(19) |
|
|
(11) |
EP 1 030 968 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
|
05.11.2003 Patentblatt 2003/45 |
(22) |
Anmeldetag: 12.04.1999 |
|
(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
|
PCT/DE9901/075 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
|
WO 9906/6195 (23.12.1999 Gazette 1999/51) |
|
(54) |
BRENNSTOFFEINSPRITZVENTIL
FUEL INJECTOR
INJECTEUR DE CARBURANT
|
(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
|
DE FR GB IT |
(30) |
Priorität: |
18.06.1998 DE 19827136
|
(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
|
30.08.2000 Patentblatt 2000/35 |
(73) |
Patentinhaber: ROBERT BOSCH GMBH |
|
70442 Stuttgart (DE) |
|
(72) |
Erfinder: |
|
- HAFNER, Udo
D-71638 Ludwigsburg (DE)
- NOLLER, Klaus
D-71570 Oppenweiler (DE)
- FUCHS, Heinz
D-70469 Stuttgart (DE)
- STAACKE, Albert
D-71711 Steinheim (DE)
|
(56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-A- 19 631 280 US-A- 3 913 537 US-A- 5 044 563
|
DE-A- 19 712 591 US-A- 4 959 027 US-A- 5 156 124
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
Stand der Technik
[0001] Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
[0002] Aus der US-PS 5,156,124 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das elektromagnetisch
betätigbar ist. Dazu weist das Brennstoffeinspritzventil die üblichen Bauteile eines
elektromagnetischen Kreises, wie eine Magnetspule, einen Innenpol und einen Außenpol
auf. Bei diesem bekannten Einspritzventil handelt es sich um ein sogenanntes Side-Feed-Einspritzventil,
bei dem die Brennstoffzufuhr weitgehend unterhalb des Magnetkreises erfolgt. Von der
Magnetspule ausgehend ragen Kontaktstifte aus dem Brennstoffeinspritzventil heraus,
die über eine gewisse Länge mit Kunststoff umspritzt und in diesem eingebettet sind.
Die Kunststoffumspritzung wird an einem Ende des Brennstoffeinspritzventils aufgebracht
und stellt kein eigenständiges Bauteil des Einspritzventils dar.
[0003] Gleiches gilt für das aus der DE-OS 34 39 672 bekannte Brennstoffeinspritzventil.
Auch hier ragen von der Magnetspule ausgehend Kontaktstifte zu einem elektrischen
Anschlußstecker, der aus Kunststoff ausgebildet ist und die Kontaktstifte hinter der
Magnetspule teilweise umgibt. Die den Anschlußstecker bildende Kunststoffumspritzung
ist dabei auf das metallene Ventilgehäuse aufgespritzt.
[0004] In der DE-P 197 12 591.3 oder der US-A-5 044 563 wurde bereits vorgeschlagen, ein
Brennstoffeinspritzventil aus zwei vormontierten Baugruppen, einem Funktionsteil und
einem Anschlußteil, zusammenzusetzen, die separat hergestellt und eingestellt und
nachfolgend fest miteinander verbunden werden. Mit dem Verbinden beider Baugruppen
werden auch eine elektrische und eine hydraulische Verbindung geschaffen. Das Fügen
der beiden Baugruppen erfolgt mittels Ultraschallschweißen, Kleben oder Bördeln.
Vorteile der Erfindung
[0005] Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß es auf einfache Art und Weise kostengünstig herstellbar
und sicher und zuverlässig montierbar ist. Außerdem wird erfindungsgemäß eine besonders
kompakte Bauweise für ein Brennstoffeinspritzventil realisiert. Von Vorteil ist zudem,
daß eine große mechanische Stabilität des Brennstoffeinspritzventils erreicht wird.
Zudem ist gewährleistet, daß elektrische Verbindungselemente innerhalb des Ventils
sicher und geschützt vorliegen.
[0006] Außerdem können sehr einfach Variationen der Bauformen des Brennstoffeinspritzventils
vorgenommen werden. Dies wird dadurch erreicht, daß zwei Baugruppen des Brennstoffeinspritzventils,
ein Funktionsteil und ein Anschlußteil, separat voneinander vormontiert bzw. eingestellt
werden. Das Funktionsteil umfaßt dabei im wesentlichen einen elektromagnetischen Kreis
und ein aus Ventilsitzkörper und Ventilschließkörper gebildetes Dichtventil. Im Anschlußteil
sind dagegen der elektrische und der hydraulische Anschluß des Einspritzventils vorgesehen.
Alle beschriebenen Ausführungsbeispiele der Brennstoffeinspritzventile besitzen den
Vorteil einer kostengünstigen Herstellbarkeit mit sehr vielen Bauformvarianten. In
einer großen Stückzahl weitgehend baugleich (Unterschiede z.B. in der Größe des Ventilnadelhubs
oder der Windungszahl der Magnetspule) gefertigte Funktionsteile können mit sehr vielen
verschiedenen Anschlußteilen, die sich beispielsweise in der Größe und Formgebung,
in der Ausgestaltung des elektrischen Anschlußsteckers und der Befestigungsmittel
für den Einbau in einem Aufnahmestutzen oder an einem Brennstoffverteiler, in der
Ausbildung der unteren Stirnfläche des Anschlußteils oder auch bezüglich ihrer Farbe,
ihrer Markierung, ihrer Beschriftung oder einer anderen Kennzeichnung unterscheiden,
verbunden werden. Die Logistik bei der Herstellung von Brennstoffeinspritzventilen
wird grundsätzlich somit vereinfacht.
