EP1892407B1 - Kraftstoffinjektor mit verbessert geführter Hubbewegung des Ventilschließgliedes - Google Patents

Kraftstoffinjektor mit verbessert geführter Hubbewegung des Ventilschließgliedes Download PDF

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EP1892407B1
EP1892407B1 EP07111701A EP07111701A EP1892407B1 EP 1892407 B1 EP1892407 B1 EP 1892407B1 EP 07111701 A EP07111701 A EP 07111701A EP 07111701 A EP07111701 A EP 07111701A EP 1892407 B1 EP1892407 B1 EP 1892407B1
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EP
European Patent Office
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spring
sections
fuel injector
ring
spring element
Prior art date
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EP07111701A
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French (fr)
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EP1892407A1 (de
Inventor
Uwe Bruetsch
Dietmar Uhlmann
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
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    • F02M63/0026—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
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    • F02M2200/26—Fuel-injection apparatus with elastically deformable elements other than coil springs
    • 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
    • F02M2547/00—Special features for fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M2547/001—Control chambers formed by movable sleeves

Definitions

  • the present invention relates to a fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine for a motor vehicle according to the closer defined in the preamble of patent claim 1, such as in the WO 2005/085624 A or DE 103 35 22 A1 shown.
  • a fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine having a valve control plate adjacent to a throttle plate is known.
  • a valve closing member is provided in the valve control plate, which is biased by a spring element against a valve seat in the valve control plate in a closed position.
  • the spring element is located on the part of the valve closure member on a spring collar, which is integrally formed on the valve closure member.
  • the valve closure member is rotationally symmetrical, wherein the spring element designed as a spiral compression spring is arranged concentrically around the valve closure member around and exerts a compressive force between the spring collar and the throttle plate.
  • the valve closing member is controlled by means of a piezoelectric actuator by the actuator either lifts the valve closure member from the valve seat, so that the pressure in the valve control chamber above the nozzle needles increases to rail pressure and moves the nozzle needle in the closed position.
  • the valve closure member performs a lifting movement in a movement axis, wherein the valve closure member is guided axially and self-centering only by the valve seat in the valve control plate.
  • the invention includes the technical teaching that the spring element has a plurality of circumferentially distributed flexurally elastic spring clip, which extend between the spring collar of the valve closure member and the throttle plate, wherein the flexurally elastic spring clips spring in a compression of the spring element laterally to achieve a compression spring action.
  • the invention is based on the idea to provide a spring element which can be used as a compression spring, and allows a lateral force-free compression over the compression travel, to avoid tilting of the valve closure member. Due to the rotationally symmetrical design of the spring element according to the invention concentrically around the valve closure member, distributed over the circumference transverse force components cancel each other in such a way that a force is introduced exclusively in the movement axis on the valve closure member.
  • the spring element has symmetrically distributed around the circumference flexurally elastic spring clip, which bend elastically upon compression of the spring element.
  • the bending movement of the flexible elastic spring clip takes place in the lateral direction, which means that the spring clips either spring in the tangential direction within the enveloping body of the spring element or alternatively deflect radially directed outwards.
  • the resulting spring force results from the sum of the individual spring forces of the flexurally elastic spring clips.
  • the spring element according to the present invention without structural changes to the valve closing member, on the valve control plate or even on the throttle plate are replaced by the compression coil spring according to the prior art, resulting in the desired success of a lateral force-free characteristic of the deflection of the spring element.
  • the spring element is formed from a spring wire which is bent in a meandering manner and extends in a basket-like manner around the valve closure member, wherein meandering portions extending approximately parallel to the movement axis form the flexurally elastic spring clips.
  • a simple structural design of the spring element results, in which a spring wire with a round or rectangular or square cross-section is bent into a meandering structure, which is subsequently brought into a ring structure to form a circular spring cage , The ends of the spring wire can be welded or soldered together to prevent expansion of the basket-like spring element in the circumferential direction.
  • the bending wire spring thus has outer dimensions with a given height and an inner diameter.
  • the inner diameter is based on the diameter of the valve closure member, and can also be guided by this.
  • a curvature having a radius of curvature (R) is introduced into the meandering sections forming the flexurally elastic spring clips, as a result of which lateral deflection is predeterminable.
  • the flexurally elastic spring clip forming meander sections and extending substantially parallel to the axis of movement of the valve closure member.
  • the structure of the spring wire slightly deviates from the meander shape, since the introduced curvature is required to specify the lateral deflection.
  • the direction of the curvature of the meandering sections lies either in the tangential direction within the enveloping body of the spring cage, wherein a radially outwardly oriented bending direction is also possible, in which the curvature is introduced into the meandering section.
  • the spring wire between the bending elastic spring clip forming meander sections Aufstandsabroughe with which the spring wire rests against the spring collar of the valve closure member and the throttle plate.
  • the spring wire has a total of eight bending elastic spring clip forming meander sections, which in pairs form a meander loop, wherein the meander loops are arranged distributed approximately 90 ° to each other on the circumference of the spring element.
  • the spring wire initially forms a cylindrical basic shape within a tubular enveloping body. Starting with a part of the Aufstanzabiteses this extends in the horizontal and is subsequently angled approximately 90 ° and extends in a vertical direction parallel to the axis of movement.
  • the vertical meander sections which form the bending-elastic spring clips, do not form a straight line, but have a curvature with the radius of curvature (R).
  • R radius of curvature
  • the respective uprising sections occupy an angle section of 45 °, so that after reaching the angle section of the spring wire is again about 90 ° directed downwards angled and merges into the meander section, which forms the next flexible elastic spring clip.
  • the structure is repeated four times evenly distributed on the circumference, so that the spring element has four meander loops, which are each offset by 90 ° to each other.
  • the spring element is formed from a cylindrical pipe section, and the pipe section has recesses formed in the lateral surface, so that the remaining in the lateral surface areas between the recesses form the flexible elastic spring clip.
  • the goal is achieved that a transverse force free bow spring sleeve is formed.
  • the recesses are cut out, for example, by means of laser beam cutting from the lateral surface of the pipe section.
  • the remaining structure has areas between the recesses forming the flexurally elastic spring clips. In this case, the regions remaining between the recesses and the tube section which delimit longitudinal side end faces form respective contact rings, via which the spring element rests against the spring collar and against the throttle plate.
  • the flexurally elastic spring clips which are formed from the remaining areas between the recesses, go on the same material in the uprising rings.
  • the flexible elastic spring clips have a curvature with a radius of curvature (R), whereby a lateral deflection is predetermined.
  • the Spring clips between the backbone rings, prior to transition into the region of curvature, have non-curved guide portions extending approximately perpendicularly from the backbone rings to guide the spring member concentrically on the valve closure member.
