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EP1307648B1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil Download PDF

Info

Publication number
EP1307648B1
EP1307648B1 EP01962561A EP01962561A EP1307648B1 EP 1307648 B1 EP1307648 B1 EP 1307648B1 EP 01962561 A EP01962561 A EP 01962561A EP 01962561 A EP01962561 A EP 01962561A EP 1307648 B1 EP1307648 B1 EP 1307648B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel injection
armature
guide sleeve
injection valve
valve needle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP01962561A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1307648A1 (de
Inventor
Martin Maier
Guenther Hohl
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1307648A1 publication Critical patent/EP1307648A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1307648B1 publication Critical patent/EP1307648B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/20—Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
    • F02M61/205—Means specially adapted for varying the spring tension or assisting the spring force to close the injection-valve, e.g. with damping of valve lift
    • 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
    • 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
    • F02M51/0685—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 and the valve being allowed to move relatively to each other or not being attached to each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • F02M61/12—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type characterised by the provision of guiding or centring means for valve bodies
    • 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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/165—Filtering elements specially adapted in fuel inlets to injector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S239/00—Fluid sprinkling, spraying, and diffusing
    • Y10S239/90—Electromagnetically actuated fuel injector having ball and seat type valve

Definitions

  • the invention is based on a fuel injection valve according to the preamble of the main claim, as example, from the Publication DE 198 49 210 A known.
  • the armature Upon energizing the solenoid the armature is tightened in the stroke direction and takes over the first stop the valve needle with.
  • the valve needle by means the first return spring in its closed position accelerates and leads over the described stop the Anchor with.
  • the closing movement of the valve needle is abrupt completed.
  • the movement of the valve needle is not rigid Connected anchor continues opposite to the stroke direction and is caught by the second return spring, d. H. the anchor swings against the first one Return spring a much lower spring constant having the second return spring.
  • the second Return spring accelerates the anchor again in Stroke direction.
  • a disadvantage of the known from DE-OS 33 14 899 Fuel injector is the one incomplete Entprellung, on the other hand, it may be due to the arrangement of Anchor and valve needle for jamming or jamming come through center offset of the valve needle or the anchor. This is due to manufacturing defects in the individual Reinforced components of the fuel injection valve and This leads to malfunctions of the Fuel injector.
  • the anchor is not rigid with the Valve needle to connect, but the anchor a certain allow axial movement play on the valve needle.
  • U.S. Patent 5,299,776 Fuel injector is, however, with a so-called.
  • Flat anchor provided, which is not performed in the valve body is, but moves freely to the inner pole of the coil.
  • the valve needle has only one guide sleeve, on which is supported by the return spring.
  • As lower Guide unit serves a connected to the valve body Guide body, although enclosing the valve needle, with this is not connected non-positively.
  • the fuel injection valve according to the invention Characteristic features of claim 1 has the other hand the advantage of that through the two guide sleeves as well caused by the central recess of the anchor radial and axial play of the valve needle for a so much Freedom of movement allows tilting to become impossible and on the other the individual components of the Fuel injection valve with low production costs for example, through low production costs Deep drawing can be made as the tolerance of inventive design against manufacturing errors the components is very high.
  • Another advantage is the wedge-shaped or spherical Execution of the guide sleeves or the corresponding Elevations of the anchor end faces, which angle error of the Valve needle relative to the longitudinal axis of Fuel injector compensates.
  • valve needle in the sealing seat advantageous because the valve needle thereby even with large center offsets always optimally align.
  • a fuel injection valve 1 is in the form of a Fuel injection valve for fuel injection systems of mixture-compacting, externally ignited Internal combustion engine running.
  • the Fuel injection valve 1 is particularly suitable for direct injection of fuel into one illustrated combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the fuel injection valve 1 consists of a Nozzle body 2, in which a valve needle 3 is guided.
  • the valve needle 3 is in operative connection with a Valve closing body 4, with one on one Valve seat body 5 arranged valve seat surface 6 to a Tight fit together.
  • the fuel injection zventil 1 is it in the exemplary embodiment to an inward opening fuel injection valve 1, which via a Spray opening 7 has.
  • the valve needle 3 is rotatably mounted in the sealing seat to a to allow easy needle guidance.
  • the twist preparation of the fuel injection valve 1 is not influenced, since the valve needle 3 rotationally symmetrical is executed.