[0007] Durch die Trennung in zwei Baugruppen ergibt sich der Vorteil, daß alle negativen
Einflüsse beim Herstellen des weitgehend aus Kunststoff bestehenden Anschlußteils
(große Umspritzungsdrücke, Wärmeentwicklung) von den die wichtigen Ventilfunktionen
ausübenden Bauteilen des Funktionsteils ferngehalten werden. Der relativ schmutzige
Umspritzungsvorgang kann in vorteilhafter Weise außerhalb der Montagelinie des Funktionsteils
erfolgen.
[0008] Aufgrund der Ausbildung des Brennstoffeinspritzventiles als sogenanntes Side-Feed-Einspritzventil
ergibt sich der Vorteil einer seitlichen Integration eines Versorgungskanals an einem
Saugrohr bzw. unmittelbar am Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, so daß auf zusätzliche
Brennstoffverteiler und aufwendige Verbindungsstücke verzichtet werden kann.
[0009] Grundsätzlich bietet sich ein solcher Ventiltyp an, direkt am Zylinderkopf eingebaut
zu werden und somit z.B. als Einspritzventil zum direkten Einspritzen eines Brennstoffs
in einen Brennraum verwendet zu werden.
[0010] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen
und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
[0011] Besonders vorteilhaft ist es, für die Umspritzung zur Herstellung einer festen Verbindung
der beiden Baugruppen einen Kunststoff zu wählen, der bei einer höheren Temperatur
seinen Schmelzpunkt hat als der für das Anschlußteil verwendete Kunststoff. Somit
ist gewährleistet, daß eine polymere Verbindung zwischen den beiden Kunststoffen eingegangen
wird. Von Vorteil ist es, am äußeren Umfang des Anschlußteils eine Labyrinthdichtung
auszuführen. Beim Umspritzen wird so eine Wärmeverteilung erzielt, die ein gutes Anschmelzen
ermöglicht. Außerdem wird erreicht, daß eine hohe mechanische Stabilität in diesem
Bereich und damit des gesamten Brennstoffeinspritzventils und eine gute Dichtheit
gewährleistet sind.
[0012] Von Vorteil ist es, das alle wichtigen Ventilfunktionen ausübende Funktionsteil sehr
kurz auszuführen. In vorteilhafter Weise ergibt sich so ein vereinfachter Zugang zu
den einzustellenden Bauteilen des Einspritzventils. Vor allen Dingen ergeben sich
deutlich verkürzte Wege für das Einbringen von Meßanordnungen, wie z.B. von Meßtastern
zur Messung des Hubs der Ventilnadel oder Werkzeugen zur Einstellung der dynamischen
Abspritzmenge an dem Einstellelement.
[0013] In vorteilhafter Weise kann eine sehr große Variation der elektrischen Verbindungselemente
am Funktionsteil und Anschlußteil vorgenommen werden. So ist es jederzeit möglich,
die elektrischen Verbindungselemente sowohl am Funktionsteil als auch am Anschlußteil
entweder steckerähnlich oder buchsenähnlich bzw. als Kombination beider Möglichkeiten
auszubilden.
Zeichnung
[0014] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt
und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes
erfindungsgemäßes Brennstoffeinspritzventil als sogenanntes Side-Feed-Einspritzventil
mit zwei eigenständig vormontierten Baugruppen im montierten Zustand, Figur 2 ein
die erste Baugruppe darstellendes Anschlußteil des Ventils gemäß Figur 1, wobei der
Schnitt durch das Anschlußteil um 90° gedreht gegenüber Figur 1 vorgenommen ist, Figur
3 ein die zweite Baugruppe darstellendes Funktionsteil des Ventils gemäß Figur 1,
Figur 4 das Einspritzventil gemäß Figur 1 montiert in einem Aufnahmestutzen eines
Saugrohrs einer Brennkraftmaschine, Figur 5 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Befestigung
eines Brennstoffeinspritzventils an einem Aufnahmestutzen, Figur 6 eine Draufsicht
auf das in Figur 5 teilweise dargestellte Ventil, Figur 7 ein zweites Ausführungsbeispiel
einer Befestigung eines Brennstoffeinspritzventils an einem Aufnahmestutzen, Figur
8 eine Seitenansicht auf das in Figur 7 teilweise dargestellte Ventil, Figur 9 ein
drittes Ausführungsbeispiel einer Befestigung eines Brennstoffeinspritzventils an
einem Aufnahmestutzen und Figur 10 eine Seitenansicht auf das in Figur 9 teilweise
dargestellte Ventil.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
[0015] Das in der Figur 1 beispielhaft und teilweise vereinfacht dargestellte, erfindungsgemäße
elektromagnetisch betätigbare Ventil in der Form eines Side-Feed-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. Die Magnetspule 1 ist von einem äußeren,
hülsenförmigen und gestuft ausgeführten, z. B. ferromagnetischen Ventilmantel 5 als
Außenpol umgeben, der die Magnetspule 1 in Umfangsrichtung vollständig umgibt. Die
Magnetspule 1, der Innenpol 2 und der Außenpol 5 bilden zusammen ein elektrisch erregbares
Betätigungselement. In einer weiteren, nicht dargestellten Ausbildungsvariante kann
das Betätigungselement durchaus auch als Piezoaktor ausgeführt sein.
