Es ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil in Form eines elektromagnetisch betätigbaren Ventils aus der DE-PS 38 31 196 bekannt, bei dem eine Ventilnadel aus einem Anker, einem rohrförmigen Verbindungsteil und einem kugelförmigen Ventilschließkörper gebildet ist. Über das rohrförmige Verbindungsteil sind der Anker und der Ventilschließkörper miteinander verbunden, wobei als unmittelbarer Schließkörperträger das Verbindungsteil dient, mit dem der Ventilschließkörper mittels einer Schweißnaht fest verbunden ist. Das Verbindungsteil weist eine Vielzahl von Strömungsöffnungen auf, durch die Brennstoff aus einer inneren Durchgangsöffnung hinaustreten und außerhalb des Verbindungsteils bis zum Ventilschließkörper bzw. zu einer mit dem Ventilschließkörper zusammenwirkenden Ventilsitzfläche strömen kann. Außerdem weist das fertigungstechnisch gerollte Verbindungsrohr einen über die gesamte Länge verlaufenden Längsschlitz auf, durch den aufgrund seines großflächigen hydraulischen Strömungsquerschnitts Brennstoff sehr schnell aus der inneren Durchgangsöffnung kommend strömen kann. Der größte Teil des abzuspritzenden Brennstoffs strömt bereits über die Lange des Verbindungsteils aus diesem heraus, während eine geringe Restmenge unmittelbar erst an der Kugeloberfläche aus dem Verbindungsteil austritt.

Aus der DE-OS 197 12 590 ist bereits ein elektromagnetisch betätigbares Ventil bekannt, das eine axial bewegbare Ventilnadel bestehend aus einem Anker, der entweder selbst Schließkörperträger oder mit einem Schließkörperträger verbunden ist, und einem kugelförmigen Ventilschließkörper besitzt. Der Schließkörperträger nimmt dabei in einem stromabwärtigen Endbereich den Ventilschließkörper auf. Der Endbereich umgreift dazu den Ventilschließkörper derart, dass wenigstens ein direkt mit einer Längsbohrung des Schließkörperträgers in Verbindung stehender Kanal an der Oberfläche des Ventilschließkörpers gebildet ist. Der Endbereich erstreckt sich dabei über den Äquator des Ventilschließkörpers hinaus. Eine feste Verbindung wird durch Bördeln oder Einpressen erzielt.

Aus den Schriften US-PS 5,199,648 und DE-OS 44 08 875 ist bereits bekannt, an kugelförmigen Ventilschließkörpern von Brennstoffeinspritzventilen schräg geneigt verlaufende Nuten bzw. Abflachungen an der Oberfläche auszuformen, die ausschließlich der Drallbeaufschlagung des abzuspritzenden Brennstoffs dienen. Die Anströmung dieser angeformten Schließkörpergeometrien erfolgt hierbei von außerhalb eines rohrförmigen Verbindungsteils der Ventilnadel und nicht an der Kugeloberfläche ausgehend von einer inneren Öffnung des Verbindungsteils, das als Schließkörperträger fungiert.

Der US-PS 4,483,485 ist bereits ein Brennstoffeinspritzven- til entnehmbar, das eine Ventilnadel mit einem kugelförmigen Ventilschließkörper aufweist. Der kugelförmige Ventilschließkörper kann auch mit einer horizontalen Abflachung versehen sein, die sich innerhalb des als Schließkörperträger dienenden Verbindungsteils der Ventilnadel erstreckt. Um eine Brennstoffströmung aus einer inneren Öffnung des Verbindungsteils zum Ventilsitz zu ermöglichen, sind in der Wandung des Verbindungsteils

entweder Queröffnungen oder in einem Endbereich mehrere zum Ventilschließkörper hin offene Schlitzöffnungen vorgesehen.

Bei allen aus dieser Schrift bekannten Ausführungsbeispielen der Ventilnadel wird eine zusätzliche Fertigungs-bzw.

