ferner bestehen Filter und Einstellhülse aus unterschiedlichen Materialien, wobei an den Kontaktflächen vorwiegend am Kunststoff des Filters Abspanungen und Abrieb auftreten, was zu Fehlfunktionen des Brennstoffeinspritzventils durch die Ablagerung der Partikel führen kann.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Hülse zur Einstellung des dynamischen Durchflusses einstückig mit dem Filterelement ausgebildet ist und somit einerseits die Position der Hülse durch das herausragende Filterelement leicht einstellbar ist und andererseits eine schnelle und kostengünstige Herstellung und Montage ermöglicht wird.

Die kombinierte Filterhülse wird dabei durch Tiefziehen kostengünstig hergestellt, so daß auf ein Kunststoffgestell mit einem daran angebrachten Filtergitter verzichtet werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.

Vorzugsweise sind Durchströmöffnungen vorgesehen, die durch Laserbohren in großer Anzahl schnell und exakt in die Filterhülse einbringbar sind.

Von Vorteil ist insbesondere auch, daß die Einstellung des Durchflusses bei bereits eingesetztem Filter erfolgen kann, da Verschmutzungen des Ventilinnenraums durch die Einstellwerkzeuge vermieden werden können.

Weiterhin ist von Vorteil, daß die Filterhülse, falls die Notwendigkeit besteht, auch wieder entfernt werden kann.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils, und

Fig. 2 einen auszugsweisen schematischen Schnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel im Bereich II in Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein Brennstoffeinspritzventil 1 ist z. B. in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von fremdgezündeten, gemischverdichtenden Brennkraftmaschinen ausgeführt. Das dargestellte Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine. Die Erfindung ist aber auch bei Brennstoffeinspritzventilen 1 zum Einspritzen von Brennstoff in ein Saugrohr der Brennkraftmaschine in gleicher Weise geeignet.

Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 geführt ist. Die Ventilnadel 3 steht mit einem Ventilschließkörper 4 in Wirkverbindung, der mit einer auf einem Ventilsitzkörper 5 angeordneten Ventilsitzfläche 6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1, welches über eine Abspritzöffnung 7 verfügt. Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen einen Außenpol 9 einer Magnetspule 10 abgedichtet. Die Magnetspule 10 ist in einem Spulengehäuse 11 gekapselt und auf einen Spulenträger 12 gewickelt, welcher an einem Innenpol 13 der Magnetspule 10 anliegt. Der Innenpol 13 und der Außenpol 9 sind durch einen Spalt 26 voneinander getrennt und stützen sich auf einem Verbindungsbauteil 29 ab. Die Magnetspule 10 wird über eine Leitung 19 von einem über einen elektrischen Steckkontakt 17 zuführbaren elektrischen Strom erregt. Der Steckkontakt 17 ist von einer Kunststoffummantelung 18 umgeben, die am Innenpol 13 angespritzt sein kann.

Die Ventilnadel 3 ist in einer Ventilnadelführung 14 geführt, welche scheibenförmig ausgeführt ist. Zur Hubeinstellung dient eine zugepaarte Einstellscheibe 15. An der anderen Seite der Einstellscheibe 15 befindet sich ein Anker 20. Dieser steht über einen Flansch 21 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 in Verbindung, die durch eine Schweißnaht 22 mit dem Flansch 21 verbunden ist.

Auf dem Flansch 21 stützt sich eine Rückstellfeder 23 ab, welche in der vorliegenden Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch eine Hülse 24 auf Vorspannung gebracht wird. Die als Einstellhülse ausgebildete Hülse 24 ist erfindungsgemäß einstückig mit einem Filterelement 25 ausgebildet. Das so gebildete Bauteil wird im folgenden als Filterhülse 34 bezeichnet. Die Filterwirkung entsteht dabei durch Durchströmöffnungen 35, welche in einem zuströmseitigen Ende 36 der Filterhülse 34 eingebracht sind. Ein abströmseitiges Ende 37 der Filterhülse 34 ist so ausgeformt, daß es zur Einstellung der Federvorspannung der Rückstellfeder 23 und damit zur Einstellung der statischen Durchflußmenge durch das Brennstoffeinspritzventil 1 herangezogen werden kann. Eine detaillierte Beschreibung der Filterhülse 34 ist der Beschreibung zu Fig. 2 zu entnehmen.

In der Ventilnadelführung 14, im Anker 20 und am Ventilsitzkörper 5 verlaufen Brennstoffkanäle 30a bis 30c, die den Brennstoff, welcher über eine zentrale Brennstoffzufuhr 16 zugeführt wird, zur Abspritzöffnung 7 leiten. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegen eine nicht weiter dargestellte Aufnahmebohrung, z. B. in einem Fuel Rail, abgedichtet.

Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Anker 20 von der Rückstellfeder 23 entgegen seiner Hubrichtung so beaufschlagt, daß der Ventilschließkörper 4 am Ventilsitz 6 in dichtender Anlage gehalten wird. Bei Erregung der Magnetspule 10 baut diese ein Magnetfeld auf, welches den Anker 20 entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 23 in Hubrichtung bewegt, wobei der Hub durch einen in der Ruhestellung zwischen dem Innenpol 13 und dem Anker 20 befindlichen Arbeitsspalt 27 vorgegeben ist. Der Anker 20 nimmt den Flansch 21, welcher mit der Ventilnadel 3 verschweißt ist, ebenfalls in Hubrichtung mit. Der mit der Ventilnadel 3 in Wirkverbindung stehende Ventilschließkörper 4 hebt von der Ventilsitzfläche ab und Brennstoff wird über die Abspritzöffnung 7 abgespritzt.