[0016] Während die in einem Spulenkörper 3 eingebettete Magnetspule 1 eine Ventilhülse 6
von außen umgibt, ist der Kern 2 in einer inneren, konzentrisch zu einer Ventillängsachse
10 verlaufenden Öffnung 11 der Ventilhülse 6 eingebracht. Die z.B. ferritische Ventilhülse
6 ist langgestreckt und dünnwandig ausgeführt und besitzt einen Mantelabschnitt 12
und einen Bodenabschnitt 13, wobei der Mantelabschnitt 12 in Umfangsrichtung und der
Bodenabschnitt 13 in axialer Richtung an ihrem stromabwärtigen Ende die Öffnung 11
begrenzen. Die Öffnung 11 dient auch als Führungsöffnung für eine entlang der Ventillängsachse
10 axial bewegliche Ventilnadel 14.
[0017] Neben dem Kern 2 und der Ventilnadel 14 ist in der Öffnung 11 des weiteren ein Ventilsitzkörper
15 angeordnet, der z.B. auf dem Bodenabschnitt 13 der Ventilhülse 6 aufsitzt und eine
feste Ventilsitzfläche 16 als Ventilsitz aufweist. Die Ventilnadel 14 wird beispielsweise
von einem rohrförmigen Ankerabschnitt 17, einem ebenfalls rohrförmigen Nadelabschnitt
18 und einem kugelförmigen Ventilschließkörper 19 gebildet, wobei der Ventilschließkörper
19 z.B. mittels einer Schweißnaht fest mit dem Nadelabschnitt 18 verbunden ist. An
der stromabwärtigen Stirnseite des Ventilsitzkörpers 15 ist z. B. in einer kegelstumpfförmig
verlaufenden Vertiefung 20 eine flache Spritzlochscheibe 21 angeordnet, wobei die
feste Verbindung von Ventilsitzkörper 15 und Spritzlochscheibe 21 z. B. durch eine
umlaufende dichte Schweißnaht realisiert ist. Im Nadelabschnitt 18 der Ventilnadel
14 sind eine oder mehrere Queröffnungen 22 vorgesehen, so daß den Ankerabschnitt 17
in einer inneren Längsbohrung 23 durchströmender Brennstoff nach außen treten und
am Ventilschließkörper 19 z.B. an Abflachungen 24 entlang bis zur Ventilsitzfläche
16 strömen kann.
[0018] Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise, hier beispielsweise
elektromagnetisch. Eine Betätigung mittels Piezoaktor ist aber ebenso denkbar. Zur
axialen Bewegung der Ventilnadel 14 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer
an der Ventilnadel 14 angreifenden Rückstellfeder 25 bzw. Schließen des Einspritzventils
dient der elektromagnetische Kreis mit der Magnetspule 1, dem inneren Kern 2, dem
äußeren Ventilmantel 5 und dem Ankerabschnitt 17. Der Ankerabschnitt 17 ist mit dem
dem Ventilschließkörper 19 abgewandten Ende auf den Kern 2 ausgerichtet.
[0019] Der kugelförmige Ventilschließkörper 19 wirkt mit der sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig
verjüngenden Ventilsitzfläche 16 des Ventilsitzkörpers 15 zusammen, die in axialer
Richtung stromabwärts einer Führungsöffnung im Ventilsitzkörper 15 ausgebildet ist.
Die Spritzlochscheibe 21 besitzt wenigstens eine, beispielsweise vier durch Erodieren,
Laserbohren oder Stanzen ausgeformte Abspritzöffnungen 27.
[0020] Die Einschubtiefe des Kerns 2 im Einspritzventil ist unter anderem entscheidend für
den Hub der Ventilnadel 14. Dabei ist die eine Endstellung der Ventilnadel 14 bei
nicht erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ventilschließkörpers 19 an der Ventilsitzfläche
16 des Ventilsitzkörpers 15 festgelegt, während sich die andere Endstellung der Ventilnadel
14 bei erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ankerabschnitts 17 am stromabwärtigen
Kernende ergibt. Die Hubeinstellung erfolgt durch ein axiales Verschieben des Kerns
2, der entsprechend der gewünschten Position nachfolgend fest mit der Ventilhülse
6 verbunden wird.
[0021] In eine konzentrisch zu der Ventillängsachse 10 verlaufende Strömungsbohrung 28 des
Kerns 2, die der Zufuhr des Brennstoffs in Richtung der Ventilsitzfläche 16 dient,
ist außer der Rückstellfeder 25 ein Einstellelement in der Form einer Einstellfeder
29 eingeschoben. Die Einstellfeder 29 dient zur Einstellung der Federvorspannung der
an der Einstellfeder 29 anliegenden Rückstellfeder 25, die sich wiederum mit ihrer
gegenüberliegenden Seite an der Ventilnadel 14 abstützt, wobei auch eine Einstellung
der dynamischen Abspritzmenge mit der Einstellfeder 29 erfolgt. Das Einstellelement
kann auch anstelle einer Einstellfeder als Einstellbolzen, Einstellhülse usw. ausgeführt
sein.
[0022] Das bis hierher beschriebene Einspritzventil zeichnet sich durch seinen besonders
kompakten Aufbau aus, so daß ein sehr kleines, handliches Einspritzventil entsteht.
Diese Bauteile bilden eine vormontierte eigenständige Baugruppe, die nachfolgend Funktionsteil
30 genannt wird und in Figur 3 als solche Baugruppe nochmals separat gezeigt ist.
Das Funktionsteil 30 umfaßt also im wesentlichen den elektromagnetischen Kreis 1,
2, 5 sowie ein Dichtventil (Ventilschließkörper 19, Ventilsitzkörper 15) mit einem
nachfolgenden Strahlaufbereitungselement (Spritzlochscheibe 21).