  • the nozzle body 2 is by a seal 8 against the Outer pole 9 of a magnetic coil 10 sealed.
  • the magnetic coil 10 is encapsulated in a coil housing 11 and on a Coil wound 12, which at an inner pole 13 of Magnetic coil 10 is applied.
  • the inner pole 13 and the outer pole 9 are separated and supported by a gap 26 on a connecting member 29 from.
  • the magnetic coil 10th is via a line 19 of a via an electrical Plug contact 17 energized electrical power.
  • Of the Plug contact 17 is of a plastic casing 18th surrounded, which can be molded on the inner pole 13.
  • the valve needle 3 is in a valve needle guide fourteenth guided, which is designed disk-shaped. to Stroke adjustment is a paired shim 15.
  • An the other side of the dial 15 is a Anchor 20.
  • This is about a first guide sleeve 35th non-positively connected to the valve needle 3 in conjunction, which by a weld 22 with the first guide sleeve 35th connected is.
  • On the first guide sleeve 35 is supported a return spring 23 from which in the present Design of the fuel injection valve 1 by a sleeve 24th is brought to bias.
  • a second guide sleeve 36 which with the valve needle 3 via a weld 33rd connected, serves as a lower anchor stop.
  • the armature 20 has a central recess 34, through which protrudes the valve needle 3.
  • the radial Diameter of the central recess 34 is larger than that Diameter of the valve needle 3, so that the armature 20 a having radial clearance relative to the valve needle 3.
  • the armature 20 and the Valve seat body 5 extend fuel channels 30a to 30c, the fuel, which has a central Fuel supply 16 supplied and through a filter element 25th is filtered, lead to the spray opening 7.
  • the Fuel injection valve 1 is opposed by a seal 28 a not shown cylinder head or a Fuel distribution line sealed.
  • Fig. 2 shows an abstract, highly schematic Representation of the designated in Fig. 1 with II area.
  • the armature 20 is arranged between the first guide sleeve 35, on which the Restoring spring 23 is supported, and the second guide sleeve 36th.
  • the central recess 34 of the armature 20 whose diameter is slightly larger than the diameter of the armature 20 by cross-valve needle 3 is selected, is a radial play of the armature 20th ensured. Since between the first end face 37 of the Anchor 20 and the first guide sleeve 35, a first gap 43 and between the second end face 38 of the armature 20th and the second guide sleeve 36, a second gap 44th is formed, is also a slight axial play available.
  • the armature 20 is only by the im present first embodiment sleeve-shaped formed disorderpol 9_des fuel injection valve. 1 accurately and precisely guided.
  • the reference numeral 9th characterized sleeve-shaped member may also be a non-magnetic thin-walled sleeve as part of Valve housing act.
  • the guide sleeves 35 and 36 are in turn in the inner pole 13 and in the nozzle body 2 of the fuel injection valve. 1 each with a minor game.
  • the Guide sleeves 35 and 36 are fixed to the valve needle 3 connected, preferably welded. This will ensured that on the one hand the rotational symmetry of the Valve needle 3 is maintained as well as a flawless Guide the valve needle 3 and the armature 20 even at high Center offset or large manufacturing inaccuracies of used parts is guaranteed.
  • the armature 20 receives the force of the return spring 23 via the first guide sleeve 35, the valve needle 3, whereby the Fuel injection valve 1 is opened. Being between the first guide sleeve 35 and the armature 20 of the first gap 43, the armature 20 is first due to the magnetic field saundt, before the magnetic field when tightening the Ankers 20 lifting against the force of the return spring 23 must do. As a result, besides ensuring the freely movable armature 20 and the tilt-free Operation of the valve needle 3 and the opening times of the Fuel injection valve 1 can be improved.
  • Fig. 3 shows in the same view as Fig. 2, a second Embodiment of the invention Fuel injection valve 1.
  • the End faces 37 and 38 of the armature 20 facing surfaces 39th and 40 of the guide sleeves 35 and 35 are splined or conical formed.
  • corresponding stop areas to the wedged surfaces 39 and 40 of the guide sleeves 35 and 36th serve surveys 41 and 42, which at the end faces 37 and 38 of the armature 20 are rotationally symmetrical and For example, frustoconical or spherical or dome-shaped.
  • the surveys 41 and 42 thus formed are wedged Surfaces 39 and 40 dappled and thus ensure a more accurate Guiding the valve needle 3 in the guide sleeves 35 and 36, without the free movement of the armature 20 and the Restrict rotational symmetry of the valve needle 3.