  • the spring element may comprise a total of 8 spring clips whose curvature is alternately formed in the lateral direction to provide a torsion-free compression of the spring element.
  • the bow spring sleeve forming the spring element has eight flexible elastic spring clips, whereby a different number of spring clips can also be provided.
  • the spring element is formed from a producible by punching and bending spring cage, wherein the spring cage has a plurality of ring sections which are interconnected via spring bar sections, so that the ring sections and the spring bar sections are formed integrally.
  • the spring cage consists of a central annular portion of which three spring bar sections in angular segments of 120 ° equally spaced from each other radially outwardly, on each of which two ring sections are formed radially outwardly, between each of which a further spring bar section is arranged.
  • the initial shape of the spring element is formed, which can be stamped from a sheet material from the tape.
  • the strip material may comprise a spring steel, which may be subjected to a heat treatment as needed.
  • the spring element is initially in a flat initial state, and around the central ring portion extend around the spring bar sections in turn, which in each case again followed by a ring portion, and further radially outwardly a respective further spring land portion is formed, which ends in a last ring portion.
  • This geometry is repeated three times distributed on the circumference of the central ring portion, so that the total of seven ring sections and six spring bar sections form a unitary coherent element.
  • the ring sections each have axes of symmetry, and the ring sections by means of elastic bending of the spring bar sections can be brought over one another such that the axes of symmetry of the ring sections are aligned, whereby the spring cage is sentbar. Due to this geometry results in a virtually transverse force-free spring element, which is comparable to a bow spring.
  • the spring rate can be adapted to the spring rate of the helical compression spring due to appropriately selected material properties and the material thickness.
  • the bow spring can be designed in two layers, with several layers are possible in principle.
  • the priority in the refilling of the valve and control chamber within the valve control plate or above the nozzle needle is directed to the control room.
  • spacers are integrated at the central ring section. They also minimize the deactivation of the valve pin.
  • a spring element wherein the aligned ring sections form an upper contact ring for abutment with the spring collar and a lower contact ring to rest against the throttle plate, wherein equally spaced between the upper and lower ring an intermediate ring is formed, and between the riot ring and the intermediate ring each have three spring bar sections which form the flexible elastic spring clip.
  • three spring bar sections each having a curvature of 180 ° extend equidistantly on a circumference of 120 °.
  • the angular positions of the three spring bar sections between the lower ring section and the middle ring section in relation to the middle ring section and the upper ring section are each offset by 60 °.
  • a spring element can be formed, which allows a practically transverse force-free compressing, wherein the compression causes an elastic bend within the spring bar sections, and the spring forces of the respective spring bar sections add between equal planes, wherein the spring travel between the lowermost ring section and the middle Ring section and the middle ring section and the upper ring section added.
  • FIG. 1 shows a fuel injector 1 for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine in a cross-sectional view.
  • the view shows a section of the fuel injector 1 in the region of a throttle plate 10, which adjoins a valve control plate 11.
  • a valve closing member 13 is received with an integrally formed spring collar 14 for controlling the closing movement of a nozzle needle 12, wherein the valve closing member 13 can move in the movement axis 15 liftable up and down.
  • the valve closing member 13 In an upward position, the valve closing member 13 is in a closed position, wherein within the valve control plate 11, a valve seat is introduced, against which the valve closing member 13 is biased by a spring member 16 in a sealing seat.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of the spring element 16, wherein the cutout with seat of the valve closing member 13 from FIG. 1 is shown in enlarged form.
  • both the valve control plate 11, which above the Throttle plate 10 is shown, wherein a pressure channel is directed downward in the throttle plate 10 is inserted below the valve closure member 13.
  • the valve closure member 13 includes a molded spring collar 14 against which the spring member 16 is supported to bias the valve closure member 13 against the throttle plate 10.
  • the spring element 16 thus extends between the throttle plate 10 and the spring collar 14.
  • the vertical portions of the spring element 16 are formed from flexurally elastic spring clips 17, the spring element 16 comprises a total of eight flexible elastic spring clip 17, but in the graph in FIG FIG. 2 only four spring clips 17 are shown.
  • FIG. 3 shows a perspective view of an embodiment of the spring element 16 according to FIG. 2 ,
  • the spring element 16 is formed from a spring wire 18, which is bent meander-shaped and forms a kind of spring cage. Parallel to the movement axis 15, the flexible elastic spring clips 17a to 17h extend, wherein the flexible elastic spring clips have a radius of curvature R.
  • the radius of curvature R is formed in the bending elastic spring clips 17 alternately within the tangential direction in the lateral surface of the basket-like spring element 16 to specify a lateral deflection.
  • the contact portions 19b, 19d, 19f and 19h form the upper end side of the spring element 16, which abut against the spring collar on the valve closure member.
  • a respective guide portion is formed in the basket-like spring member 16 to arrange the spring member 16 concentrically around the valve-closing member, in each of which a guide portion is formed.
  • FIG. 4 another embodiment of the spring element 16 is shown, which the valve closing member 13 against the valve control plate 11 in the axis of movement 15 vertically upwardly supported.
  • the spring element 16 adjoins the throttle plate 10.
  • the spring element 16 comprises spring clips 17, which extend between the spring collar 14 on the valve closing member 13 and the throttle plate 10.
  • FIG. 5 shows a perspective view of the spring element 16 according to the second embodiment FIG. 4 .
  • the spring element 16 is formed from a cylindrical tube section, the tube section having recesses formed in the lateral surface, so that the areas remaining in the lateral surface between the recesses form the flexurally elastic spring clips 17a to 17h. Between the recesses and the pipe section longitudinally delimiting end surfaces remaining areas form respective uprising rings 21a and 21b, the uprising ring 21 abuts against the spring collar and the uprising ring 21b against the throttle plate.
  • FIG. 6 shows the spring element 16 according to FIG. 5 which is formed from a cylindrical pipe section.
  • the hatched areas 20a, 20b and 20c show the respective recesses from the lateral surface of the cylindrical tube section, which are separated out of the cylindrical tube section, for example by means of laser radiation, so that the areas between the recesses 20a, 20b and 20c remain and the flexurally elastic spring clips 17a to 17d form.
  • the laser cut is guided in such a way that the flexurally elastic spring clips 17 initially merge into guide regions 22 before they open in the same way and in one piece into the contact ring 21a and 21b.
  • a cylindrical tube section is selected as the starting material, whereby a high flexibility for shaping the spring element is provided by the flexible laser cut for cutting out the cutouts 20a, 20b and 20c.