[0023] Der zwischen dem Ventilmantel 5 und der Ventilhülse 6 gebildete und durch die Magnetspule
1 fast vollständig ausgefüllte Spulenraum ist in dem Ventilsitzkörper 15 zugewandter
Richtung durch einen gestuften Radialbereich 32 des Ventilmantels 5 begrenzt, während
der Abschluß auf der dem Ventilsitzkörper 15 abgewandten Seite durch ein scheibenförmiges
Abdeckelement 33 gewährleistet ist. In einer Ausnehmung des Abdeckelements 33 wird
dieses von dem Spulenkörper 3 durchragt. In diesem Bereich stehen beispielsweise zwei
Kontaktstifte oder -buchsen 34 aus dem Kunststoff des Spulenkörpers 3 und damit aus
dem Funktionsteil 30 heraus. Über die elektrischen Kontaktstifte oder -buchsen 34,
die als elektrische Verbindungselemente dienen, erfolgt die elektrische Kontaktierung
der Magnetspule 1 und damit deren Erregung.
[0024] Völlig unabhängig vom Funktionsteil 30 wird eine zweite Baugruppe hergestellt, die
im folgenden als Anschlußteil 40 bezeichnet wird. Das eigenständige und vormontierte
Anschlußteil 40 ist in Figur 1 montiert mit dem Funktionsteil 30 als Teil des gesamten
Einspritzventils und in Figur 2 eigenständig separat dargestellt, wobei der Schnitt
durch das Anschlußteil 40 um 90° gedreht gegenüber Figur 1 geführt ist. Das Anschlußteil
40 zeichnet sich vor allen Dingen dadurch aus, daß es den elektrischen und den hydraulischen
Anschluß des Brennstoffeinspritzventils umfaßt. Das weitgehend als Kunststoffteil
ausgeführte Anschlußteil 40 besitzt einen als Brennstoffdurchfluß dienenden Grundkörper
42. In dem Grundkörper 42 verläuft konzentrisch zur Ventillängsachse 10 eine Strömungsbohrung
43, die von wenigstens einer, beispielsweise vier quer zur Strömungsbohrung 43 verlaufenden
Radialbohrungen 44 zuströmseitig gespeist wird. Die Radialbohrungen 44 beginnen am
äußeren Umfang des Grundkörpers 42, weshalb bei dieser Brennstoffbereitstellung und
Strömungsführung von einer Side-Feed-Versorgung gesprochen werden kann.
[0025] Eine hydraulische Verbindung von Anschlußteil 40 und Funktionsteil 30 wird beim vollständig
montierten Brennstoffeinspritzventil dadurch erreicht, daß die Strömungsbohrungen
43 und 28 beider Baugruppen so zueinander gebracht werden, daß ein ungehindertes Durchströmen
des Brennstoffs gewährleistet ist. Eine innere Öffnung 46 im Abdeckelement 33 erlaubt
es, die Ventilhülse 6 und somit auch den Kern 2 so auszubilden, daß beide die Öffnung
46 durchragen und zumindest die Ventilhülse 6 in Richtung zum Anschlußteil 40 deutlich
über das Abdeckelement 33 hinaussteht. Bei der Montage des Anschlußteils 40 an dem
Funktionsteil 30 kann ein unterer Endbereich 47 des Grundkörpers 42 in den überstehenden
Teil der Ventilhülse 6 zur Erhöhung der Verbindungsstabilität in die Öffnung 11 der
Ventilhülse 6 hineinragen.
[0026] Der Endbereich 47 des Anschlußteils 40 ist beispielsweise gestuft ausgeführt, wobei
sich der Grundkörper 42 an einer unteren Stirnfläche 58 vom Außendurchmesser her stark
verjüngt. Im verjüngten Endbereich 47 ist eine Ringnut 50 eingebracht, in der ein
Dichtelement, z.B. ein O-förmiger Dichtring 51, angeordnet ist. Im Verbindungsbereich
beider Baugruppen 30 und 40 ist somit eine ausreichende Abdichtung gewährleistet.
[0027] Zu dem Anschlußteil 40 gehört neben dem eigentlichen Grundkörper 42 auch ein mitangespritzter
elektrischer Anschlußstecker 56, der sich auf der dem Funktionsteil 30 abgewandten
Seite der Radialbohrungen 44 unmittelbar anschließt. Außerdem sind im Anschlußteil
40 zwei elektrische Kontaktelemente vorgesehen, die während des Kunststoffspritzgußprozesses
des Anschlußteils 40 mitumspritzt werden und nachfolgend im Kunststoff eingebettet
vorliegen. Diese elektrischen Kontaktelemente enden an ihrem einen Ende als freiliegende
Kontaktpins 57 des elektrischen Anschlußsteckers 56, der mit einem entsprechenden
nicht gezeigten elektrischen Anschlußelement, wie z. B. einer Kontaktleiste, zur vollständigen
elektrischen Kontaktierung des Einspritzventils verbunden werden kann. An ihrem dem
Anschlußstecker 56 gegenüberliegenden Ende verlaufen die Kontaktelemente bis zu der
unteren Stirnfläche 58 des Anschlußteils 40 und bilden dort ein elektrisches Verbindungselement
59, das z. B. als ebenfalls freiliegende Kontaktstifte ausgeführt ist. Beim vollständig
montierten Brennstoffeinspritzventil wirken die elektrischen Verbindungselemente 34
und 59 so zusammen, daß eine sichere elektrische Verbindung entsteht, wobei die Kontaktstifte
59 z. B. in die buchsenartigen, ösenartigen, klammerartigen, stiftförmigen oder kabelschuhförmigen
Verbindungselemente 34 am Funktionsteil 30 eingreifen. Über den elektrischen Anschlußstecker
56 und über den elektrischen Verbindungsbereich 34, 59 erfolgt somit die elektrische
Kontaktierung der Magnetspule 1 und damit deren Erregung.