  • the invention is not limited to those shown Embodiments limited and also for a variety other, especially for outward opening Fuel injectors applicable.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electromagnetism (AREA)
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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs, wie beispiels weise aus der Druckschrift DE 198 49 210 A bekannt.
Aus der DE-OS 33 14 899 ist bereits ein elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei welchem zur elektromagnetischen Betätigung ein Anker mit einer elektrisch erregbaren Magnetspule zusammenwirkt und der Hub des Ankers über eine Ventilnadel auf einen Ventilschließkörper übertragen wird. Der Ventilschließkörper wirkt mit einem Ventilsitz zusammen. Der Anker ist an der Ventilnadel nicht starr befestigt, sondern ist gegenüber der Ventilnadel axial beweglich angeordnet. Eine erste Rückstellfeder beaufschlagt die Ventilnadel in Schließrichtung und hält somit das Brennstoffeinspritzventil im stromlosen, nicht erregten Zustand der Magnetspule geschlossen. Der. Anker wird mittels einer zweiten Rückstellfeder in Hubrichtung so beaufschlagt, daß der Anker in der Ruhestellung an einem ersten, an der Ventilnadel vorgesehenen Anschlag anliegt. Bei Erregen der Magnetspule wird der Anker in Hubrichtung angezogen und nimmt über den ersten Anschlag die Ventilnadel mit. Beim Abschalten des die Magnetspule erregenden Stromes wird die Ventilnadel mittels der ersten Rückstellfeder in ihre Schließstellung beschleunigt und führt über den beschriebenen Anschlag den Anker mit. Sobald der Ventilschließkörper auf dem Ventilsitz auftrifft, wird die Schließbewegung der Ventilnadel abrupt beendet. Die Bewegung des mit der Ventilnadel nicht starr verbundenen Ankers setzt sich entgegen der Hubrichtung fort und wird von der zweiten Rückstellfeder aufgefangen, d. h. der Anker schwingt gegen die gegenüber der ersten Rückstellfeder eine wesentlich geringere Federkonstante aufweisende zweite Rückstellfeder durch. Die zweite Rückstellfeder beschleunigt den Anker schließlich erneut in Hubrichtung.
Nachteilig bei dem aus der DE-OS 33 14 899 bekannten Brennstoffeinspritzventil ist zum einen die unvollständige Entprellung, zum anderen kann es durch die Anordnung von Anker und Ventilnadel zu einem Verkanten oder Verklemmen durch Mittenversatz der Ventilnadel bzw. des Ankers kommen. Dies wird durch Fertigungsfehler bei den einzelnen Komponenten des Brennstoffeinspritzventils verstärkt und führt dadurch zu Fehlfunktionen des Brennstoffeinspritzventils.
In der US-PS 5,299,776 ist in diesem Zusammenhang ebenfalls vorgeschlagen worden, den Anker nicht starr mit der Ventilnadel zu verbinden, sondern dem Anker ein gewisses axiales Bewegungsspiel an der Ventilnadel zu ermöglichen.
Das in der US-PS 5,299,776 dargestellte Brennstoffeinspritzventil ist jedoch mit einem sog. Flachanker versehen, welcher nicht im Ventilgehäuse geführt ist, sondern sich frei an den Innenpol der Spule bewegt. Zudem besitzt die Ventilnadel nur eine Führungshülse, an welcher sich die Rückstellfeder abstützt. Als untere Führungseinheit dient ein mit dem Ventilgehäuse verbundener Führungskörper, welcher die Ventilnadel zwar umschließt, mit dieser jedoch nicht kraftschlüssig verbunden ist.
Der Nachteil dieser Anordnung liegt insbesondere in der Einschränkung der Freiheitsgrade der Ventilnadelbewegung über die mit dem Ventilgehäuse verbundene Führungshülse und somit in der Gefahr des Verkantens der Ventilnadel. Um dem zu begegnen, sind hochpräzise gefertigte Bauteile nötig, welche sich durch hohe Kosten bzw. einen großen Fertigungsaufwand auszeichnen.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit- den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß das durch die zwei Führungshülsen sowie durch die zentrale Ausnehmung des Ankers hervorgerufene radiale und axiale Spiel der Ventilnadel zum einen soviel Bewegungsfreiheit gewährt, daß ein Verkanten unmöglich wird und zum anderen die einzelnen Komponenten des Brennstoffeinspritzventils unter geringem Fertigungsaufwand bei niedrigen Produktionskosten beispielsweise durch Tiefziehen gefertigt werden können, da die Toleranz der erfindungsgemäßen Konstruktion gegenüber Fertigungsfehlern der Bauteile sehr hoch ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Von Vorteil ist auch die keilige oder kugelförmige Ausführung der Führungshülsen bzw. der entsprechenden Erhebungen der Ankerstirnflächen, welche Winkelfehler der Ventilnadel relativ zur Längsachse des Brennstoffeinspritzventils ausgleicht.
