DE10133263A1

DE10133263A1 - Brennstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE10133263A1
Application number: DE10133263A
Authority: DE
Inventors: Hubert Stier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2001-07-09
Publication date: 2003-02-06
Also published as: DE50207511D1; WO2003006819A1; US7048253B2; EP1407135B1; KR100853643B1; JP2004521270A; EP1407135A1; KR20030036755A; US20040026646A1

Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen umfaßt einen Düsenkörper (2) und eine in einem Magnettopf (6) angeordnete Magnetspule (3), welche von dem Düsenkörper (2) durchgriffen ist, sowie eine Kunststoffummantelung (8), welche den Düsenkörper (2) zumindest teilweise umgibt. Der Düsenkörper (2) und der Magnettopf (6) sind mittels einer gewindeförmigen Labyrinthdichtung (5) gegenüber einer Umgebung des Brennstoffeinspritzventils (1) abgedichtet.

Description

Stand der Technik

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

Beispielsweise ist aus der DE 198 49 210 A1 ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das einen auf seiner stromabwärtigen Seite rohrförmigen Düsenkörper aufweist, an dessen stromabwärtigen Ende ein Dichtsitz und eine Abspritzöffnung angeordnet sind. Der rohrförmige Teil des Düsenkörpers ist in eine Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfs einführbar. Gegenüber der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfs, die einen mit der radialen Ausdehnung des Düsenkörpers korrespondierenden Durchmesser aufweist, ist der Düsenkörper mit einer Dichtung abgedichtet, die näherungsweise die Geometrie eines Hohlzylinders aufweist.

Zur Lagefixierung der Dichtung auf dem Düsenkörper weist der Düsenkörper eine umlaufende Nut auf, die beispielsweise durch Abdrehen des Düsenkörpers eingebracht wird und in die die Dichtung eingesetzt wird. Als Materialien können elastische Materialien eingesetzt werden, die sich zur Montage in der Nut über den Düsenkörper schieben lassen.

Weiterhin ist auch aus der DE 198 08 068 A1 ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei dem auf dem Düsenkörper ein Dichtelement angeordnet ist. Die Dichtung ist aus einem metallischen Werkstoff und dehnt sich in radiale Richtung unter dem Einfluß der Temperatur, die durch den Verbrennungsvorgang entsteht, aus. Dies kann entweder durch eine Formgedächtnislegierung geschehen oder durch die Verwendung einer Bimetalldichtung. Zur Fixierung kann wie bei der DE 198 49 210 A1 eine Nut in dem Düsenkörper verwendet werden.

Im Betrieb der Brennkraftmaschine erwärmt sich der Metalldichtring und dehnt sich aus. Damit wird im Betrieb die Dichtwirkung erhöht. Zur leichteren Montage weist die Metalldichtung einen geringfügig kleineren Durchmesser auf, als die Aufnahmebohrung für das Brennstoffeinspritzventil, die in den Zylinderkopf eingebracht ist.

Nachteilig bei der in der DE 198 49 210 A1 angegebenen Dichtungslösung ist in erster Linie die auf die Dichtung einwirkende hohe Temperatur. Insbesondere bei direkteinspritzenden Brennkraftmaschinen ist eine Vollgasfestigkeit nichtmetallischer Dichtungsmaterialien nicht sicherzustellen.

Das in der DE 198 08 068 A1 offenbarte Brennstoffeinspritzventil hat den Nachteil, daß die Dichtwirkung der metallischen Dichtung temperaturabhängig ist. Nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine dauert es, bis sich durch den Verbrennungsvorgang die Materialien im Umfeld des Brennraums soweit erwärmt haben, daß durch die Wärmeleitung die Temperatur in der Dichtung erreicht ist, welche zu der erforderlichen Formänderung führt. Daher ist zusätzlich zu der vorgestellten Dichtung eine weitere Dichtung erforderlich, um den Brennraum bei Betriebsbeginn der Brennkraftmaschine gegen den Außenraum abzudichten, so daß kein Kompressionsdruck verloren geht.

Weiterhin nachteilig sind die aufwendigen Materialien, die bei der Herstellung sich temperaturabhängig verformender Metalldichtungen zum Einsatz kommen. Eine Formgedächtnislegierung weist eine auf den Einsatzzweck abgestimmte Übergangstemperatur auf. Um diese Übergangstemperatur sicher gewährleisten zu können, ist meist ein enger Spielraum hinsichtlich des Herstellverfahrens erforderlich. Dadurch werden nicht nur die Entwicklungskosten für die Legierung sondern auch die Kosten bei einem Einsatz in einer Serienfertigung erhöht.

Die Verwendung einer Bimetalldichtung erfordert eine Fixierung der Dichtung an dem Düsenkörper, der bei der Verformung als Gegenlager dient. Eine Montage des Bimetalls in einer Nut beispielsweise ist jedoch schwierig, da sich die Eigenschaften des Materials ändern, wenn eines der beiden Metalle eine nicht elastische Verformung bei der Montage erfährt.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit dem kennzeichnenden Merkmal des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Düsenkörper und ein Magnettopf, in welchem der Magnetkreis des Brennstoffeinspritzventils gekapselt ist, mittels einer gewindeförmigen Labyrinthdichtung gegenüber einer Umgebung des Brennstoffeinspritzventils abgedichtet sind.