  • a total of eight recesses 20 are cut out between the respective spring clips, which due to the view of the spring element 16 in FIG. 6 only three recesses can be displayed.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the spring element 16 which extends between the throttle plate 10 and the spring collar 14, which is integrally formed on the valve closure member 13. Also in this embodiment, the spring member 16 biases the valve closing member 13 against a valve seat formed inside the valve control plate.
  • the spring element 16 is formed according to this embodiment of a punching and bending technology produced strip material.
  • the spring element 16 forms in the finished formed state, a spring cage, which consists of a plurality of ring sections 23a - 23g, which are connected to each other via spring web sections 24a - 24f, so that the ring sections 23 and the spring bar sections 24 as a whole, ie of the same material and of a flat correspondingly shaped Sheet metal are formed.
  • the spring element comprises a central ring portion 23a.
  • three spring sections 24a, 24b and 24c extend around this in angular segments of 120 °.
  • the spring bar sections 24a to 24c extend radially outward, and open into three further ring sections 23b, 23c and 23d respectively.
  • At the ring sections 23b, 23c and 23d in turn extend radially outwardly directed three further spring bar sections 24d, 24e and 24f.
  • On the outside of the spring bar sections 24d to 24f three further ring sections 23 e, 23 and 23g are formed in each case.
  • the spring bar portion 24a is bent 180 ° down.
  • the ring sections 23 comprise respective axes of symmetry 25, wherein now the axis of symmetry 25 of the central ring section 23a is aligned with the axis of symmetry 25 of the ring section 23b.
  • the subsequent bending operations are carried out in the same way, so that the respective axes of symmetry 25 of all ring sections 23 are brought into alignment.
  • the production of the basket-like spring element 16 comprises six bending operations in six steps.
  • FIG. 8c a basket-like spring element 16, as this in FIG. 8c is shown.
  • an intermediate ring 26 is located, which is formed by design due to the bending operations described above.
  • the spring bar sections 24a to 24f form the spring clips 17a to 17f.
  • a corresponding assignment can be taken from the respective bending directions.
  • the spring clips 17a-17f extend only between the uprising rings 21a and 21b on the upper and lower side and the intermediate ring 26. This ensures that the lateral deflection of the spring clip 17 due to compression of the spring element 16 have only a limited radial deflection, to be integrated into the limited space within the valve control plate.
  • FIG. 9 is a spring element 16 according to the embodiment of FIGS. 7 to 8c shown.
  • the spring element 16 is shown in the installed state within the valve control plate 11, and extends concentrically to the valve closing member 13 between the spring collar 14 and the throttle plate 10. According to this in FIG. 9
  • the spring element 16 has a spacer 27, which serves for the lateral guidance of the spring element 16 within the inner wall of the valve control plate 11.
  • FIG. 10 shows the stamped on the starting material of the spring element 16 integrally formed spacers 27a, 27b and 27c. These are each arranged at 60 ° to the spring bar sections 24a, 24b and 24c around the central ring portion 23a around.
  • the spacers 27 are not bent technically deformed so that they remain in the plane of the ring portion 23 a. This ensures that the spring element 16 and at the same time the valve closing member 13 is guided within the bore in the valve control plate 11 concentric with the axis of movement 15.
  • the invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiment.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art, wie z.B. in der WO 2005/085624 A oder DE 103 35 22 A1 gezeigt.
    • Stand der Technik
  • Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2004 O11 095 A1 ist ein Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einer an eine Drosselplatte angrenzenden Ventilsteuerplatte bekannt. Zur Steuerung der Schließbewegung einer Düsennadel ist in der Ventilsteuerplatte ein Ventilschließglied vorgesehen, welches mittels eines Federelementes gegen einen Ventilsitz in der Ventilsteuerplatte in einer Schließstellung vorgespannt ist. Das Federelement liegt seitens des Ventilschließgliedes an einem Federkragen an, welcher am Ventilschließglied angeformt ist. Das Ventilschließglied ist rotationssymmetrisch ausgebildet, wobei das als Spiraldruckfeder ausgeführte Federelement konzentrisch um das Ventilschließglied herum angeordnet ist und eine Druckkraft zwischen dem Federkragen und der Drosselplatte ausübt. Das Ventilschließglied wird mittels eines piezoelektrischen Aktors gesteuert, indem der Aktor das Ventilschließglied entweder vom Ventilsitz abhebt, so dass der Druck im Ventilsteuerraum oberhalb der Düsennadeln auf Raildruck ansteigt und die Düsennadel in die Schließstellung bewegt. Dabei führt das Ventilschließglied eine Hubbewegung in einer Bewegungsachse aus, wobei das Ventilschließglied lediglich durch den Ventilsitz in der Ventilsteuerplatte axial und selbstzentrierend geführt ist.
  • Bei einer derartigen Anordnung eines Ventilschließgliedes entsteht das Problem, dass aufgrund von Querkrafteffekten einer Spiraldruckfeder eine Verkippung des Ventilschließgliedes verursacht wird, was einen erhöhten Verschleiß des Ventilschließgliedes bzw. des Ventilsitzes in der Ventilsteuerplatte verursachen kann. Ferner weicht die Schließcharakteristik der Düsennadel aufgrund einer ungeführten Bewegung des Ventilschließgliedes in den Schließsitz vom gewünschten Verhalten ab.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kraftstoffinjektor mit einem Ventilschließglied zu schaffen, welcher die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und eine verkippungsfreie Hubbewegung des Ventilschließgliedes in der Bewegungsachse der Hubbewegung zu schaffen.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einem Ventilschließglied gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Federelement mehrere auf dem Umfang verteilte biegeelastische Federbügel aufweist, welche sich zwischen dem Federkragen des Ventilschließgliedes und der Drosselplatte erstrecken, wobei die biegeelastischen Federbügel bei einer Kompression des Federelementes seitlich einfedern, um eine Druckfederwirkung zu erzielen.
  • Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, ein Federelement zu schaffen, welches als Druckfeder einsetzbar ist, und eine querkraftfreie Kompression über dem Einfederweg ermöglicht, um ein Verkippen des Ventilschließgliedes zu vermeiden. Aufgrund der rotationssymmetrischen Ausbildung des erfindungsgemäßen Federelementes konzentrisch um das Ventilschließglied heben sich über dem Umfang verteilte Querkraftkomponenten derart gegeneinander auf, dass eine Kraftwirkung ausschließlich in der Bewegungsachse auf das Ventilschließglied eingebracht wird.