Weiterhin ist die symmetrische Ausführung bzw. die drehbare Lagerung der Ventilnadel im Dichtsitz von Vorteil, da sich die Ventilnadel dadurch auch bei großen Mittenversätzen immer optimal ausrichten kann.
Durch die Spalte zwischen den Führungshülsen und dem Anker kann zudem eine geringfügige Vorbeschleunigung der Ventilnadel erreicht werden, bevor der Anker die Ventilnadel vom Dichtsitz abhebt. Dadurch können die Öffnungszeiten bzw. die zugemessenen Brennstoffmengen verbessert werden.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
einen schematischen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils,
Fig. 2
einen vergrößerten, schematischen Schnitt durch das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil im Bereich II in Fig. 1, und
Fig. 3
einen vergrößerten, schematischen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich II in Fig. 1.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Ein Brennstoffeinspritzventil 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ausgeführt. Das Brennstoff einspritzventil 1 eignet sich insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 geführt ist. Die Ventilnadel 3 steht in Wirkverbindung mit einem Ventilschließkörper 4, der mit einer auf einem Ventilsitzkörper 5 angeordneten Ventilsitzfläche 6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Bei dem Brennstoffeinsprit zventil 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1, welches über eine Abspritzöffnung 7 verfügt.
Die Ventilnadel 3 ist im Dichtsitz drehbar gelagert, um eine einfache Nadelführung zu ermöglichen. Die Drallaufbereitung des Brennstoffeinspritzventils 1 wird dadurch nicht beeinflußt, da die Ventilnadel 3 rotationssymmetrisch ausgeführt ist.
Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen den 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 eine erste Führungshülse 35 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 in Verbindung, welche durch eine Schweißnaht 22 mit der ersten Führungshülse 35 verbunden ist. Auf der ersten Führungshülse 35 stützt sich eine Rückstellfeder 23 ab, welche in der vorliegenden Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch eine Hülse 24 auf Vorspannung gebracht wird. Eine zweite Führungshülse 36, welche mit der Ventilnadel 3 über eine Schweißnaht 33 verbunden ist, dient als unterer Ankeranschlag.
Der Anker 20 weist eine zentrale Ausnehmung 34 auf, durch welche die Ventilnadel 3 hindurchragt. Der radiale Durchmesser der zentralen Ausnehmung 34 ist größer als der Durchmesser der Ventilnadel 3, so daß der Anker 20 ein radiales Spiel relativ zur Ventilnadel 3 aufweist. Diese Maßnahme stellt in Verbindung mit den Führungshülsen 35 und 36 sicher, daß sich die Ventilnadel 3 nicht verkantet oder verklemmt.
Eine detaillierte Beschreibung des in Fig. 1 mit II gekennzeichneten Bereichs zwischen den Führungshülsen 35 und 36 ist in der Beschreibung zu den Fig. 2 und 3 näher erläutert.
In der Ventilnadelführung 14, im Anker 20 und am Ventilsitzkörper 5 verlaufen Brennstoffkanäle 30a bis 30c, die den Brennstoffe, welcher über eine zentrale Brennstoffzufuhr 16 zugeführt und durch ein Filterelement 25 gefiltert wird, zur Abspritzöffnung 7 leiten. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegen einen nicht weiter dargestellten Zylinderkopf bzw. eine Brennstoffverteilerleitung abgedichtet.
Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird die Ventilnadel 3 von der Rückstellfeder 23 über die erste Führungshülse 35 entgegen der 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 zwischen den Führungshülsen 35 und 36 frei beweglichen Anker 20 zunächst an die erste Führungshülse 35 zieht und dann den Anker 20 mit der Ventilnadel 3 und der ersten Führungshülse 35 entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 23 in Hubrichtung bewegt. Die Ventilnadel 3 nimmt dabei die zweite Führungshülse 36, welche mit der Ventilnadel 3 verschweißt ist, ebenfalls in Hubrichtung mit. Der mit der Ventilnadel 3 in Wirkverbindung stehende Ventilschließkörper 4 hebt von der Ventilsitzfläche 6 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 die aus der Ventilnadel 3, den Anschlaghülsen 35 und 36 sowie dem Anker 20 bestehende Einheit entgegen der Hubrichtung bewegt. Dadurch setzt der Ventilschließkörper 4 auf der Ventilsitzfläche 6 auf und das Brennstoffeinspritzventil 1 wird geschlossen.
Fig. 2 zeigt in einer auszugsweisen, stark schematisierten Darstellung den in Fig. 1 mit II bezeichneten Bereich.
Zwischen der ersten Führungshülse 35, auf welcher sich die Rückstellfeder 23 abstützt, und der zweiten Führungshülse 36 ist der Anker 20 angeordnet. Durch die zentrale Ausnehmung 34 des Ankers 20, deren Durchmesser geringfügig größer als der Durchmesser der den Anker 20 durchgreifenden Ventilnadel 3 gewählt ist, ist ein radiales Spiel des Ankers 20 sichergestellt. Da zwischen der ersten Stirnseite 37 des Ankers 20 und der ersten Führungshülse 35 ein erster Spalt 43 sowie zwischen der zweiten Stirnseite 38 des Ankers 20 und der zweiten Führungshülse 36 ein zweiter Spalt 44 ausgebildet ist, ist auch ein geringfügiges axiales Spiel vorhanden. Der Anker 20 wird lediglich durch den im vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel hülsenförmig ausgebildeten Außenpol 9_des Brennstoffeinspritzventils 1 exakt und präzise geführt. Bei dem mit dem Bezugszeichen 9 gekennzeichneten hülsenförmigen Bauteil kann es sich auch um eine nichtmagnetische -dünnwandige Hülse als Teil des Ventilgehäuses handeln.
Die Führungshülsen 35 und 36 werden ihrerseits im Innenpol 13 sowie im Düsenkörper 2 des Brennstoffeinspritzventils 1 jeweils mit einem geringfügigen Spiel geführt. Die Führungshülsen 35 und 36 sind mit der Ventilnadel 3 fest verbunden, vorzugsweise verschweißt. Dadurch wird sichergestellt, daß zum einen die Rotationssymmetrie der Ventilnadel 3 erhalten bleibt als auch eine einwandfreie Führung der Ventilnadel 3 bzw. des Ankers 20 auch bei hohem Mittenversatz bzw. großen Fertigungsungenauigkeiten der verwendeten Teile gewährleistet ist.
Wird der die Magnetspule 10 erregende Strom eingeschaltet, wird nach genügendem Aufbau des Magnetfeldes der Anker 20 an den Innenpol 9 gezogen. Dabei nimmt der Anker 20 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 23 über die erste Führungshülse 35 die Ventilnadel 3 mit, wodurch das Brennstoffeinspritzventil 1 geöffnet wird. Da sich zwischen der ersten Führungshülse 35 und dem Anker 20 der erste Spalt 43 befindet, wird der Anker 20 durch das Magnetfeld zunächst vorbeschleunigt, bevor das Magnetfeld beim Anziehen des Ankers 20 Hubarbeit entgegen der Kraft der Rückstellfeder 23 verrichten muß. Dadurch können neben der Gewährleistung des frei beweglichen Ankers 20 bzw. des verkantungsfreien Betriebs der Ventilnadel 3 auch die Öffnungszeiten des Brennstoffeinspritzventils 1 verbessert werden.
Ebenso wird nach Abschalten des Spulenstroms der Anker 20 durch die Rückstellfeder 23 zunächst vom Innenpol 13 abgedrückt und über den Hub des zweiten Spaltes 44 vorbeschleunigt, bevor der Anker 20 über die zweite Führungshülse 36 die Ventilnadel 3 mitnimmt und das Brennstoffeinspritzventil 1 geschlossen wird. Dadurch können neben der Gewährleistung des frei beweglichen Ankers 20 bzw. des verkantungsfreien Betriebs der Ventilnadel 3 auch die Schließzeiten des Brennstoffeinspritzventils 1 verbessert werden. Insgesamt verbessern diese Maßnahmen auch die Genauigkeit der zugemessenen Brennstoffmenge.