[0028] Das Anschlußteil 40 ist also derart ausgeformt, daß der elektrische Anschlußstecker
56 weiter vom Funktionsteil 30 entfernt liegt als der Brennstoffeintrittsbereich in
das Einspritzventil an den Radialbohrungen 44. Somit liegt ein besonders schlankes
und kompaktes Ventil vor, das innerhalb eines Aufnahmestutzens 65 sehr einfach seitlich
mit Brennstoff versorgt werden kann (Figur 4). Der Anschlußstecker 56 ist beispielsweise
gegenüber der Ventillängsachse 10 abgeknickt ausgeführt.
[0029] Die Figuren 2 und 3 zeigen die beiden eigenständigen und bereits vormontierten Baugruppen
Funktionsteil 30 und Anschlußteil 40 vor der endgültigen Montage des Brennstoffeinspritzventils.
[0030] Die beiden Baugruppen Funktionsteil 30 und Anschlußteil 40 werden nach der entsprechenden
Vormontage in einem letzten Verfahrensschritt miteinander fest verbunden. Dazu wird
das Anschlußteil 40 so weit in die Öffnung 11 der Ventilhülse 6 im Funktionsteil 30
eingebracht, bis die Stirnfläche 58 beispielsweise an der Ventilhülse 6 zum Anschlag
kommt, womit bereits die hydraulische Verbindung beider Baugruppen 30, 40 mit der
entsprechenden Abdichtung durch den Dichtring 51 an der Ventilhülse 6 realisiert ist.
Dabei wird auch die elektrische Verbindung beider Baugruppen 30, 40 hergestellt, da
die elektrischen Verbindungselemente 34 und 59 beider Seiten ineinandergreifen (Figur
1).
[0031] Danach werden die vormontierten Baugruppen 30, 40 im Verbindungsbereich zur mechanischen
Verbindung beider Baugruppen 30, 40 beispielsweise umspritzt. Dabei wird ringförmig
am äußeren Umfang der Ventilhülse 6 das Volumen zwischen der unteren Stirnfläche 58
des Anschlußteils 40 und dem Abdeckelement 33 des Funktionsteils 30 bis zum äußeren
Umfang des Grundkörpers 42 bzw. des Ventilmantels 5 mit Kunststoff ausgefüllt, so
daß nach außen hin ein bündiger Abschluß gebildet ist (Figur 1). Durch diese Umspritzung
60 werden die elektrischen Verbindungselemente 34, 59 sicher vor den Einflüssen des
Motorraums (Schmutz, Brennstoff) geschützt. Die Qualität der Verbindung zwischen der
Umspritzung 60 aus Kunststoff und dem metallenen Funktionsteil 30 kann dadurch verbessert
werden, daß am oberen, dem Anschlußteil 40 zugewandten Ende 63 des Ventilmantels 5
z.B. mehrere Rillen eingedreht oder eingerollt sind. Anstelle einer Umspritzung 60
können auch Fügeverfahren wie Kleben, Ultraschallschweißen oder Bördeln zum Einsatz
kommen, um die feste Verbindung beider Bauteile 30, 40 herzustellen.
[0032] In Figur 4 ist eine Einbauvariante für ein erfindungsgemäßes Brennstoffeinspritzventil
gemäß den Figuren 1 bis 3 in einem Aufnahmestutzen 65 eines Saugrohrs 66 einer Brennkraftmaschine
dargestellt. In vorteilhafter Weise ragt das abspritzseitige Ende des Brennstoffeinspritzventils
in den Innenraum des Saugrohrs 66 hinein, so daß ganz gezielt auf ein nicht dargestelltes
Einlaßventil gespritzt werden kann, ohne daß es zu größeren Wandbenetzungen im Saugrohr
66 kommt. An den Aufnahmestutzen 65 bzw. an mehrere hintereinander liegende Aufnahmestutzen
65 ist beispielsweise ein quer verlaufender Versorgungskanal 67 angespritzt, mit dem
die Versorgung eines oder mehrerer Brennstoffeinspritzventile mit Brennstoff erfolgt.
Durch die Ausbildung der Brennstoffeinspritzventile als sogenannte Side-Feed-Einspritzventile
ergibt sich der Vorteil einer seitlichen Integration des Versorgungskanals 67 am Saugrohr
66 bzw. unmittelbar am Zylinderkopf, so daß auf zusätzliche Brennstoffverteiler verzichtet
werden kann. Im Bereich eines jeden Brennstoffeinspritzventils ist an der Wandung
des Aufnahmestutzens 65 ein Öffnungsbereich 68 vorgesehen, der in Form einer Nut oder
einer Bohrung ausgebildet sein kann und der das Einströmen des Brennstoffs in das
Innere des Aufnahmestutzens 65 ermöglicht. Im Aufnahmestutzen 65 ist ein ringförmiger
Zulaufbereich 69 geschaffen, von dem aus unmittelbar die Versorgung der Radialbohrungen
44 im Anschlußteil 40 erfolgt. Zwei Dichtringe 72 und 73 am äußeren Umfang des Anschlußteils
40 sorgen für eine Abdichtung des Brennstoffeinspritzventils gegenüber der Wandung
des Aufnahmestutzens 65.