Gemäß den in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils möglich.

Vorteilhafterweise weist die Labyrinthdichtung zwei bis drei Windungen auf, welche eine radiale Amplitude von ca. 0,5 mm aufweisen, um eine zuverlässige Dichtwirkung zu erzielen.

Weiterhin ist von Vorteil, daß die Labyrinthdichtung mittels einfacher Herstellungsverfahren unter Zuhilfenahme eines Gewindefurchwerkzeugs oder eines Innendorns ohne spanende Nachbearbeitung erfolgen kann.

Von Vorteil ist auch, daß die Form des Gewindes nicht auf runde Querschnitte beschränkt ist, sondern beliebig ellipsenförmig oder oval herstellbar ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Teilschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils, und
Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß Brennstoffeinspritzventils 1 im Bereich II in Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein in Fig. 1 dargestelltes Brennstoffeinspritzventil 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils 1 für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ausgeführt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 umfaßt einen hülsenförmigen Düsenkörper 2, in welchem beispielsweise eine nicht weiter dargestellte Ventilnadel angeordnet sein kann. Bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein elektromagnetisch betätigtes Brennstoffeinspritzventil 1. Der Düsenkörper 2 durchgreift eine Magnetspule 3, welche auf einen Spulenträger 4 gewickelt ist. Die Magnetspule 3 ist in einem Magnettopf 6 gekapselt, welcher durch eine erfindungsgemäß ausgestaltete Labyrinthdichtung 5 gegen eine Umgebung des Brennstoffeinspritzventils 1 abgedichtet ist.
Eine detaillierte Darstellung der Labyrinthdichtung 5 des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 ist Fig. 2 und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
Die Magnetspule 3 wird über eine nicht weiter dargestellte Leitung von einem über einen elektrischen Steckkontakt 7 zuführbaren elektrischen Strom erregt. Der Steckkontakt ist von einer Kunststoffummantelung 8 umgeben, die am Düsenkörper 2 angespritzt sein kann.
Fig. 2 zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung den in Fig. 1 mit II bezeichneten Bereich des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1.
Die Magnetspule 3 und der Düsenkörper 2 des erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1 sind, wie bereits erwähnt, mit einer Labyrinthdichtung 5 ausgestattet, welche die von der Kunststoffummantelung 8 umgebenen Bauteile gegenüber der Umgebung des Brennstoffeinspritzventils 1 abdichtet und diese somit vor z. B. Schmutz und Salzwasser schützt.
Die Labyrinthdichtung 5 ist dabei gewindeförmig ausgeführt und umfaßt zumindest zwei, besser drei Gewinderillen 9. Ein radialer Abstand zwischen einem Tiefpunkt 10 jeder Gewinderille 9 und einem Hochpunkt 11 jeder Gewinderille sollte dabei zumindest 0,5 mm betragen.
Die Form des Gewindes ist dabei beliebig. Am einfachsten herstellbar ist ein Rundgewinde, es sind jedoch auch elliptische Querschnitte denkbar.
Die Labyrinthdichtung 5 wird eingesetzt, um den von der Kunststoffummantelung 8 umgebenen Bereich mit dem Düsenkörper 2 vor aggressiven Medien in der Umgebung des Brennstoffeinspritzventils 1 zu schützen. Eine gemäß dem erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventil 1 gewindeförmig ausgestaltete Labyrinthdichtung 5 erlaubt eine rotatorische Entformung des die Labyrinthdichtung 5 herstellenden Werkzeugs, wodurch Nachbearbeitungen entfallen und der Herstellungsprozeß vereinfacht und dadurch weniger kostenintensiv wird.
Die Labyrinthdichtung 5 ist beispielsweise durch Tiefziehen oder Fließpressen herstellbar, wobei die Gewinderillen 9 mittels eines Gewindefurchwerkzeugs angefertigt werden. Auch mittels Rundhämmerns oder Rundknetens kann unter Zuhilfenahme eines gewindeförmigen Innendorns eine gewindeförmige Labyrinthdichtung 5 gestaltet werden.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1 beschränkt und für beliebige Bauweisen von Brennstoffeinspritzventilen 1 geeignet.

Claims

1. Brennstoffeinspritzventil (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem Düsenkörper (2) und einer in einem Magnettopf (6) angeordneten Magnetspule (3), welche von dem Düsenkörper (2) durchgriffen ist, und einer Kunststoffummantelung (8), welche den Düsenkörper (2) zumindest teilweise umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (2) und der Magnettopf (6) mittels einer gewindeförmigen Labyrinthdichtung (5) gegenüber einer Umgebung des Brennstoffeinspritzventils (1) abgedichtet sind.

2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Labyrinthdichtung (5) zumindest zwei Gewinderillen (9) aufweist.

3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine radiale Distanz zwischen einem radial inneren Tiefpunkt (10) und einem radial äußeren Hochpunkt (11) der Gewinderillen (9) zumindest 0,5 mm beträgt.

4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Labyrinthdichtung (5) durch Tiefziehen, Fließpressen oder Rundhämmern hergestellt ist.

5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinderillen (9) der Labyrinthdichtung (5) mittels eines Gewindefurchwerkzeugs oder eines gewindeförmigen Innendorns hergestellt sind.

6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinderillen (9) einen runden, ovalen oder elliptischen Querschnitt aufweisen.