Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Beispielsweise ist aus der DE 40 03 227 A1 ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das einen von einer Magnetspule umgebenen Kern, einen Anker, durch den ein mit einem festen Ventilsitz zusammenwirkender Ventilschließkörper mittels eines mit dem Anker verschweißten Verbindungsrohres betätigbar ist, ein rohrförmiges metallenes Zwischenteil, das mit seinem einen Ende mit einem dem Anker zugewandten Ende des Kerns und mit seinem anderen Ende mit einem rohrförmigen Verbindungsteil durch Schweißen dicht verbunden ist, und zumindest ein die Magnetspule übergreifendes bügelförmiges Leitelement umfasst, das mit seinem dem Ventilschließkörper zugewandten Ende mit dem Verbindungsteil und mit seinem anderen Ende mit dem Kern durch Schweißen verbunden ist. Dabei erfolgt die Verschweißung jeweils zweier sich überlappender Bauteile des Brennstoffeinspritzventils in einer Querschnittsverringerung eines der beiden zu verschweißenden Teile.

Nachteilig bei dem aus der oben genannten Druckschrift bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere, dass die Herstellung der Verbindungen zwischen den einzelnen Komponenten des Brennstoffeinspritzventils kompliziert und damit zeit- und kostenintensiv ist. Weiterhin werden die verschweißten Stellen thermisch belastet und büßen dadurch in ihrer Festigkeit und Biegesteifigkeit ein, was zu erheblichen Resonanzen durch unterschiedlich starke Gehäuseteile und damit verbundene Geräuschentwicklung beim Betrieb des Brennstoffeinspritzventils führen kann. Des weiteren bewirkt ein unterhalb der saugrohrseitigen Dichtung angespritzter Stützring, dass Kontaktstellen zwischen Gehäuse und Ventilhülse nicht zuverlässig abgedichtet sind, was insbesondere beim Turbobetrieb der Brennkraftmaschine zu Problemen wegen schlechter Abdichtung führen kann.

Aus der US 5,918,818 A ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das eine Magnetspule, die mit einem von einer Rückstellfeder beaufschlagten Anker zusammenwirkt, der zusammen mit einer Ventilnadel ein axial bewegliches Ventilteil bildet, aufweist. An der Ventilnadel ist ein Ventilschließkörper vorgesehen, der mit einem Ventilsitzkörper einen Dichtsitz bildet. Zwischen der Magnetspule und einem Ventilgehäuse ist dabei kein Dichtkörper vorgesehen, sondern ein viereckförmiger Anschlagring. Dieser Anschlagring ist zwischen einem stromabwärtigen Endstück des festen Innenpols und einem Endabschnitt des Ventilgehäuses eingebracht. Das Endstück des Innenpols und der Endabschnitt des Ventilgehäuses sind dabei so flanschartig ausgeformt, dass ein ringförmiger Zwischenraum gebildet ist, in den der Anschlagring passgenau eingesetzt werden kann. Dabei weist der in Figur 4 dargestellte Anschlagring eine viereckförmige Kontur auf, bei der asymmetrisch ein radial äußerer Bereich so weit über die untere Stirnfläche des Innenpols übersteht, dass er die Anschlagfunktion für den bei bestromter Magnetspule angezogenen Anker übernimmt. Das Anschlagelement mit seiner schräg geneigten Anschlagfläche muss im Betrieb des Einspritzventils millionenfach die Anschläge des Ankers auffangen und muss deswegen metallisch ausgebildet und zusätzlich gehärtet und mgw. mit Verschleißschutzschichten versehen sein. EP1797313 offenbart ein weiteres Brennstoffeinspritzventil mit einem im Querschnitt viereckförmigen Elastomer-Dichtkörper zwischen dem Spulenträger und einer radial verlaufenden Schulter des Ventilgehäuses.