Bearbeitungsschritte erfordernde, speziell in den Schließkörperträger eingebrachte Öffnungsgeometrie für den Ausfluss des Brennstoffs benötigt.

Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass es auf besonders einfache Art und Weise kostengünstig herstellbar ist. Dazu ist ein kugelförmiger Ventilschließkörper wenigstens mit einer eine axiale Erstreckungskomponente aufweisenden Abflachung versehen und mit einem hülsenförmigen Schließkörperträger fest verbunden.

Der Schließkörperträger ist dafür in sehr einfacher Weise rotationssymmetrisch fertigbar, ohne dass an seiner Außenkontur irgendwelche Öffnungsgeometrien für den Austritt von Brennstoff einzubringen sind. Somit entfallen sämtliche Bearbeitungsschritte, die für solche zusätzlichen Strömungsöffnungen üblicherweise benötigt werden. Mit einem Endbereich umgreift der Schließkörperträger den Ventilschließkörper derart, dass er entsprechend der Anzahl der Abflachungen einen oder mehrere Kanäle unmittelbar an der Oberfläche des Ventilschließkörpers bildet, durch die Brennstoff ungehindert von der inneren Längsbohrung kommend in Richtung zu einer Ventilsitzfläche strömen kann. Mit geringem Fertigungsaufwand wird so eine optimale Zuströmung zum Zumessbereich des Ventils erreicht.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im

Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.

Von Vorteil ist es, die wenigstens eine Abflachung unter einem Winkel zur Ventillängsachse von 12 bis 25° anzuformen und die Abflachung über einen Kugeläquator des Ventilschließkörpers in stromabwärtiger Richtung hinaus verlaufen zu lassen.

In besonders vorteilhafter Weise kann ein Magnetanker unmittelbar selbst als Schließkörperträger dienen, so dass zusammen mit dem Ventilschließkörper eine zweiteilige Ventilnadel vorliegt. Eine solche Ventilnadel ist besonders einfach und kostengünstig herstellbar und weist durch die reduzierte Teileanzahl nur eine einzige Verbindungsstelle auf.

Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erfindungsgemäßes Brennstoffeinspritzventil, Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Ventilnadel, Figur 3 eine symbolisch verdeutlichte Brennstoffströmung an einer Ventilnadel gemäß Figur 2, Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Ventilnadel, Figur 5 eine symbolisch verdeutlichte Brennstoffströmung an einer Ventilnadel gemäß Figur 4 und Figur 6 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Ventilnadel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Das in der Figur 1 beispielhaft und teilweise vereinfacht dargestellte, erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil in

der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen hat einen von einer Magnetspule 1 umgebenen, als Innenpol und teilweise als Brennstoffdurchfluss dienenden weitgehend rohrförmigen Kern 2. Zusammen mit einem oberen, scheibenförmigen Abdeckelement 3 ermöglicht der Kern 2 einen besonders kompakten Aufbau des Einspritzventils im Bereich der Magnetspule 1. Die Magnetspule 1 ist von einem äußeren, ferromagnetischen Ventilmantel 5 als Außenpol umgeben, der die Magnetspule 1 in Umfangsrichtung vollständig umgibt und an seinem oberen Ende fest mit dem Abdeckelement 3 z. B. durch eine Schweißnaht 6 verbunden ist. Zum Schließen des magnetischen Kreises ist der Ventilmantel 5 an seinem unteren Ende gestuft ausgeführt, so dass ein Leitabschnitt 8 gebildet ist, der ähnlich dem Abdeckelement 3 die Magnetspule 1 axial umschließt und der die Begrenzung des Magnetspulenbereichs 1 nach unten hin bzw. in stromabwärtiger Richtung darstellt.