[0033] In den Figuren 5 bis 10 sind drei Ausführungsbeispiele für Befestigungen bzw. Axialfixierungen
und Verdrehsicherungen eines Brennstoffeinspritzventils an einem Aufnahmestutzen 65
dargestellt. Eine erste Variante (Figuren 5 und 6) sieht vor, daß die Befestigung
des Brennstoffeinspritzventils am Aufnahmestutzen 65 mittels eines Klammerelements
75, das z.B. scheibenförmig mit zwei Fixierklauen 76 ausgeformt ist, erfolgt. Zum
Eingreifen des Klammerelements 75 ist am äußeren Umfang des Aufnahmestutzens 65 z.B.
eine Nut 77 ausgebildet, die an zwei Stellen unterbrochen ist, so daß Öffnungen 78
vorliegen, durch die hindurch die gewölbten Fixierklauen 76 greifen können. Das Anschlußteil
40 liegt mit einer ringförmig nach außen stehenden Schulter 79 auf einem oberen Ende
(Figur 4) oder einem Absatz 80 der Wandung (Figur 5) des Aufnahmestutzens 65 auf.
[0034] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 7 und 8 ist kein zusätzliches Fixierelement
vorgesehen. Vielmehr sind Fixierelemente unmittelbar am Brennstoffeinspritzventil
bzw. am Aufnahmestutzen 65 vorgesehen. Auf einem Absatz 80 des Aufnahmestutzens 65
liegt wiederum die Schulter 79 des Anschlußteils 40 auf, wobei sich jedoch von der
Schulter 79 ausgehend über den Umfang verteilt z.B. zwei Fixiernasen 82 radial nach
außen erstrecken, die in Öffnungen 83 des Aufnahmestutzens 65 eingreifen. Durch dieses
Eingreifen ist eine Verdrehsicherung des Brennstoffeinspritzventils gegeben. Die Öffnungen
83 sind in einem äußeren Ringbereich 84 des Aufnahmestutzens 65 eingebracht, der die
Schulter 79 umschließt. An z.B. zwei umfangsmäßig gegenüber liegenden Stellen endet
der Ringbereich 84 oberhalb der Schulter 79 mit jeweils einem Schnapphaken 85, die
durch ihr Übergreifen der Schulter 79 ein axiales Verrutschen des Ventils gegenüber
dem Aufnahmestutzen 65 verhindern.
[0035] In den Figuren 9 und 10 ist eine Befestigungsvariante gezeigt, die sich dadurch auszeichnet,
daß am äußeren Umfang des Aufnahmestutzens 65 beispielsweise zwei nach außen stehende
Fixiernasen 87 angeformt sind. Als korrespondierende Mittel zu den Fixiernasen 87
sind Aufnahmeöffnungen 88 vorgesehen, in die die Fixiernasen 87 einschnappen, wodurch
eine Verdrehsicherung und eine axiale Lagefixierung des Brennstoffeinspritzventils
erzielt ist. Die Aufnahmeöffnungen 88 sind in zwei von der Schulter 79 ausgehenden
Befestigungslaschen 90 des Anschlußteils 40 eingebracht, die sich am äußeren Umfang
des Aufnahmestutzens 65 axial entlang erstrecken.
[0036] Diese lösbaren Verbindungsbereiche der Figuren 5 bis 10 sind nur beispielhaft und
vereinfacht (z.B. ohne Kontaktpins 57) dargestellt. Es ist eine Vielzahl anderer Befestigungsmöglichkeiten
ebenso denkbar, wie z.B. mittels Bajonettverschluß. Rast- und Schnappverbindungen
bieten sich besonders an.
[0037] Alle beschriebenen Ausführungsbeispiele der Brennstoffeinspritzventile besitzen den
Vorteil einer kostengünstigen Herstellbarkeit mit sehr vielen Bauformvarianten. In
einer großen Stückzahl weitgehend baugleich gefertigte Funktionsteile 30 können mit
sehr vielen verschiedenen Anschlußteilen 40, die sich beispielsweise in der Größe,
in der Ausgestaltung des elektrischen Anschlußsteckers 56 usw. unterscheiden, verbunden
werden. Die Logistik bei der Herstellung von Brennstoffeinspritzventilen wird somit
grundsätzlich vereinfacht.
1. Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen,
mit einem erregbaren Betätigungselement (1, 2, 5), mit einem bewegbaren Ventilschließkörper
(19), der mit einem einem Ventilsitzkörper (15) zugeordneten Ventilsitz (16) zusammenwirkt,
mit einem elektrischen Anschluß (56, 57) und mit einem hydraulischen Anschluß (43,
44), mit einem vormontierten Funktionsteil (30) und einem vormontierten Anschlußteil
(40), wobei das Funktionsteil (30) im wesentlichen das Betätigungselement (1, 2, 5),
ein Dichtventil aus Ventilsitzkörper (15) und Ventilschließkörper (19), erste elektrische
Verbindungselemente (34) und erste hydraulische Verbindungselemente (28) umfaßt, und
das Anschlußteil (40) den elektrischen Anschluß (56, 57), den hydraulischen Anschluß
(43, 44), zweite elektrische Verbindungselemente (59) und zweite hydraulische Verbindungselemente
(43) besitzt, wobei das Anschlußteil (40) weitgehend ein Kunststoffkörper ist, und
das Funktionsteil (30) und das Anschlußteil (40) eigenständige Baugruppen bilden,
die fest miteinander verbunden sind, und durch das Zusammenwirken der ersten und zweiten
elektrischen Verbindungselemente (34, 59) und der ersten und zweiten hydraulischen
Verbindungselemente (28, 43) eine zuverlässige elektrische und hydraulische Verbindung
beider Baugruppen (30, 40) gewährleistet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkörper des Anschlußteils (40) einen Grundkörper (42) mit wenigstens
einer Radialbohrung (44) und einer sich daran anschließenden Strömungsbohrung (43)
bildet, wobei auf der dem Funktionsteil (30) abgewandten Seite der wenigstens einen
Radialbohrung (44) am Grundkörper (42) ein elektrischer Anschlußstecker (56) ausgeformt
ist, so daß der elektrische Anschluß (56, 57) weiter vom Funktionsteil (30) entfernt
liegt als der hydraulische Anschluß (43, 44).