Fig. 3 zeigt in der gleichen Ansicht wie Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventil 1.
Zur weiteren Verbesserung der Führung des freien Ankers 20 sind im vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel die den Stirnseiten 37 und 38 des Ankers 20 zugewandten Flächen 39 und 40 der Führungshülsen 35 und 35 keilig oder konusförmig ausgeformt. Als korrespondierende Anschlagbereiche zu den keiligen Flächen 39 und 40 der Führungshülsen 35 und 36 dienen Erhebungen 41 und 42, die an den Stirnseiten 37 und 38 des Ankers 20 rotationssymmetrisch ausgebildet sind und beispielsweise kegelstumpfförmig oder ballig bzw. kalottenförmig geformt sind.
Die so gebildeten Erhebungen 41 und 42 sind mit den keiligen Flächen 39 und 40 verzapft und sorgen so für eine genauere Führung des Ventilnadel 3 in den Führungshülsen 35 und 36, ohne die freie Bewegung des Ankers 20 bzw. die Rotationssymmetrie der Ventilnadel 3 einzuschränken.
Da die Spalte 43, 44 in der Summe ihrer axialen Ausdehnung insgesamt kleiner als die Höhe der Verzapfungen sind, kann sich der Anker 20 nicht aus den Mulden der keiligen Flächen 39 und 40 der Führungshülsen 35 und 36 lösen. Die Ventilnadel 3 kann sich daher nicht verkanten oder verklemmen.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und auch für eine Vielzahl anderer, insbesondere auch für nach außen öffnender Brennstoffeinspritzventile anwendbar.

Claims (14)

  1. Brennstoffeinspritzventil (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einer Magnetspule (10), einer in einer Schließrichtung von einer Rückstellfeder (23) beaufschlagten Ventilnadel (3) zur Betätigung eines Ventilschließkörpers (4), der zusammen mit einer Ventilsitzfläche (6) einen Dichtsitz bildet, einem mit der Ventilnadel (3) kraftschlüssig in Verbindung stehenden Anker (20) und einer ersten Führungshülse (35), welche mit der Ventilnadel (3) verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadel (3) mit einer zweiten Führungshülse (36) kraftschlüssig in Verbindung steht, wobei der Anker (20) axial frei beweglich zwischen der ersten Führungshülse (35) und der zweiten Führungshülse (36) angeordnet ist und
    daß der Anker eine zentrale Ausnehmung (34) aufweist, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Ventilnadel (3), wodurch der Anker (20) ein radiales Spiel gegenüber der Ventilnadel (3) aufweist, welches soviel Bewegunsfreiheit gewährt, daß ein Verkanten unmöglich wird.
  2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die erste Führungshülse (35) an der zulaufseitigen Stirnseite (37) des Ankers (20) und die zweite Führungshülse (36) an der ablaufseitigen Stirnseite (38) des Ankers (20) angeordnet ist.
  3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die erste Führungshülse (35) und die zweite Führungshülse (36) mit der Ventilnadel (3) verschweißt sind.
  4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rückstellfeder (23) an der ersten Führungshülse (35) abstützt.
  5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadel (3) den Anker (20) durch die zentrale Ausnehmung (34) durchgreift.
  6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadel (3) drehbar in dem Dichtsitz gelagert ist.
  7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadel (3) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
  8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zulaufseitigen Stirnseite (37) des Ankers (20) und der ersten Führungshülse (35) ein erster Spalt (43) ausgebildet ist.
  9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ablaufseitigen Stirnseite (38) des Ankers (20) und der zweiten Führungshülse (36) ein zweiter Spalt (44) ausgebildet ist.
  10. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülsen (35, 36) jeweils eine keilige Fläche (39, 40) aufweisen.
  11. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß die keiligen Flächen (39, 40) jeweils dem Anker (20) zugewandt sind.
  12. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß mit der keiligen Fläche (39) der ersten Führungshülse (35) eine erste keilige Erhebung (41) an der zulaufseitigen Stirnseite (37) des Ankers (20) korrespondiert.
  13. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß mit der keiligen Fläche (40) der zweiten Führungshülse (36) eine zweite keilige Erhebung (42) an der ablaufseitigen Stirnseite (38) des Ankers (20) korrespondiert.
  14. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (20) Erhebungen (41, 42) aufweist, die ballig bzw. kalottenförmig ausgebildet sind.
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