Wird der Spulenstrom abgeschaltet, fällt der Anker 20 nach genügendem Abbau des Magnetfeldes durch den Druck der Rückstellfeder 23 vom Innenpol 13 ab, wodurch sich der mit der Ventilnadel 3 in Wirkverbindung stehende Flansch 21 entgegen der Hubrichtung bewegt. Die Ventilnadel 3 wird dadurch in die gleiche Richtung bewegt, wodurch der Ventilschließkörper 4 auf der Ventilsitzfläche 6 aufsetzt und das Brennstoffeinspritzventil 1 geschlossen wird.

Fig. 2 zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung das in Fig. 1 mit II bezeichnete Detail des erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1.

Wie bereits weiter oben erwähnt, ist die Filterhülse 34 so aufgebaut, daß am zulaufseitigen Ende 36 die Durchströmöffnungen 35 ausgebildet sind, während das abströmseitige Ende 37 hülsenförmig ausgebildet ist, so daß die Vorspannung der Rückstellfeder 23 durch das Einschieben der Filterhülse 34 in das Brennstoffeinspritzventil 1 veränderbar ist.

Die Filterhülse 34 ist dabei vorzugsweise aus Metall ausgeformt, um eine dauerhafte Klemmwirkung während der gesamten Lebensdauer des Brennstoffeinspritzventils 1 zu gewährleisten. Die Herstellung erfolgt durch Tiefziehen, ein Herstellungsverfahren, das einfach und kostengünstig ist.

Zur Vermeidung größeren Herstellungsaufwands für den Filterbereich 25 der Filterhülse 34 werden kleinkalibrige Durchströmöffnungen 35 in großer Anzahl in das zulaufseitige Ende 36 der Filterhülse 34 eingebracht. Dies geschieht vorzugsweise durch Laserbohren, da hierbei äußerst feine, kleinvolumige Bohrungen herstellbar sind. Der Durchmesser der Durchströmöffnungen 35 beträgt vorzugsweise 0,04 bis 0,05 mm, wodurch Schmutzpartikel im Brennstoff in befriedigendem Maße ausgefiltert werden können. Die Anzahl der Durchströmöffnungen 35 richtet sich dabei nach der verfügbaren Fläche des Filterbereiches 25. Beispielsweise kann durch eine Verlängerung der Filterhülse 34 oder durch Ausnutzung der Fläche einer zulaufseitigen Deckplatte 38 der Filterhülse 34 die Anzahl der Durchströmöffnungen 35 erhöht werden.

Das Innere des Brennstoffeinspritzventils 1 kann auf diese Weise gleich zweifach gegen Verunreinigungen, die zu Fehlfunktionen beim Betrieb des Brennstoffeinspritzventils 1 führen können, geschützt werden. Einerseits erfolgt die Einstellung des dynamischen Durchflusses durch Verschieben der Filterhülse 34 bei bereits montiertem Filter 25, so daß Verschmutzungen des Einstellwerkzeugs nicht in den Ventilinnenraum gelangen können. Andererseits entfallen Abspanungen und Abrieb beim Einpressen des Filters 25 am Ende der Produktionslinie, wodurch ebenfalls Fehlfunktionen durch Ablagerung des Abriebs oder größerer Partikel vermieden werden.

Auch die Einstellung des dynamischen Durchflusses durch das Brennstoffeinspritzventil 1 kann durch die kombinierte Filterhülse 34 einfacher und schneller erfolgen. Zum einen ragt die Filterhülse 34 bedingt durch ihre größere Baulänge so weit stromaufwärtig in die zentrale Brennstoffzufuhr 16, daß sie einfacher verschoben oder im Notfall sogar wieder entfernt werden kann. Zum anderen ist die Filterhülse 34 nach Einstellung des Durchflusses erheblich näher an der Ventilgruppe angeordnet, so daß auch die Oberfläche zwischen der Filterhülse 34 und der Ventilgruppe kleiner wird und somit die Verschmutzungsgefahr abnimmt.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und für beliebige Bauweisen von Brennstoffeinspritzventilen 1 geeignet, z. B. für Brennstoffeinspritzventile 1 für Saugrohreinspritzung oder für Brennstoffeinspritzventile 1 mit Anbindung an ein Common-Rail-System.

Claims (5)

1. Brennstoffeinspritzventil (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einer Magnetspule (10), einer mit der Magnetspule (10) in Wirkverbindung stehenden und in einer Schließrichtung von einer Rückstellfeder (23) beaufschlagten Ventilnadel (3) zur Betätigung eines Ventilschließkörpers (4), der zusammen mit einer Ventilsitzfläche (6) einen Dichtsitz bildet, und einer Hülse (24), die die Rückstellfeder (23) mit einer Vorspannung beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (24) einstückig mit einem Filterelement (25) zu einer einteiligen, tiefgezogenen Filterhülse (34) ausgebildet ist, welche Durchströmöffnungen (35) zur Filterung des das Brennstoffeinspritzventil (1) durchströmenden Brennstoffs aufweist.

2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströmöffnungen (35) in einem zulaufseitigen Ende (36) der Filterhülse (34) eingebracht sind.

3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströmöffnungen (35) mittels Laserbohrens in die Filterhülse (34) eingebracht sind.

4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Durchströmöffnungen (35) 0,04 mm bis 0,05 mm betragen.

5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein abströmseitiges Ende (37) der Filterhülse (34) so ausgebildet ist, daß die Rückstellfeder (23) durch Verschieben der Filterhülse (34) mit einer variablem Vorspannung beaufschlagbar ist.