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass zwischen dem Ventilgehäuse, einer Ventilhülse und einer Magnetspule eine zuverlässige Abdichtung durch ein kraftstoffbeständiges Elastomer axial möglich ist. Diese Abdichtung ist ein vorzugsweise aus Gummi gefertigter im Querschnitt viereckförmiger Dichtkörper, was den Vorteil hat, dass der verwendete Dichtkörper einfach und kostengünstig ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Dichtkörper innerhalb des Brennstoffeinspritzventils nur einen geringen Platzbedarf aufweist, der zusätzlich dadurch noch verringert wird, dass der Dichtkörper nach der Montage im eingebauten Zustand eingespannt und verpresst ist.

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

Von Vorteil ist es, den Dichtkörper weitgehend trapezähnlich auszuführen, wobei diese Querschnittskontur ausschließlich im unverspannten Zustand des Dichtkörpers vorliegt. Erfindungsgemäß ist der Dichtkörper in dem Bereich zwischen einer Unterseite eines die Magnetspule aufnehmenden Spulenträgers, einer äußeren Mantelfläche einer Ventilhülse und einer radial verlaufenden Schulter des Ventilgehäuses eingebracht. Im vollständig eingebauten Zustand füllt der Dichtkörper diesen Aufnahmebereich weitgehend aus und garantiert über seinen unmittelbaren Körperkontakt zu diesen Ventilbauteilen eine sichere und zuverlässige Abdichtung. Der Dichtkörper besitzt letztlich im verpressten Zustand einen ellipsen- bzw. eiförmigen Querschnitt.

Dabei kann der Spulenträger in idealer Weise an seiner Unterseite einen umlaufenden Kragen oder mehrere über den Umfang verteilte Noppen aufweisen, die den Aufnahmebereich des Dichtkörpers radial nach außen begrenzen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils; Figur 2 einen schematischen Teilschnitt durch das erfindungsgemäß ausgestaltete Brennstoffeinspritzventil im Bereich des Ausschnitts IV in Figur 1 mit einem noch nicht verpressten Dichtkörper, Figur 3 eine vergrößerte Darstellung des Dichtkörpers im Querschnitt und Figur 4 einen schematischen Teilschnitt durch das erfindungsgemäß ausgestaltete Brennstoffeinspritzventil im Bereich des Ausschnitts IV in Figur 1 mit einem nach der Montage im eingebauten Zustand verpressten Dichtkörper.

Nachfolgend wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Figur 1 beispielhaft beschrieben. Figur 1 zeigt in einer schematisierten Schnittdarstellung einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1, welches insbesondere zum Einspritzen von Brennstoff in ein nicht näher dargestelltes Saugrohr einer Brennkraftmaschine geeignet ist.

Das Brennstoffeinspritzventil 1 umfasst eine Magnetspule 2, die auf einen Spulenträger 3 gewickelt ist. Der Spulenträger 3 ist in einem topfförmigen Ventilgehäuse 4, das als Magnettopf des elektromagnetischen Kreises dient, gekapselt.

Der Spulenträger 3 wird von einer Ventilhülse 5 durchgriffen, die rohrförmig ausgestaltet ist. Abströmseitig eines in der Ventilhülse 5 angeordneten Innenpols 6 ist ein Anker 7 angeordnet, der mit einer Ventilnadel 8 verbunden ist. Die Ventilnadel 8 steht in Wirkverbindung mit einem im Ausführungsbeispiel kugelförmigen Ventilschließkörper 10, der mit einem Ventilsitzkörper 11 einen Dichtsitz bildet. Stromabwärts des Dichtsitzes ist wenigstens eine Abspritzöffnung 13 ausgebildet, aus der der Brennstoff in das nicht weiter dargestellte Saugrohr eingespritzt wird.

Der Anker 7 ist im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 von einer Rückstellfeder 14 mit einer Kraft so beaufschlagt, dass das Brennstoffeinspritzventil 1 durch den Andruck des Ventilschließkörpers 10 auf den Ventilsitzkörper 11 geschlossen gehalten wird. Die Rückstellfeder 14 ist in einer Ausnehmung 15 des Ankers 7 bzw. des Innenpols 6 angeordnet und wird durch eine Einstellhülse 16 auf Vorspannung gebracht. Zulaufseitig der Einstellhülse 16 ist ein topfförmiges Filterelement 17 in die Ventilhülse 5 vorzugsweise eingepresst. Der Brennstoff, der über eine zentrale Brennstoffzufuhr 18 zugeleitet wird, durchströmt das Brennstoffeinspritzventil 1 durch ein Zuleitungsrohr 24, die Ausnehmung 15 und strömt zum Ventilsitzkörper 11 und zur Abspritzöffnung 13.