  • Das Federelement weist symmetrisch um den Umfang verteilte biegeelastische Federbügel auf, welche sich bei einer Kompression des Federelementes elastisch verbiegen. Die Biegebewegung der biegeelastischen Federbügel erfolgt in seitlicher Richtung, was bedeutet, dass die Federbügel entweder in tangentialer Richtung innerhalb des Hüllkörpers des Federelementes einfedern oder alternativ radial nach außen gerichtet einfedern. Die resultierende Federkraft ergibt sich aus der Summe der Einzelfederkräfte der biegeelastischen Federbügel. Vorteilhafterweise kann das Federelement gemäß der vorliegenden Erfindung ohne bauliche Veränderungen am Ventilschließglied, an der Ventilsteuerplatte oder gar an der Drosselplatte gegen die Druckspiralfeder gemäß des Standes der Technik ausgetauscht werden, wobei sich der gewünschte Erfolg einer querkraftfreien Charakteristik der Einfederung des Federelementes ergibt.
  • Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist das Federelement aus einem Federdraht gebildet, welcher mäanderförmig gebogen ist und sich korbartig um das Ventilschließglied herum erstreckt, wobei etwa parallel zur Bewegungsachse verlaufende Mäanderabschnitte die biegeelastischen Federbügel bilden. Gemäß dieses ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ergibt sich eine einfache konstruktive Gestalt des Federelementes, in dem ein Federdraht mit einem runden oder rechteckigen bzw. quadratischen Querschnitt in eine mäanderförmige Struktur gebogen wird, welche anschließend in eine Ringstruktur gebracht wird, um einen kreisförmigen Federkorb zu bilden. Die Enden des Federdrahtes können miteinander verschweißt oder verlötet werden, um eine Aufweitung des korbartigen Federelementes in Umfangsrichtung zu unterbinden. Durch eine Anpassung des Drahtdurchmessers, der Form der Biegearme und der Anzahl der Biegearme kann die Steifigkeit der Feder variiert werden. Die Biegedrahtfeder weist somit äußere Abmessungen mit einer gegebenen Höhe und einem Innendurchmesser auf. Der Innendurchmesser orientiert sich an dem Durchmesser des Ventilschließgliedes, und kann zugleich durch dieses geführt werden.
  • Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung ist vorgesehen, dass in den die biegeelastischen Federbügel bildenden Mäanderabschnitten eine Krümmung mit einem Krümmungsradius (R) eingebracht ist, wodurch eine seitliche Einfederung vorgebbar ist. Die biegeelastischen Federbügel bildenden Mäanderabschnitte und erstrecken sich im Wesentlichen parallel zur Bewegungsachse des Ventilschließgliedes. Dabei weicht die Struktur des Federdrahtes leicht von der Mäanderform ab, da die eingebrachte Krümmung zur Vorgabe der seitlichen Einfederung erforderlich ist. Die Richtung der Krümmung der Mäanderabschnitte liegt entweder in tangentialer Richtung innerhalb des Hüllkörpers des Federkorbes, wobei auch eine radial nach außen orientierte Biegerichtung möglich ist, in der die Krümmung in den Mäanderabschnitt eingebracht ist.
  • Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung weist der Federdraht zwischen den die biegeelastischen Federbügel bildenden Mäanderabschnitten Aufstandsabschnitte auf, mit denen der Federdraht am Federkragen des Ventilschließgliedes und an der Drosselplatte anliegt. Der Federdraht weist insgesamt acht die biegeelastischen Federbügel bildenden Mäanderabschnitte auf, welche jeweils paarweise eine Mäanderschleife bilden, wobei die Mäanderschleifen etwa 90° zueinander versetzt auf dem Umfang des Federelementes verteilt angeordnet sind. Der Federdraht bildet zunächst innerhalb eines rohrförmigen Hüllkörpers eine zylindrische Grundform. Beginnend mit einem Teil des Aufstanzabschnittes verläuft dieser in der Horizontalen und ist nachfolgend etwa 90° abgewinkelt und erstreckt sich in vertikaler Richtung parallel zur Bewegungsachse. Dabei bilden die vertikalen Mäanderabschnitte, welche die biegeelastischen Federbügel bilden, keine Gerade, sondern weisen eine Krümmung mit dem Krümmungsradius (R) auf. Nach Erreichen der Höhe des Rohrabschnittes folgt im Drahtverlauf eine weitere Biegung um etwa 90°, so dass der Federdraht wieder in der Horizontalen verläuft und den oberen Aufstandsabschnitt bildet. Die jeweiligen Aufstandsabschnitte nehmen einen Winkelabschnitt von 45° ein, so dass nach Erreichen des Winkelabschnittes der Federdraht wieder etwa 90° nach unten gerichtet abgewinkelt verläuft und in den Mäanderabschnitt übergeht, welcher den nächsten biegeelastischen Federbügel bildet. Die Struktur wiederholt sich vierfach gleich verteilt auf dem Umfang, so dass das Federelement vier Mäanderschleifen aufweist, die jeweils 90° zueinander versetzt sind.
  • Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung ist das Federelement aus einem zylindrischen Rohrabschnitt gebildet, und der Rohrabschnitt weist in der Mantelfläche ausgebildete Aussparungen auf, so dass die in der Mantelfläche verbleibenden Bereiche zwischen den Aussparungen die biegeelastischen Federbügel bilden. Auch bei dieser Ausführungsform ist das Ziel erreicht, dass eine querkraftfreie Bügelfederhülse gebildet wird. Die Aussparungen werden beispielsweise mittels Laserstrahlschneiden aus der Mantelfläche des Rohrabschnittes herausgetrennt. Die verbleibende Struktur weist Bereiche zwischen den Aussparungen auf, die die biegeelastischen Federbügel bilden. Dabei bilden die zwischen den Aussparungen angeordneten und den Rohrabschnitt längsseitig begrenzenden Endflächen verbleibende Bereiche jeweilige Aufstandsringe, über die das Federelement am Federkragen und an der Drosselplatte anliegt. Die biegeelastischen Federbügel, welche aus den verbleibenden Bereichen zwischen den Aussparungen gebildet werden, gehen materialeinheitlich in die Aufstandsringe über. Die biegeelastischen Federbügel weisen eine Krümmung mit einem Krümmungsradius (R) auf, wodurch einen seitliche Einfederung vorgebbar ist. Die Federbügel zwischen den Aufstandsringen weisen vor Übergang in den Bereich der Krümmung sich von den Aufstandsringen etwa rechtwinklig erstreckende ungekrümmte Führungsbereiche auf, um das Federelement konzentrisch auf dem Ventilschließglied zu führen. Dabei kann das Federelement insgesamt 8 Federbügel umfassen, deren Krümmung in seitlicher Richtung abwechselnd ausgebildet ist, um eine torsionsfreie Kompression des Federelementes zu schaffen. Aufgrund der in Richtung abwechselnd ausgebildeten Krümmungen innerhalb der Federbügel heben sich entstehende Torsionskräfte gegeneinander auf. Die insgesamt 8 vorgesehenen Federbügel sind über dem Umfang des Federelementes gleich verteilt angeordnet, so dass sich eine Symmetrie des Federelementes ergibt. Die Bügel federn axial ein, wobei die Ausfederung jeweils in seitlicher Richtung erfolgt. Die radiale Verformung der Bügel beinhaltet nicht die Gefahr der Berührung an der Wand der Ventilraumbohrung, da diese geometrisch angepasst sind. Zur Minimierung der Spannungen weist die das Federelement bildende Bügelfederhülse acht biegeelastische Federbügel auf, wobei auch eine andere Anzahl von Federbügeln vorgesehen werden kann.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Federelementes ist vorgesehen, dass das Federelement aus einem mittels Stanz- und Biegevorgängen herstellbaren Federkorb gebildet ist, wobei der Federkorb mehrere Ringabschnitte aufweist, welche über Federstegabschnitte miteinander verbunden sind, so dass die Ringabschnitte und die Federstegabschnitte insgesamt einstückig ausgebildet sind. Dabei besteht der Federkorb aus einem zentralen Ringabschnitt, von dem sich drei Federstegabschnitte in Winkelsegmenten von 120° gleich beabstandet voneinander radial nach außen erstrecken, an denen jeweils zwei Ringabschnitte radial nach außen angeformt sind, zwischen denen jeweils ein weiterer Federstegabschnitt angeordnet ist. Damit ist die Ausgangsform des Federelementes gebildet, welche aus einem Blechmaterial vom Band gestanzt werden kann. Das Bandmaterial kann ein Federstahl umfassen, welcher bedarfsabhängig einer Wärmebehandlung unterzogen werden kann. Somit befindet sich das Federelement zunächst in einem ebenen Ausgangszustand, und um den zentralen Ringabschnitt herum erstrecken sich sternförmig die Federstegabschnitte, an welchen jeweils wiederum ein Ringabschnitt folgt, und ferner radial nach außen ein jeweils weiterer Federstegabschnitt ausgebildet ist, welcher in einem letzten Ringabschnitt endet. Diese Geometrie wiederholt sich dreifach auf dem Umfang des zentralen Ringabschnittes verteilt, so dass die insgesamt sieben Ringabschnitte und sechs Federstegabschnitte ein materialeinheitlich zusammenhängendes Element bilden.
  • Ferner ist vorgesehen, dass die Ringabschnitte jeweils Symmetrieachsen aufweisen, und die Ringabschnitte mittels elastischer Biegung der Federstegabschnitte derart übereinander bringbar sind, dass die Symmetrieachsen der Ringabschnitte miteinander fluchten, wodurch der Federkorb bildbar ist. Aufgrund dieser Geometrie ergibt sich ein praktisch querkraftfreies Federelement, was mit einer Bügelfeder vergleichbar ist. Die Federrate kann aufgrund entsprechend gewählter Materialeigenschaften und der Materialdicke an die Federrate der Schraubendruckfeder angepasst sein. Um die radiale Verformung der Federstegabschnitte bei maximalen Hub des Ventilschließgliedes und die auftretenden Spannungen im Material zu minimieren, kann die Bügelfeder zweilagig ausgeführt sein, wobei auch mehrere Lagen prinzipiell möglich sind.
  • Durch die Wahl eines großen Durchmessers des oberen Ringabschnittes wird die Priorität bei der Wiederbefüllung des Ventil- und Steuerraums innerhalb der Ventilsteuerplatte bzw. oberhalb der Düsennadel auf den Steuerraum gelenkt. Somit ist ein schnelles Schließen der Düsennadel möglich. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass am zentralen Ringabschnitt Abstandshalter integriert werden. Sie minimieren zusätzlich ein Deaxieren des Ventilbolzens.
  • Gemäß dieses Ausführungsbeispiels wird ein Federelement geschaffen, wobei die in Flucht gebrachten Ringabschnitte einen oberen Aufstandsring zur Anlage am Federkragen und einen unteren Aufstandsring zur Anlage an der Drosselplatte bilden, wobei gleich beabstandet zwischen dem oberen und dem unteren Aufstandsring ein Zwischenring gebildet ist, und sich zwischen dem Aufstandsring und dem Zwischenring jeweils drei Federstegabschnitte erstrecken, die die biegeelastischen Federbügel bilden. Zunächst wird durch eine Biegung eines ersten Federstegabschnittes um 180° ein erster an dem zentralen Ringabschnitt angebundener weiterer Ringabschnitt in eine fluchtende Position gebracht. Ein zweiter Ringabschnitt wird um den zentralen Ringabschnitt gebogen, wobei auch der zweite Federstegabschnitt eine Krümmung von 180° aufweist. Diese Schritte werden insgesamt sechsfach wiederholt, bis alle Ringabschnitte etagenförmig auf drei Ebenen übereinander gebracht sind und die jeweiligen Symmetrieachsen in der Bewegungsachse des Ventilschließgliedes liegen.
  • Zwischen den jeweiligen Ebenen der Ringabschnitte erstrecken sich mit einer Krümmung von 180° jeweils drei Federstegabschnitte gleich beabstandet auf einem Umfang von 120°. Die Winkelpositionen der drei Federstegabschnitte zwischen dem unteren Ringabschnitt und dem mittleren Ringabschnitt im Verhältnis zum mittleren Ringabschnitt und dem oberen Ringabschnitt sind um jeweils 60° versetzt. Somit kann ein Federelement gebildet werden, welches ein praktisch querkraftfreies komprimieren erlaubt, wobei durch die Kompression eine elastische Biegung innerhalb der Federstegabschnitte hervorgerufen wird, und sich die Federkräfte der jeweiligen Federstegabschnitte zwischen gleichen Ebenen addieren, wobei sich der Federweg zwischen dem untersten Ringabschnitt und dem mittleren Ringabschnitt sowie dem mittleren Ringabschnitt und den oberen Ringabschnitt addiert.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.
