Aus der DE 197 36 682 AI ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, welches sich dadurch auszeichnet, daß am stromabwärtigen Ende des Ventils ein Führungs-und Sitzbereich vorgesehen ist, der von drei scheibenförmigen Elementen gebildet wird. Dabei ist ein Drallelement zwischen einem Führungselement und einem Ventilsitzelement eingebettet. Das Führungselement dient der Führung einer es durchragenden, axial beweglichen Ventilnadel, während ein Ventilschließabschnitt der Ventilnadel mit einer Ventilsitzfläche des Ventilsitzelements zusammenwirkt. Das Drallelement weist einen inneren Öffnungsbereich mit mehreren Drallkanälen auf, die nicht mit dem äußeren Umfang des Drallelements in Verbindung stehen. Der gesamte Öffnungsbereich erstreckt sich vollständig über die axiale Dicke des Drallelements.

Ferner ist aus der DE 198 15 789 Al ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das sich dadurch auszeichnet, daß es eine Drallscheibe stromabwärts eines Ventilsitzes besitzt, die aus wenigstens einem metallischen

Material besteht, wenigstens zwei in eine Drallkammer mündende Drallkanäle aufweist und bei der alle Schichten mittels galvanischer Metallabscheidung (Multilayergalvanik) unmittelbar haftfest aufeinander aufgebaut sind. Die Drallscheibe ist derart im Ventil eingebaut, daß ihre Flächennormale unter einem von 0° abweichenden Winkel zur Ventillangsachse schräg geneigt verläuft, so daß durch die Ausrichtung der Drallscheibe. ein Strahlwinkel zur Ventillangsachse erzielt wird.

Nachteilig an den aus den obengenannten Druckschriften bekannten Brennstoffeinspritzventilen ist insbesondere der hohe Fertigungs-und damit Kostenaufwand durch die Kombination einer Vielzahl von Einzelteilen, die nicht ohne erheblichen Aufwand in serienmäßige Brennstoffein- spritzventile integriert werden können. Um das Brennstoffeinspritzventil für beliebige Einsatzmöglichkeiten zu modifizieren, müssen aufwendige Fertigungs-und Montagemaßnahmen ergriffen werden. Insbesondere sind die Strahlwinkel a und y mit gängigen Drallaufbereitungsmethoden nicht oder nur unbefriedigend realisierbar, was sich in Asymmetrien und Inhomogenitäten im Brennstoffstrahl bzw. bei der zugemessenen Brennstoffmenge niederschlägt.

Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Drallaufbereitung durch ein Drallelement, welches in Form eines spiralig verdrehten Mehrkants, insbesondere eines Vierkants oder Achtkants, ausgeführt ist, besonders kostengünstig und leicht montierbar möglich ist. Der Mehrkant bildet gemeinsam mit einer benachbarten Wandung wendelförmige Strömungskanäle, entlang derer der Brennstoff auf einer Spiralbahn geführt wird und dadurch einen Drall erhält.

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

Von Vorteil ist dabei, daß die Drallelement je nach Bauweise des Brennstoffeinspritzventils entweder zulaufseitig des Dichtsitzes oder ablaufseitig des Dichtsitzes angeordnet sein kann.

Von Vorteil ist insbesondere, daS der Brennstoffdurchfluß durch die am Drallelement ausgebildeten Brennstoffkanäle beliebig über die Anzahl der Seiten des Mehrkants je nach Anforderungen angepaßt werden kann.

Auch eine Neigung der Längsachse des Drallelements gegenüber der Längsachse des Brennstoffeinspritzventils ist für die Anwendung bei schräger Einspritzung zum Erreichen des Einspritzwinkels y ohne Umlenkung des Brennstoffstrahls von Vorteil.

Vorteilhafterweise ist ablaufseitig des Drallelements eine Drallkammer ausgebildet, welche so dimensioniert ist, daß. sich eine homogene Drallströmung darin ausbilden kann und das Totvolumen minimal wird.

Die Anordnung des Drallelement in einem Einschub, der in den Ventilsitzkörper einschiebbar ist, ist von Vorteil, da der Einschub und die den Einschub aufnehmende Ausnehmung leicht herstellbar sind.

Die Stärke des dem Brennstoff mitgeteilten Dralls ist besonders vorteilhaft über den Grad der Verdrehung des Mehrkants und daraus resultierende Unterschiede in der Neigung der spiralförmigen Struktur des Mehrkants einstellbar. Dadurch ist es möglich, die in der Drallkammer ausgebildete Drallströmung nicht nur über das Volumen der Drallkammer, sondern auch über die Richtung der in die Drallkammer eintretenden Brennstoffstrahlen zu homogenisieren.

Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1A einen schematischen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils, Fig. 1B einen schematischen Ausschnitt aus dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich IB in Fig. 1, Fig. 1C einen schematischen Schnitt entlang der Linie IC- IC in Fig. 1B mit Blick in Abströmrichtung, Fig. 2A einen schematischen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im gleichen Bereich wie Fig. 1B, und Fig. 2B einen schematischen Schnitt entlang der Linie IIB- IIB in Fig. 2A mit Blick in Abströmrichtung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Ein in Fig. 1A dargestelltes Brennstoffeinspritzventil 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils 1 für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ausgeführt. Das Brennstoffeinspritzventil 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 angeordnet 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. Der Ventilsitzkörper 5 ist in eine Ausnehmung 50 des Düsenkörpers 2 einsetzbar. 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 den AuSenpol 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 ersten Flansch 21 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 in Verbindung, welche durch eine Schweißnaht 22 mit dem ersten Flansch 21 verbunden ist. Auf dem ersten Flansch 21 stützt sich eine Rückstellfeder 23 ab, welche in der vorliegenden Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch eine Hülse 24 auf Vorspannung gebracht wird.

Ein zweiter Flansch 31, welcher mit der Ventilnadel 3 über eine Schweißnaht 33 verbunden ist, dient als unterer Ankeranschlag. Ein elastischer Zwischenring 32, welcher auf dem zweiten Flansch 31 aufliegt, vermeidet Prellen beim Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1.

In der Ventilnadelführung 14 und im Anker 20 verlaufen Brennstoffkanäle 30a und 30b, die den Brennstoff, 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 eine nicht weiter dargestellte Brennstoffleitung abgedichtet.

Zulaufseitig des Dichtsitzes ist ein Drallelement 34 in Form eines in sich verdrehten Mehrkants 35 angeordnet, welcher im vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel auf den Ventilschließkörper 4 bzw. die Ventilnadel 3 aufgeschoben ist. Eine detaillierte Darstellung des Drallelements 34 ist den Figuren 1B und 1C zu entnehmen.

Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Anker 20 von der Rückstellfeder 23 entgegen seiner Hubrichtung so beaufschlagt, daS 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 12 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 6 ab und der über die Brennstoffkanäle 30a und 30b, sowie am Drallelement 34 ausgebildete Brennstoffkanäle 37 zur Abspritzöffnung 7 geführte Brennstoff wird abgespritzt. Diese ist vorzugsweise unter einem Abspritzwinkel y gegenüber einer Längsachse 36 des Brennstoffeinspritzventils 1 geneigt.

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. 1B zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung eine vergrößerte Ansicht des abspritzseitigen Teils des in Fig.

1A beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1. Der dargestellte Ausschnitt ist in Fig. 1A mit IB bezeichnet.

Das Drallelement 34, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Vierkant 35 mit vier gleich langen Seiten 48 ausgeführt ist, ist auf den Ventilschließkörper 4 und/oder die Ventilnadel 3 aufgesteckt. Durch Verdrehen des Vierkants 35 entsteht eine wendelförmige Struktur 38, wodurch zwischen einer Innenwandung 40 einer Ausnehmung 39 des Ventilsitzkörpers 5 ein als Strömungskanal dienender Brennstoffkanal 37 eingefaßt ist, der dem zum Dichtsitz strömenden Brennstoff durch seine ebenfalls spiralige Form einen Drall mitteilt. Durch eine entsprechende Neigung der Abspritzöfnung 7 gegenüber der Längsachse 36 des Brennstoffeinspritzventils 1 können beliebige Strahlwinkel y erreicht werden.

Abspritzseitig des Drallelements 34 ist begrenzt durch das Drallelement 34, den Ventilschließkörper 4 und den Ventilsitzkörper 5 eine Drallkammer 46 ausgebildet. Das Volumen der Drallkammer 46 ist dabei vorzugsweise so bemessen, daß einerseits die Ausbildung einer homogenen Drallströmung möglich ist und andererseits das Totvolumen minimiert wird. Die Drallströmung kann dabei durch die Ausprägung der wendelförmigen Struktur 38 so modelliert werden, daß sie auch in der Totzeit zwischen zwei Einspritzzyklen des Brennstoffeinspritzventils 1 nicht zum Erliegen kommt.

Der gleichseitige Vierkant 35 dient dabei nicht nur der Drallaufbereitung, sondern auch der Führung der Ventilnadel 3,. da die wendelförmige Struktur 38 des Drallelements 34 an

der Innenwandung 40 der Ausnehmung 39 anliegt und somit die Ventilnadel 3 in der Ausnehmung 39 geführt ist.

Fig. 1C zeigt einen Schnitt entlang der Linie IC-IC in Fig.

1B, wobei die vorstehend beschriebenen Elemente nochmals veranschaulicht sind.