Zur Montage an einer nicht weiter dargestellten Brennstoffverteilerleitung ist das Brennstoffeinspritzventil 1 im Bereich der zentralen Brennstoffzufuhr 18 mit einer Dichtung 19 versehen. Eine weitere Dichtung 20 dichtet die nicht weiter dargestellte Verbindung zwischen dem Brennstoffeinspritzventil 1 und dem Saugrohr ab. Die Magnetspule 2 wird über eine Leitung von einem über einen elektrischen Steckkontakt 21 zuführbaren elektrischen Strom erregt. Der Steckkontakt 21 ist Teil eines elektrischen Anschlusssteckers 22 aus Kunststoff, der über eine Kunststoffumspritzung am Ventilgehäuse 4, an der Ventilhülse 5 bzw. am Zuleitungsrohr 24 mit angespritzt sein kann.

Wird der Magnetspule 2 über eine nicht weiter dargestellte elektrische Leitung ein elektrischer Strom zugeführt, baut sich ein magnetisches Feld auf, das bei ausreichender Stärke den Anker 7 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 14 und entgegen der Strömungsrichtung des Brennstoffs in die Magnetspule 2 hineinzieht. Dadurch wird ein zwischen dem Anker 7 und dem Innenpol 6 ausgebildeter Arbeitsspalt 23 geschlossen. Durch die Bewegung des Ankers 7 wird auch die mit dem Anker 7 verbundene Ventilnadel 8 in Hubrichtung mitgenommen, so dass der Ventilschließkörper 10 vom Ventilsitzkörper 11 abhebt und Brennstoffüber die Abspritzöffnung 13 abgespritzt wird.

Das Brennstoffeinspritzventill 1 wird geschlossen, sobald der die Magnetspule 2 erregende Strom abgeschaltet und das Magnetfeld soweit abgebaut ist, dass die Rückstellfeder 14 den Anker 7 vom Innenpol 6 abdrückt, wodurch sich die Ventilnadel 8 in Abströmrichtung bewegt und der Ventilschließkörper 10 auf dem Ventilsitzkörper 11 aufsetzt.

Die Ventilhülse 5 ist rohrförmig ausgestaltet. Zwischen Ventilgehäuse 4, Spulenträger 3 und Ventilhülse 5 ist erfindungsgemäß ein Dichtkörper 25 aus einem Elastomerwerkstoff, vorzugsweise aus Gummi, vorgesehen, der eine zuverlässige Abdichtung der Ventilhülse 5 gegenüber dem Ventilgehäuse 4 darstellt.

Figur 2 zeigt einen schematischen Teilschnitt durch das erfindungsgemäß ausgestaltete Brennstoffeinspritzventil 1 im Bereich des Ausschnitts IV in Figur 1 mit einem noch nicht verpressten Dichtkörper 25. Der Dichtkörper 25 ist viereckförmig und dabei trapezähnlich im Querschnitt ausgebildet. Der Einbau des Dichtkörpers 25 erfolgt derart, dass der Dichtkörper 25 in den Bereich zwischen einer Unterseite 27 des Spulenträgers 3, einer äußeren Mantelfläche 28 der Ventilhülse 5 und einer radial verlaufenden Schulter 29 des Ventilgehäuses 4 eingeschoben wird. Während das Ventilgehäuse 4 bereits an der Ventilhülse 5 befestigt bzw. festgehalten wird, wird der Spulenträger 3 mit der Magnetspule 2 erst nach dem Einbringen des Dichtkörpers 25 in das Ventilgehäuse 4 eingeschoben. Zu diesem Zeitpunkt liegt der Dichtkörper 25 in einem unverspannten Zustand mit einer ringförmigen Kontur und einem rechteckförmigen Querschnitt, wie er in Figur 3 gezeigt ist, vor.