    • Ausführungsbeispiele
  • Es zeigt:
    • Figur 1
    eine Ansicht eines Ausschnittes eines Kraftstoffinjektors im Querschnitt mit einem Ventilschließglied, welches innerhalb einer Ventilsteuerplatte angeordnet ist und mittels eines erfindungsgemäßen Federelementes in einer Schließstellung vorgespannt ist;
    Figur 2
    zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Federelementes gemäß der vorliegenden Erfindung in einem eingebauten Zustand;
    Figur 3
    zeigt das Federelement gemäß des ersten Ausführungsbeispiels in Figur 2;
    Figur 4
    zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Federelementes gemäß der vorliegenden Erfindung in einem eingebauten Zustand;
    Figur 5
    zeigt eine perspektivische Ansicht des Federelementes gemäß des Ausführungsbeispiels in Figur 4;
    Figur 6
    zeigt eine dimetrische Ansicht des Federelementes gemäß des Ausführungsbeispiels aus Figur 4 und Figur 5;
    Figur 7
    zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Federelementes in einem eingebauten Zustand;
    Figur 8a
    zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Federelementes in einer ebenen Form;
    Figur 8b
    zeigt das Federelement gemäß Figur 8a nach einer ersten Biegeoperation;
    Figur 8c
    zeigt das Federelement gemäß des Ausführungsbeispiels aus Figur 8a in einem fertig gebogenen Zustand;
    Figur 9
    zeigt das Federelement gemäß des Ausführungsbeispiels aus den Figuren 7 bis 8c mit einem Abstandshalter im eingebauten Zustand; und
    Figur 10
    zeigt eine Draufsicht des Federelementes mit drei Abstandshaltern.
  • Die Figur 1 zeigt einen Kraftstoffinjektor 1 zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine in einer quergeschnittenen Ansicht. Die Ansicht zeigt einen Ausschnitt des Kraftstoffinjektors 1 im Bereich einer Drosselplatte 10, welche an einer Ventilsteuerplatte 11 angrenzt. In der Ventilsteuerplatte 11 ist zur Steuerung der Schließbewegung einer Düsennadel 12 ein Ventilschließglied 13 mit einem angeformten Federkragen 14 aufgenommen, wobei sich das Ventilschließglied 13 in der Bewegungsachse 15 hubbeweglich auf und ab bewegen kann. In einer nach oben gerichteten Position befindet sich das Ventilschließglied 13 in einer Schließstellung, wobei innerhalb der Ventilsteuerplatte 11 ein Ventilsitz eingebracht ist, gegen den das Ventilschließglied 13 durch ein Federelement 16 in einem dichtenden Sitz vorgespannt wird.
  • Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Federelementes 16, wobei der Ausschnitt mit Sitz des Ventilschließgliedes 13 aus Figur 1 in vergrößerter Form dargestellt ist. In der Darstellung ist sowohl die Ventilsteuerplatte 11, welche sich oberhalb der Drosselplatte 10 befindet, dargestellt, wobei ein Druckkanal nach unten gerichtet in der Drosselplatte 10 unterhalb des Ventilschließgliedes 13 eingebracht ist. Das Ventilschließglied 13 umfasst einen angeformten Federkragen 14, gegen den das Federelement 16 abgestützt ist, um das Ventilschließglied 13 entgegen der Drosselplatte 10 vorzuspannen. Das Federelement 16 erstreckt sich somit zwischen der Drosselplatte 10 und dem Federkragen 14. Die vertikalen Abschnitte des Federelementes 16 sind aus biegeelastischen Federbügeln 17 gebildet, wobei das Federelement 16 insgesamt acht biegeelastische Federbügel 17 umfasst, wobei jedoch in der graphischen Darstellung in Figur 2 nur vier Federbügel 17 dargestellt sind.
  • Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Federelementes 16 gemäß Figur 2. Das Federelement 16 ist aus einem Federdraht 18 gebildet, welcher mäanderförmig gebogen ist und eine Art Federkorb bildet. Parallel zur Bewegungsachse 15 erstrecken sich die biegeelastischen Federbügel 17a bis 17h, wobei die biegeelastischen Federbügel einen Krümmungsradius R aufweisen. Der Krümmungsradius R ist in den biegeelastischen Federbügeln 17 abwechselnd innerhalb der tangentialen Richtung in der Mantelfläche des korbartigen Federelementes 16 ausgebildet, um eine seitliche Einfederung vorzugeben. Die biegeelastischen Federbügel 17, welche sich parallel zur Bewegungsachse 15 erstrecken, gehen in jeweilige Aufstandsabschnitte 19a bis 19i über, wobei die Aufstandsabschnitte 19a, 19c, 19e, 19g sowie 19i jeweils auf der Drosselplatte aufliegen, d.h., dass diese Aufstandsabschnitte die untere Endseite des Federelementes 16 bilden. Hingegen bilden die Aufstandsabschnitte 19b, 19d, 19f und 19h die obere Endseite des Federelementes 16, welche gegen den Federkragen an dem Ventilschließglied anliegen.
  • Die sich parallel zur Bewegungsachse 15 erstreckenden vertikalen Mäanderabschnitte, welche im Wesentlichen durch die biegeelastischen Federbügel 17a bis 17h gebildet sind, gehen zunächst in einen sich vertikal erstreckenden Abschnitt über, bevor diese 90° abknicken, um in die Aufstandsabschnitte 19a bis 19i überzugehen. Somit wird in den korbartigen Federelement 16 ein jeweiliger Führungsabschnitt gebildet, um das Federelement 16 konzentrisch um das Ventilschließglied anzuordnen, in dem jeweils ein Führungsabschnitt gebildet wird.
  • In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Federelementes 16 dargestellt, welches das Ventilschließglied 13 gegen die Ventilsteuerplatte 11 in der Bewegungsachse 15 vertikal nach oben gerichtet abstützt. Dabei grenzt das Federelement 16 an die Drosselplatte 10 an. Das Federelement 16 umfasst Federbügel 17, welche sich zwischen dem Federkragen 14 am Ventilschließglied 13 und der Drosselplatte 10 erstrecken.
  • Figur 5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Federelementes 16 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels aus Figur 4. Das Federelement 16 ist aus einem zylindrischen Rohrabschnitt gebildet, wobei der Rohrabschnitt in der Mantelfläche ausgebildete Aussparungen aufweist, sodass die in der Mantelfläche verbleibenden Bereiche zwischen den Aussparungen die biegeelastischen Federbügel 17a bis 17h bilden. Zwischen den Aussparungen und der den Rohrabschnitt längsseitig begrenzenden Endflächen verbleibende Bereiche bilden jeweilige Aufstandsringe 21a sowie 21b, wobei der Aufstandsring 21 a gegen den Federkragen und der Aufstandsring 21b gegen die Drosselplatte anliegt.