Der Leitabschnitt 8 des Ventilmantels 5, die Magnetspule 1 und das Abdeckelement 3 bilden eine innere, konzentrisch zu einer Ventillängsachse 10 verlaufende Öffnung 11 bzw. 58, in der sich eine langgestreckte Hülse 12 erstreckt. Eine innere Längsöffnung 9 der ferritischen Hülse 12 dient teilweise als Führungsöffnung für eine entlang der Ventillängsachse 10 axial bewegliche Ventilnadel 13. Die Hülse 12 endet in stromabwärtiger Richtung gesehen beispielsweise im Bereich des Leitabschnitts 8 des Ventilmantels 5, mit dem sie beispielsweise mit einer Schweißnaht 54 fest verbunden ist.

Die Ventilnadel 13 wird bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel von einem rohrförmigen Schließkörperträger 17, der auch als Magnetanker fungiert, und einem weitgehend kugelförmigen Ventilschließkörper 18

gebildet. Wie in Figur 6 gezeigt, kann die Ventilnadel 13 auch dreiteilig von einem Anker 17, einem Schließkörperträger 17 und einem Ventilschließkörper 18 gebildet werden. Außer der axial beweglichen Ventilnadel 13 ist auch der feststehende Kern 2 in der Längsöffnung 9 der Hülse 12 angeordnet. Neben der Führung des Schließkörperträgers 17 bzw. der Aufnahme des Kerns 2 erfüllt die Hülse 12 auch eine Abdichtfunktion, so dass im Einspritzventil eine trockene Magnetspule 1 vorliegt. Das wird auch dadurch erreicht, dass das scheibenförmige Abdeckelement 3 die Magnetspule 1 vollständig an ihrer oberen Seite überdeckt. Die innere Öffnung 58 im Abdeckelement 3 erlaubt es, die Hülse 12 und somit auch den Kern 2 verlängert auszubilden, so dass beide Bauteile die Öffnung 58 durchragend über das Abdeckelement 3 hinausstehen.

An den unteren Leitabschnitt 8 des Ventilmantels 5 schließt sich ein Ventilsitzkörper 14 an, der eine feste Ventilsitzfläche 15 als Ventilsitz aufweist. Der Ventilsitzkörper 14 ist mit einer beispielsweise mittels eines Lasers erzeugten zweiten Schweißnaht 16 fest mit dem Ventilmantel 5 verbunden. An der stromabwärtigen Stirnseite des Ventilsitzkörpers 14 ist z. B. in einer Vertiefung 19 eine flache Spritzlochscheibe 20 angeordnet, wobei die feste Verbindung von Ventilsitzkörper 14 und Spritzlochscheibe 20 z. B. durch eine umlaufende dichte Schweißnaht 21 realisiert ist. Der rohrförmige Schließkörperträger 17 ist an seinem stromabwärtigen, der Spritzlochscheibe 20 zugewandten Ende mit dem kugelförmigen Ventilschließkörper 18 beispielsweise durch Schweißen fest verbunden. Der Schließkörperträger 17 weist eine innere Längsbohrung 23 auf, die von Brennstoff durchströmt wird und aus der dieser stromabwärts austritt und im Bereich wenigstens einer eine axiale Erstreckungskomponente aufweisenden Abflachung 24

unmittelbar am Ventilschließkörper 18 entlang bis zur Ventilsitzfläche 15 strömen kann.

Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise elektromagnetisch. Allerdings soll betont werden, dass auch ein piezoelektrischer Aktor zur Betätigung der Ventilnadel 13 einsetzbar ist. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 13 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer Rückstellfeder 25 bzw. Schließen des Einspritzventils dient der elektromagnetische Kreis mit der Magnetspule 1, dem inneren Kern 2, dem äußeren Ventilmantel 5 und dem Anker 17. Der als Anker fungierende Schließkörperträger 17 ist mit dem dem Ventilschließkörper 18 abgewandten Ende auf den Kern 2 ausgerichtet.

Der kugelförmige Ventilschließkörper 18 wirkt mit der sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verjüngenden Ventilsitzfläche 15 des Ventilsitzkörpers 14 zusammen, die in axialer Richtung stromabwärts einer Führungsöffnung 26 im Ventilsitzkörper 14 ausgebildet ist. Die Spritzlochscheibe 20 besitzt wenigstens eine, beispielsweise vier durch Erodieren oder Stanzen ausgeformte Abspritzöffnungen 27.