Die Herstellung der wendelförmigen Struktur 38 des Mehrkants 35 erfolgt durch Erwärmen des vorgefertigten Bauteils und nachfolgendes Verdrehen. Dazu wird der Mehrkant 35 beispielsweise in eine Haltevorrichtung eingespannt und so lange verdreht, bis sich die wendelförmige Struktur 38 wunschgemäß herausgebildet hat. Der Durchfluß zum Dichtsitz kann dabei durch eine geeignete Wahl der Form des Mehrkants 35 gewählt werden, wobei der Durchfluß durch die Brennstoffkanäle 37 mit steigender Zahl von Kanten 41 des Mehrkants 35 kleiner wird. Der Durchfluß ist somit bei einem Dreikant am größten und nimmt über einen Vierkant zu einem Fünf-und Sechskant zunehmend ab.

Die Stärke des Dralls und damit auch die Form des Brennstoff Strahls sind abhängig vom Grad der Verdrehung des Mehrkants 35. Je stärker der Mehrkant 35 verdreht ist, desto flacher wird die Steigung der wendelförmigen Struktur 38, und desto stärker ist der Drall, der dem Brennstoffstrahl beim Durchlaufen der spiralförmigen Brennstoffkanäle 37 mitgeteilt wird. In Hinblick auf die Reibung der Kanten 41 an der Innenwandung 40 der Ausnehmung 39 des Ventilsitzkörpers 5 könnte eine Abrundung der Kanten 41, wie sie im zweiten Ausführungsbeispiel in Fig. 2B beschrieben ist, vorteilhaft sein.

Fig. 2A zeigt in gleicher Darstellung wie Fig. 1B ein zweites Ausführungsbeispiel'eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1. Dieses zeichnet sich dadurch aus, daß das Drallelement 34 abströmseitig des Dichtsitzes angeordnet ist und dadurch in seiner Größe minimierbar ist.

Außerdem ist das zweite Ausführungsbeispiel des Brennstoffeinspritzventils l als schrägeinspritzendes Brennstoffeinspritzventil 1 ausgeführt, wodurch der Abspritzwinkel y besser eingestellt werden kann als durch eine Neigung der Abspritzonung 7. Eine Längsachse 42 des Drallelements 34 ist dabei gegenüber der Längsachse 36 des Brennstoffeinspritzventils 1 unter dem Winkel y geneigt.

Dadurch entfällt die Umlenkung des Brennstoffstrahls, die bei einer zulaufseitigen Drallaufbereitung anfällt, wodurch Inhomogenitäten und Asymmetrien im Strahlbild vermieden werden.

Abstromseitig des Dichtsitzes, der wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgestaltet ist, weist der Ventilsitzkörper 5 eine vorzugsweise zylindrische Ausnehmung 43 auf, in welche ein Einschub 44 einschiebbar ist. Der Einschub 44 weist vorteilhafterweise ebenfalls-eine zylindrische Form auf. In einer Ausnehmung 45 des Einschubs 44 ist das Drallelement 34 angeordnet. Abstromseitig des Drallelements 34 ist die Drallkammer 46 ausgebildet, die unter Verjüngung in die Abspritzöffnung 7 übergeht.

Durch die wendelförmige Struktur 38 des Drallelements 34 bildetw sich wiederum ein Brennstoffkanal 38 zwischen dem Drallelement 34 und einer Innenwandung 49 der Ausnehmung 45 des Einschubs 44 aus, so daß der das Drallelement 34 umfließende Brennstoff unter Drall in die Drallkammer 46 eintritt. Bedingt durch die geringe Größe des Drallelements 34 kann auch das Volumen der Drallkammer 46 klein genug gehalten werden, um die Drallströmung homogen zu halten und das Totvolumen zu minimieren.

Fig. 2B stellt einen schematischen Schnitt durch das in Fig.

2A dargestellte zweite Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 entlang der Linie IIB-IIB mit Blick in Abströmrichtung dar.

Aus Fig. 2B ist ersichtlich, wie sich das im vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel als in sich verdrehtes Achtkant

47 ausgeführte Drallelement 34 an die Innenwandung 49 der Ausnehmung 45 des Einschubs 44 anschmiegt. Dabei ist der Achtkant 47 mit je vier längeren und kürzeren Seiten 48 versehen, wobei die vier kürzeren Seiten 48 beispielsweise aus einer Abkantung bzw. Abrundung der Kanten 41 des Vierkants 35 hervorgehen können. Die Form des Achtkants 47 nähert sich damit der Form des Vierkants 35 mit abgerundeten Kanten 41 an. Damit kann eine verbesserte Formschlüssigkeit sowie eine gleichmäßigere Reibungssituation gegenüber der im ersten Ausführungsbeispiel erläuterten Ausführungsvariante eines Vierkants 35 mit nicht abgerundeten Kanten 41 erreicht werden.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und z. B. auch für Mehrkante mit einer größeren Anzahl~ von Seiten 48 oder beliebig geformten, abgerundeten Kanten 41 sowie für beliebige Bauformen von Brennstoffeinspritzventilen 1 anwendbar.