  • Figur 6 zeigt das Federelement 16 gemäß Figur 5, welches aus einem zylindrischen Rohrabschnitt gebildet ist. Die schraffierten Flächen 20a, 20b und 20c zeigen die jeweiligen Aussparungen aus der Mantelfläche des zylindrischen Rohrabschnittes, welche beispielsweise mittels Laserstrahlung aus dem zylindrischen Rohrabschnitt herausgetrennt werden, so dass die Bereiche zwischen den Aussparungen 20a, 20b und 20c verbleiben und die biegeelastischen Federbügel 17a bis 17d bilden. Der Laserschnitt ist dabei so geführt, dass die biegeelastischen Federbügel 17 zunächst in Führungsbereiche 22 übergehen, bevor diese materialeinheitlich und einstückig in die Aufstandsringe 21a und 21b münden. Gemäß dieses Ausführungsbeispiels des Federelementes 16 wird als Ausgangsmaterial ein zylindrischer Rohrabschnitt gewählt, wobei durch den flexiblen Laserschnitt zum Ausschneiden der Aussparungen 20a, 20b sowie 20c eine hohe Flexibilität zur Gestaltung des Federelementes gegeben ist. Insgesamt werden acht Aussparungen 20 zwischen den jeweiligen Federbügeln ausgeschnitten, wobei aufgrund der Ansicht des Federelementes 16 in Figur 6 nur drei Aussparungen darstellbar sind.
  • Figur 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Federelementes 16, welches sich zwischen der Drosselplatte 10 und dem Federkragen 14, welcher am Ventilschließglied 13 angeformt ist, erstreckt. Das Federelement 16 spannt auch in diesem Ausführungsbeispiel das Ventilschließglied 13 gegen einen Ventilsitz, welcher innerhalb der Ventilsteuerplatte ausgebildet ist.
  • Eine detaillierte Ansicht des Federelementes 16 zeigen die Figuren 8a bis 8c. Das Federelement 16 ist gemäß dieses Ausführungsbeispiels aus einem stanz- und biegetechnisch hergestellten Bandmaterial ausgebildet. Das Federelement 16 bildet im fertig umgeformten Zustand einen Federkorb, welcher aus mehreren Ringabschnitten 23a - 23g besteht, welcher über Federstegabschnitte 24a - 24f miteinander verbunden sind, so dass die Ringabschnitte 23 und die Federstegabschnitte 24 insgesamt einstückig, d.h. materialeinheitlich und aus einem ebenen entsprechend geformten Blech gebildet sind.
  • Zunächst umfasst das Federelement einen zentralen Ringabschnitt 23a. Um diesen herum erstrecken sich in Winkelsegmenten von 120° jeweils drei Federabschnitte 24a, 24b und 24c. Die Federstegabschnitte 24a bis 24c verlaufen radial nach außen gerichtet, und münden in jeweils drei weitere Ringabschnitte 23b, 23c und 23d. An den Ringabschnitten 23b, 23c und 23d erstrecken sich wiederum radial nach außen gerichtet drei weitere Federstegabschnitte 24d, 24e und 24f. Außenseitig an den Federstegabschnitten 24d bis 24f sind jeweils drei weitere Ringabschnitte 23 e, 23 und 23g angeformt.
  • Zur Herstellung des korbartigen Federelementes 16 sind nunmehr mehrere Biegeoperationen erforderlich, welche jeweils eine 180° umfassende Biegung der jeweiligen Federstegabschnitte umfassen. Dabei wird zunächst der Federstegabschnitt 24a 180° nach unten gebogen. Die Ringabschnitte 23 umfassen jeweilige Symmetrieachsen 25, wobei nunmehr die Symmetrieachse 25 des zentralen Ringabschnittes 23a mit der Symmetrieachse 25 des Ringabschnittes 23b fluchtet. Die nachfolgenden Biegeoperationen erfolgen in gleicher Weise, so dass die jeweiligen Symmetrieachsen 25 aller Ringabschnitte 23 in eine Flucht gebracht werden. Insgesamt umfasst die Herstellung des korbartigen Federelementes 16 sechs Biegeoperationen in sechs Schritten.
  • Nach der Ausführung des ersten Schrittes der Biegung des Federstegabschnittes 24a um 180° nach unten gerichtet, folgt eine Biegung des Federstegabschnittes 24b ebenfalls 180° nach unten gerichtet. Als weiterer Schritt folgt nunmehr eine 180° Biegung des Federstegabschnittes 24c nach unten. Somit sind die Ringabschnitte 23b, 23c und 23d in Flucht mit der Symmetrieachse 25 des zentralen Ringabschnittes 23a. Die Schritte 1 bis 3 zur Biegung der Federstegabschnitte 24a, 24b und 24c erfolgen in der entstandenen Form nunmehr für die Federstegabschnitte 24d, 24e und 24f auf gleiche Weise. Somit sind die Ringabschnitte 23e, 23f und 23g ebenfalls in die Flucht der Symmetrieachse 25 des zentralen Ringabschnittes 23 gebogen. Als Resultat entsteht ein korbartiges Federelement 16, wie dieses in Figur 8c gezeigt ist. Dieser bildet nunmehr einen Aufstandsring 21a auf einer oberen Seite, und einen Aufstandsring 21b auf der unteren Seite. Zwischen den Aufstandsringen 21a und 21b ist ein Zwischenring 26 gelegen, welcher konstruktionsbedingt aufgrund der oben beschriebenen Biegeoperationen gebildet wird.
  • Die Federstegabschnitte 24a bis 24f bilden die Federbügel 17a bis 17f. Eine entsprechende Zuordnung kann den jeweiligen Biegerichtungen entnommen werden. Die Federbügel 17a - 17f erstrecken sich jedoch nur zwischen den Aufstandsringen 21a und 21b auf der oberen und unteren Seite und dem Zwischenring 26. Damit wird erreicht, dass die seitliche Einfederung der Federbügel 17 aufgrund einer Kompression des Federelementes 16 nur einen begrenzten radialen Ausschlag aufweisen, um in die begrenzten Raumverhältnisse innerhalb der Ventilsteuerplatte integriert zu werden.
  • In Figur 9 ist ein Federelement 16 gemäß des Ausführungsbeispiels der Figuren 7 bis 8c gezeigt. Das Federelement 16 ist im eingebauten Zustand innerhalb der Ventilsteuerplatte 11 gezeigt, und erstreckt sich konzentrisch zum Ventilschließglied 13 zwischen dem Federkragen 14 sowie der Drosselplatte 10. Gemäß dieses in Figur 9 gezeigten Ausführungsbeispiels weist das Federelement 16 einen Abstandshalter 27 auf, welcher zur seitlichen Führung des Federelementes 16 innerhalb der Innenwandung der Ventilsteuerplatte 11 dient.