In eine konzentrisch zu der Ventillängsachse 10 verlaufende Strömungsbohrung 28 des Kerns 2, die der Zufuhr des Brennstoffs in Richtung der Ventilsitzfläche 15 dient, ist außer der Rückstellfeder 25 eine Einstellhülse 29 eingeschoben. Die Einstellhülse 29 dient zur Einstellung der Federvorspannung der an der Einstellhülse 29 anliegenden Rückstellfeder 25, die sich wiederum mit ihrer gegenüberliegenden Seite an einem fest mit dem Schließkörperträger 17 verbundenen Einsatzteil 31 abstützt, wobei auch eine Einstellung der dynamischen Abspritzmenge mit der Einstellhülse 29 erfolgt.

Ein solches Einspritzventil zeichnet sich durch seinen besonders kompakten Aufbau aus, so dass ein sehr kleines, handliches Einspritzventil entsteht, dessen Ventilmantel 5 beispielsweise einen Außendurchmesser von nur ca. 11 mm aufweist. Die bisher beschriebenen Bauteile bilden eine vormontierte eigenständige Baugruppe, die als Funktionsteil 30 bezeichnet werden kann. Das fertig eingestellte und montierte Funktionsteil 30 weist z. B. eine obere Stirnfläche 32 auf, über die beispielsweise zwei Kontaktstifte 33 herausragen. Über die elektrischen Kontaktstifte 33, die als elektrische Verbindungselemente dienen, erfolgt die elektrische Kontaktierung der Magnetspule 1 und damit deren Erregung.

Mit einem solchen Funktionsteil 30 ist ein nicht dargestelltes Anschlussteil verbindbar, das sich vor allen Dingen dadurch auszeichnet, dass es den elektrischen und den hydraulischen Anschluss des Einspritzventils umfasst. Eine hydraulische Verbindung von dem nicht dargestellten Anschlussteil und dem Funktionsteil 30 wird beim vollständig montierten Einspritzventil dadurch erreicht, dass Strömungsbohrungen beider Baugruppen so zueinander gebracht werden, dass ein ungehindertes Durchströmen des Brennstoffs gewährleistet ist. Dabei liegt dann z. B. die Stirnfläche 32 des Funktionsteils 30 unmittelbar an einer unteren Stirnfläche des Anschlussteils an und ist mit diesem fest verbunden. Bei der Montage des Anschlussteils auf dem Funktionsteil 30 kann der über die Stirnfläche 32 überstehende Teil des Kerns 2 und der Hülse 12 zur Erhöhung der Verbindungsstabilität in eine Strömungsbohrung des Anschlussteils hineinragen. Im Verbindungsbereich ist zur sicheren Abdichtung z. B. ein Dichtring 36 vorgesehen, der auf der Stirnfläche 32 des Abdeckelements 3 aufliegend die Hülse 12 umgibt. Die als elektrische Verbindungselemente dienenden Kontaktstifte 33 gehen im vollständig montierten

Ventil eine sichere elektrische Verbindung mit korrespondierenden elektrischen Verbindungselementen des Anschlussteils ein.

Figur 2 zeigt die Ventilnadel 13 in einem gegenüber der Figur 1 vergrößerten Maßstab. Der rohrförmige Schließkörperträger 17 ist als Drehteil ausgeführt, das eine mehrfach gestufte Außenkontur besitzt. Am äußeren Umfang des Schließkörperträgers 17 ist beispielsweise eine ringförmige Führungsfläche 40 ausgeformt, die der Führung der axial beweglichen Ventilnadel 13 in der Hülse 12 dient. Der beispielsweise aus einem ferritischen Material (Chromstahl) gefertigte Schließkörperträger 17 weist eine obere, dem Kern 2 zugewandte Anschlagfläche 42 auf, die mit einer Verschleißschutzschicht versehen ist, z. B. verchromt ist.