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Anschlußstecker (56) zu einer Ventillängsachse (10) abgeknickt ausgebildet
ist.
3. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionsteil (30) und das Anschlußteil (40) durch eine Umspritzung (60) aus
Kunststoff in deren Verbindungsbereich fest miteinander verbunden sind.
4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionsteil (30) eine dünnwandige Ventilhülse (6) hat, in deren innerer Öffnung
(11) der Ventilsitzkörper (15), die Ventilnadel (14) und ein Kern (2) als Innenpol
eingebracht sind und die von einer Magnetspule (1) umgeben ist, wobei die Magnetspule
(1) zumindest teilweise von einem Ventilmantel (5) als Außenpol umschlossen ist.
5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilhülse (6) des Funktionsteils (30) so ausgeführt ist, daß sie im montierten
Zustand des Brennstoffeinspritzventils einen in die Öffnung (11) hineinragenden Endbereich
(47) des Anschlußteils (40) umhüllt.
6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Endbereich (47) des Anschlußteils (40) ein Dichtring (51) angeordnet ist.
7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten elektrischen Verbindungselemente (59) des Anschlußteils (40) steckerähnlich
und/oder buchsenähnlich und die ersten elektrischen Verbindungselemente (34) des Funktionsteils
(30) steckerähnlich und/oder buchsenähnlich ausgeführt sind.
8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil (40) eine radial nach außen ragende Schulter (79) aufweist, die
an einem Absatz (80) eines Aufnahmestutzens (65) auflegbar ist.
9. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Anschlußteil (40) wenigstens ein Fixierelement (82, 88, 90) vorgesehen ist, das
mit einem korrespondierenden Fixierelement (83, 85, 87) eines zur Aufnahme des Brennstoffeinspritzventils
dienenden Aufnahmestutzens (65) zusammenwirkt.
10. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Fixierelement am Anschlußteil (40) als Fixiernase (82) ausgebildet ist.
11. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Fixierelement am Anschlußteil (40) als Aufnahmeöffnung (88) ausgebildet ist.
12. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Anschlußteil (40) ein Klammerelement (75) zur Befestigung angreift.
1. Fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines, having
an excitable actuating element (1, 2, 5), having a movable valve-closing body (19)
which interacts with a valve seat (16) assigned to a valve seat body (15), having
an electrical connection (56, 57) and having a hydraulic connection (43, 44), having
a preassembled functional part (30) and a preassembled connection part (40), the functional
part (30) essentially comprising the actuating element (1, 2, 5), a sealing valve
comprising the valve seat body (15) and valve-closing body (19), first electrical
connecting elements (34) and first hydraulic connecting elements (28), and the connection
part (40) having the electrical connection (56, 57), the hydraulic connection (43,
44), second electrical connecting elements (59) and second hydraulic connecting elements
(43), the connection part (40) largely being a plastic body, and the functional part
(30) and the connection part (40) forming independent subassemblies which are connected
fixedly to each other, and the interaction of the first and second electrical connecting
elements (34, 59) and of the first and second hydraulic connecting elements (28, 43)
ensuring a reliable electrical and hydraulic connection of the two subassemblies (30,
40), characterized in that the plastic body of the connection part (40) forms a basic body (42) having at least
one radial bore (44) and an adjoining flow bore (43), an electrical connection plug
(56) being formed on the basic body (42) on that side of the at least one radial bore
(44) which faces away from the functional part (30), so that the electrical connection
(56, 57) is situated further away from the functional part (30) than the hydraulic
connection (43, 44).
2. Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the electrical connection plug (56) is designed in a manner such that it is bent
with respect to a longitudinal axis (10) of the valve.
3. Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the functional part (30) and the connection part (40) are connected fixedly to each
other in their connecting region by a plastic encapsulation (60).
4. Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the functional part (30) has a thin-walled valve sleeve (6), in the inner opening
(11) of which the valve seat body (15), the valve needle (14) and a core (2) as the
internal pole are placed and which is surrounded by a magnet coil (1)., the magnet
coil (1) being at least partially surrounded by a valve casing (5) as the external
pole.
5. Fuel injection valve according to Claim 4, characterized in that the valve sleeve (6) of the functional part (30) is designed in such a manner that,
when the fuel injection valve is fitted, the said valve sleeve encases an end region
(47) of the connection part (40) that protrudes into the opening (11).
6. Fuel injection valve according to Claim 5, characterized in that a sealing ring (51) is arranged on the end region (47) of the connection part (40).
7. Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the second electrical connecting elements (59) of the connection part (40) are designed
in a manner similar to a plug and/or socket, and the first electrical connecting elements
(34) of the functional part (30) are designed in a manner similar to a plug and/or
socket.
8. Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the connection part (40) has a radially outwardly protruding shoulder (79) which
can be placed on a step (80) of a holding connection piece (65).
9. Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that at least one fixing element (82, 88, 90) is provided on the connection part (40)
and interacts with a corresponding fixing element (83, 85, 87) of a holding connection
piece (65) which is used for holding the fuel injection valve.
10. Fuel injection valve according to Claim 9, characterized in that the fixing element on the connection part (40) is designed as a fixing lug (82).
11. Fuel injection valve according to Claim 9, characterized in that the fixing element on the connection part (40) is designed as a holding opening (88).
12. Fuel injection valve according to one of Claims 1 to 8, characterized in that a clip element (75) engages on the connection part (40) for fastening purposes.
1. Soupape d'injection de carburant pour systèmes d'injection de carburant de moteurs
à combustion interne, avec un élément. d'actionnement excitable (1, 2, 5), avec un
corps de fermeure de soupape (19) mobile qui coopère avec un siège de soupape (16)
associé à un corps de siège de soupape (15), avec une connexion électrique (56, 57)
et un raccordement hydraulique (43, 44), avec une partie fonctionnelle pré-montée
(30) et une partie de raccordement pré-montée (40), la partie fonctionnelle (30) englobant
essentiellement l'élément d'actionnement (1, 2, 5), une soupape d'étanchéité composée
du corps de siège de soupape (15) et du corps de fermeture de soupape (19), des premiers
éléments de liaison électriques (34) et des premiers éléments de liaison hydrauliques
(28), tandis que la partie de raccordement (40) possède la connexion électrique (56,
57), le raccordement hydraulique (43, 44), des deuxièmes éléments de liaison électriques
(59) et des deuxièmes éléments de liaison hydrauliques (43), la partie de raccordement
(40) étant largement en matière plastique, et la partie fonctionnelle (30) et la partie
de raccordement (40) constituent des sous-groupes autonomes raccordés fermement l'un
à l'autre, la coopération des premiers et deuxièmes éléments de liaison électriques
(34, 59) et des premiers et deuxièmes éléments de liaison hydrauliques (28, 43) garantissant
une liaison électrique et hydraulique fiable des deux sous-groupes (30, 40),
caractérisée en ce que
le corps en matière plastique de la partie de raccordement (40) constitue un corps
de base (42) avec au moins un alésage radial (44) et un alésage d'écoulement (43)
qui s'y raccorde, avec sur le côté opposé à la partie fonctionnelle (30) de l'alésage
radial (44) au moins unique, un connecteur électrique (56) formé sur le corps de base
(42), de sorte que la connexion électrique (56, 57) est plus éloignée de la partie
fonctionnelle (30) que le raccordement hydraulique (43, 44).
2. Soupape d'injection de carburant selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
le connecteur électrique (56) est constitué en formant un angle par rapport à un axe
longitudinal de soupape (10).
3. Soupape d'injection de carburant selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
la partie fonctionnelle (30) et la partie de raccordement (40) sont raccordées fermement
entre elles par un enrobage (60) en matière plastique dans leur zone de raccordement.
4. Soupape d'Injection de carburant selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
la partie fonctionnelle (30) a une douille de soupape (6) à paroi mince dans l'ouverture
intérieure (11) de laquelle le corps de siège de soupape (15), l'aiguille de soupape
(14) et un noyau (2) sont mis en place en tant que pôle interne, et qui est entourée
d'une bobine magnétique (1), la bobine magnétique (1) étant, au moins partiellement,
entourée d'une enveloppe de soupape (5) en tant que pôle extérieur.
5. Soupape d'injection de carburant selon la revendication 4,
caractérisée en ce que
la douille de soupape (6) de la partie fonctionnelle (30) est réalisée de sorte que,
lorsque la soupape d'injection de carburant est montée, elle enveloppe une zone d'extrémité
(47), pénétrant dans l'ouverture (11), de la partie de raccordement (40).
6. Soupape d'injection de carburant selon la revendication 5,
caractérisée en ce qu'
au niveau de la zone d'extrémité (47) de la partie de raccordement (40), une bague
d'étanchéité (51) est disposée.
7. Soupape d'injection de carburant selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
les deuxièmes éléments de liaison électriques (59) de la partie de raccordement (40)
sont réalisés semblables à des connecteurs et/ou des prises, et les premiers éléments
de liaison électriques (34) de la partie fonctionnelle (30) sont réalisés semblables
à des connecteurs et/ou des prises.
8. Soupape d'injection de carburant selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
la partie de raccordement (40) présente un épaulement (79), dépassant vers l'extérieur
de façon radiale, et placé sur un gradin (80) d'une tubulure de réception (65).
9. Soupape d'injection de carburant selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
sur la partie de raccordement (40), au moins un élément de fixation (82, 88, 90) coopère
avec un élément de fixation (83, 85, 87) correspondant d'une tubulure de réception
(65) servant à recevoir la soupape d'injection de carburant.
10. Soupape d'injection de carburant selon la revendication 9,
caractérisée en ce que
l'élément de fixation au niveau de la partie de raccordement (40) est réalisé sous
la forme d'un bec de fixation (82),
11. Soupape d'injection de carburant selon la revendication 9,
caractérisée en ce que
l'élément de fixation sur la partie de raccordement (40) est réalisé sous la forme
d'une ouverture de réception (88).
12. Soupape d'injection de carburant selon l'une des revendications 1 à 8,
caractérisée en ce qu'
un élément d'agrafe (75) agit au niveau de la partie de raccordement (40) pour assurer
la fixation.