  • Figur 10 zeigt die im Stanzverfahren an das Ausgangsmaterial des Federelementes 16 angeformten Abstandshalter 27a, 27b sowie 27c. Diese sind jeweils 60° versetzt zu den Federstegabschnitten 24a, 24b und 24c um den zentralen Ringabschnitt 23a herum angeordnet. Die Abstandshalter 27 werden nicht biegetechnisch verformt, so dass diese in der Ebene des Ringabschnittes 23a verbleiben. Somit ist gewährleistet, dass das Federelement 16 und zugleich das Ventilschließglied 13 innerhalb der Bohrung in der Ventilsteuerplatte 11 konzentrisch zur Bewegungsachse 15 geführt ist.
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel.

Claims (14)

  1. Kraftstoffinjektor (1) zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einer an eine Drosselplatte (10) angrenzenden Ventilsteuerplatte (11), in welcher zur Steuerung der Schließbewegung einer Düsennadel (12) ein Ventilschließglied (13) mit einem angeformten Federkragen (14) in einer Bewegungsachse (15) hubbeweglich aufgenommen ist, wobei zwischen dem Federkragen (14) und der Drosselplatte (10) ein Federelement (16) vorgesehen ist, welches konzentrisch um das Ventilschließglied (13) herum angeordnet ist, um das Ventilschließglied (13) in einer Schließstellung vorzuspannen,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (16) mehrere auf dem Umfang verteilte biegeelastische Federbügel (17) aufweist, welche sich zwischen dem Federkragen (14) des Ventilschließgliedes (13) und der Drosselplatte (10) erstrecken, wobei die biegeelastischen Federbügel (17) bei einer Kompression des Federelementes (16) seitlich einfedern, um eine Druckfederwirkung zu erzielen.
  2. Kraftstoffinjektor (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (16) aus einem Federdraht (18) gebildet ist, welcher mäanderförmig gebogen ist und sich korbartig um das Ventilschließglied (13) herum erstreckt, wobei etwa parallel zur Bewegungsachse (15) verlaufende Mäanderabschnitte die biegeelastischen Federbügel (17a - 17h) bilden.
  3. Kraftstoffinjektor (1) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass in den die beigeelastischen Federbügel (17) bildenden Mäanderabschnitten eine Krümmung mit einem Krümmungsradius (R) eingebracht ist, wodurch eine seitliche Einfederung vorgebbar ist.
  4. Kraftstoffinjektor (1) nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Federdraht (18) zwischen den die biegeelastischen Federbügel (17) bildenden Mäanderabschnitten Aufstandsabschnitte (19a - 19i) aufweist,
    mit denen der Federdraht (18) am Federkragen (14) des Ventilschließgliedes (13) und an der Drosselplatte (10) anliegt.
  5. Kraftstoffinjektor (1) nach Anspruch 2 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Federdraht (18) insgesamt acht die biegeelastischen Federbügel (17a - 17h) bildenden Mäanderabschnitte aufweist, welche jeweils paarweise eine Mäanderschleife bilden, wobei die Mäanderschleifen etwa 90° zueinander versetzt auf dem Umfang des Federelementes (16) verteilt angeordnet sind.
  6. Kraftstoffinjektor (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (16) aus einem zylindrischen Rohrabschnitt gebildet ist, und der Rohrabschnitt in der Mantelfläche ausgebildete Aussparungen (20a, 20b, 20c) aufweist, sodass die in der Mantelfläche verbleibenden Bereiche zwischen den Aussparungen (20a, 20b, 20c) die biegeelastischen Federbügel (17a - 17h) bilden.
  7. Kraftstoffmjektor (1) nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Aussparungen (20a, 20b, 20c) und den den Rohrabschnitt längsseitig begrenzenden Endflächen verbleibende Bereiche jeweilige Aufstandsringe (21a, 21b) bilden, über die das Federelement (16) am Federkragen (14) und an der Drosselplatte (10) anliegt.
  8. Kraftstoffinjektor (1) nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Federbügel (17a - 17h) eine Krümmung mit einem Krümmungsradius (R) aufweisen, wodurch eine seitliche Einfederung vorgebbar ist.
  9. Kraftstoffinjektor (1) nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Federbügel (17a - 17h) zwischen den Aufstandsringen (21a, 21b) und vor Übergang in den Bereich der Krümmung sich von den Aufstandsringen (21a, 21b) etwa rechtwinklig erstreckende ungekrümmte Führungsbereiche (22) aufweisen, um das Federelement (16) konzentrisch auf dem Ventilschließglied (13) zu führen.
  10. Kraftstoffinjektor (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (16) insgesamt acht Federbügel (17) umfasst, deren Krümmung in seitlicher Richtung abwechselnd ausgebildet ist, um eine torsionsfreie Kompression des Federelementes (16) zu schaffen.
  11. Kraftstoffinjektor (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (16) aus einem mittels Stanz- und Biegevorgängen herstellbaren Federkorb gebildet ist, wobei der Federkorb mehrere Ringabschnitte (23a - 23g) aufweist, welche über Federstegabschnitte (24a - 24f) miteinander verbunden sind, sodass die Ringabschnitte (23a - 23g) und die Federstegabschnitte (24a - 24f) insgesamt einstückig ausgebildet sind.
  12. Kraftstoffinjektor (1) nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Federkorb aus einem zentralen Ringabschnitt (23a) gebildet ist, von dem sich drei Federstegabschnitte (24a - 24c) in Winkelsegmenten von 120° gleich beabstandet zueinander radial nach außen erstrecken, an denen jeweils zwei weitere Ringabschnitte (23b - 23g) radial nach außen gereichtet angeformt sind, wobei zwischen den inneren Ringabschnitten (23b - 23c) und zwischen den äußeren Ringabschnitten (23e - 23g) jeweils ein weiterer Federstegabschnitt (24d - 24f) angeordnet ist.
  13. Kraftstoffinjektor (1) nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Ringabschnitte (23a - 23g) jeweilige Symmetrieachsen (25) aufweisen, und die Ringabschnitte (23a - 23g) mittels elastischer Biegung der Federstegabschnitte (24a - 24f) derart übereinander bringbar sind, dass die Symmetrieachsen (25) der Ringabschnitte (23a - 23g) miteinander fluchten, wodurch der Federkorb bildbar ist.
  14. Kraftstoffinjektor (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass die in Flucht gebrachten Ringabschnitte (23a - 23g) einen oberen Aufstandsring (21a) zur Anlage am Federkragen (14) und einen unteren Aufstandsring (21b) zur Anlage an der Drosselplatte (10) bilden, wobei gleich beabstandet zwischen dem oberen und dem unteren Aufstandsring (21a, 21b) ein Zwischenring (26) gebildet ist, und sich zwischen den Aufstandsringen (21 a, 21b) und dem Zwischenring (26) jeweils drei Federstegabschnitte (24a - 24c, 24d - 24f) erstrecken, die die biegeelastischen Federbügel (17) bilden.
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