Die innere Längsbohrung 23 im Schließkörperträger 17 besitzt einen weitgehend kreisförmigen Querschnitt. Insgesamt ist der Schließkörperträger 17 in vorteilhafter Weise rotationssymmetrisch ausgeführt. Der weitgehend kugelförmige Ventilschließkörper 18 besitzt an seinem äußeren Umfang wenigstens eine eine axiale Erstreckungskomponente aufweisende Abflachung 24. Mit einem stromabwärtigen Endbereich 46 umgibt der Schließkörperträger 17 den Ventilschließkörper 18, der also teilweise in die Längsbohrung 23 des Schließkörperträgers 17 hineinragt. In dem Bereich, in dem der Schließkörperträger 17 auf dem Ventilschließkörper 18 aufsteht, ist eine z. B. mittels Schweißen erzielte feste Verbindung vorgesehen. Die wenigstens eine Abflachung 24 ist am Ventilschließkörper 18 derart ausgeformt, dass sie in die Längsbohrung 23 hineinreicht. So ist gewährleistet, dass wenigstens ein Kanal 47 zwischen der inneren Wandung des Schließkörperträgers 17 und der Abflachung 24 existiert, durch den der in der Längsbohrung 23 zugeführte und am

Ventilschließkörper 18 entlangströmende Brennstoff in Richtung zur Ventilsitzfläche 15 weitergeleitet wird.

Der Winkel der Abflachung 24 zur Ventillängsachse 10 beträgt z. B. 12 bis 25°. Es sind jedoch auch andere Winkel zwischen 10 und 50° denkbar. An die schräg geneigte Abflachung 24 kann sich eine weitere Abflachung 24'anschließen, die beispielsweise senkrecht, also parallel zur Ventillängsachse 10 verläuft. Dabei liegt eine Übergangskante 48 von der ersten Abflachung 24 zur zweiten Abflachung 24 noch stromaufwärts eines Kugeläquators 49 des Ventilschließkörpers 18. Die Abflachung 24 erstreckt sich deutlich über den Kugeläquator 49 hinausgehend in stromabwärtiger Richtung, so dass ein weitgehend zentraler Brennstofffluss entlang des Ventilschließkörpers 18 erzeugt wird, wie es symbolhaft mit einem Pfeil in Figur 3 angedeutet ist.

In Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Ventilnadel 13 dargestellt, in dem die gegenüber dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel gleichbleibenden bzw. gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Die Ventilnadel 13 gemäß Figur 4 zeichnet sich dadurch aus, dass die Abflachung 24 nicht geteilt ist und durchweg unter einem konstanten Winkel zwischen 12° und 25° schräg geneigt zur Ventillängsachse 10 über den Kugeläquator 49 hinweg verläuft. In Figur 5 ist symbolisch mit mehreren Pfeilen gezeigt, dass bei einer solchen Ausführung ein weiter aufgefächerter Brennstofffluss ermöglicht wird, der für eine breitere Anströmung an der Ventilsitzfläche 15 vorteilhaft sein kann.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Ventilnadel 13 zeigt Figur 6. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Ventilnadel 13 sind der Anker 17 und der Ventilschließkörper 18 über ein

hülsenförmiges Verbindungsteil miteinander verbunden, wobei das Verbindungsteil nun den Schließkörperträger 17 bildet.

Die Verbindungen an der Ventilnadel 13 sind dabei z. B. mittels Schweißen hergestellt. Die zuvor bereits bei dem als Anker fungierenden Schließkörperträger 17 beschriebenen Funktionen und geometrischen Verhältnisse gelten genauso für den ein Verbindungsteil darstellenden Schließkörperträger 17 nach Figur 6. Der Ventilschließkörper 18 entspricht z. B. dem des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 4. Grundsätzlich kann mehr als eine Abflachung 24 vorgesehen sein.

Neben der Ausbildung des Schließkörperträgers 17 als Drehteil oder Kaltpressteil kommen auch Ausführungen als Sinterteil oder MIM (Metal Injection Moulding)-Teil in Frage.