Mit einer Innenseite 30 liegt der Dichtkörper 25 an der äußeren Mantelfläche 28 der Ventilhülse 5 an, wobei die Innenseite 30 und die Mantelfläche 28 nicht exakt parallel verlaufen. Der Dichtkörper 25 verläuft vielmehr mit seiner Innenseite 30 leicht geneigt zur Längsachse des Brennstoffeinspritzventils 1 und damit auch geneigt zur Mantelfläche 28 der Ventilhülse 5 bzw. zur Außenseite 31 des Dichtkörpers 25. Deshalb beschreibt der Querschnitt des Dichtkörpers 25 auch kein ideales Trapez, sondern er hat nur annährend diese Form. Die dem Spulenträger 3 zugewandte Oberseite 32 des Dichtkörpers 25 verläuft schräg geneigt zur Längsachse des Brennstoffeinspritzventils 1, z.B. unter einem Winkel von ca. 45°, während die der Schulter 29 zugewandte Unterseite 33 des Dichtkörpers 25 im rechten Winkel zur Längsachse des Brennstoffeinspritzventils 1 verläuft. Die Kanten des Dichtkörpers 25 sind z.B. abgerundet, wobei die Radien aller abgerundeten Kanten unterschiedlich sein können.

Der Spulenträger 3 weist an seiner Unterseite 27 einen radial umlaufenden Kragen 12 auf, der radial außerhalb des Dichtkörpers 25 angeordnet ist und der bei einem eingespannten Zustand des Dichtkörpers 25 an der Schulter 29 des Ventilgehäuses 4 anliegt (Figur 4). Alternativ zu einem umlaufenden Kragen 12 können auch mehrere Noppen radialsymmetrisch an der Unterseite 27 des Spulenträgers 3 angebracht sein.

Beim Einbau des Dichtkörpers 25 bzw. beim Zusammenbau des Brennstoffeinspritzventils 1 wird irgendwann der Zeitpunkt erreicht, an dem der Spulenträger 3 mit seiner Unterseite 27 erstmalig den Dichtkörper 25 an seinem höchsten Punkt berührt und der in Figur 2 gezeigt ist. Dieser höchste Punkt des Dichtkörpers 25 liegt im (abgerundeten) Kantenbereich des Übergangs von der Oberseite 32 zur Außenseite 31. Von diesem Zeitpunkt an wird bei der weiteren Montage der Dichtkörper 25 verformt.

Figur 4 zeigt einen schematischen Teilschnitt durch das erfindungsgemäß ausgestaltete Brennstoffeinspritzventil 1 im Bereich des Ausschnitts IV in Figur 1 mit einem nach der Montage im eingebauten Zustand verpressten Dichtkörper 25. Bei seiner während der Montage erfolgenden Verformung wandert das Elastomermaterial des Dichtkörpers 25 weitgehend radial nach außen. Das Material weicht jedoch geringfügig auch in andere Richtungen aus, so dass eine optimale Abdichtung mit dem erfindungsgemäßen Dichtkörper 25 erzielbar ist. Durch den bei der Montage nach unten wandernden Kragen 12 des Spulenträgers 3 ist eine radial äußere Begrenzung für die Ausweichbewegung des Dichtkörpers 25 gegeben, so dass im vollständig eingebauten Zustand der Dichtkörper 25 eingespannt und verpresst zwischen der Unterseite 27 des Spulenträgers 3, dem Kragen 12 des Spulenträgers 3, der Schulter 29 des Ventilgehäuses 4 und der äußeren Mantelfläche 28 der Ventilhülse 5 mit Körperkontakt zu diesen Bauteilen vorliegt. Die Größe des Kragens 12 legt insofern den Grad der Verformung des Dichtkörpers 25 fest. Die im Querschnitt viereckförmige Kontur des Dichtkörpers 25 im Ausgangszustand ist im eingebauten und verpressten Zustand in gewisser Weise aufgehoben, da der Dichtkörper 25 nun einen ellipsen- bzw. eiförmigen Querschnitt besitzt.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere sind beliebige Kombinationen der verschiedenen Merkmale möglich.