DE102004047040B4

DE102004047040B4 - Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zur Montage eines Brennstoffeinspritzventils

Info

Publication number: DE102004047040B4
Application number: DE102004047040.5A
Authority: DE
Inventors: Hubert Stier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2016-10-20
Anticipated expiration: 2024-09-29
Also published as: US20060071103A1; DE102004047040A1; FR2875861B1; US9033264B2; JP2006097688A; FR2875861A1

Abstract

Brennstoffeinspritzventil (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem wenigstens eine Magnetspule (2), einen Innenpol (19) und einen Aussenpol (4) umfassenden magnetischen Kreis, mit einem Ventilschließkörper (15), der Teil einer im elektromagnetischen Kreis bewegbaren Ventilnadel (14) ist, sowie mit einem elektrischen Anschluss (10) und einem hydraulischen Anschluss (29), wobei die Magnetspule (2), der elektrischen Anschluss (10) und der hydraulische Anschluss (29) in einer Kunststoffhülse (22) ausgebildet sind, wobei der Innenpol (19) und die Ventilnadel (14) mit dem Ventilschließkörper (15) in einer Hydraulikbaugruppe (22) ausgebildet sind und wobei die Hydraulikbaugruppe (21) in die Kunststoffhülse (22) einschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikbaugruppe (21) aus einem Rohr (23) besteht, dass das Rohr (23) an einem zuströmseitigen Ende eine umlaufende, nach innen gerichtete Nut (24) aufweist, und in der Nut (24) ein Dichtring (25) angeordnet ist, und dass der Innenpol (19) sich ausschließlich stromabwärts der Nut (24) erstreckt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1 und einem Verfahren zur Montage eines Brennstoffeinspritzventils nach der Gattung des Anspruchs 12.
Brennstoffeinspritzventile weisen gewöhnlich eine Reihe von metallischen Gehäusebauteilen auf, welche nach der Montage mit einer Kunststoffumspritzung versehen werden. Ein solches Brennstoffeinspritzventil ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 101 22 353 A1 bekannt.
Aus der DE 197 12 591 A1 geht ebenfalls ein Brennstoffeinspritzventil hervor, welches aus zwei vormontierten eigenständigen Baugruppen zusammengesetzt ist. Dabei umfaßt ein Funktionsteil im Wesentlichen einen elektromagnetischen Kreis und ein Dichtventil, während ein Anschlußteil hauptsächlich von einem hydraulischen Anschluß und einem elektrischen Anschluß gebildet ist. Im fertig montierten Brennstoffeinspritzventil wirken elektrische Verbindungselemente und hydraulische Verbindungselemente beider Baugruppen zusammen, so daß die elektrische und hydraulische Verbindung gewährleistet ist.
Die DE 196 31 280 A1 lehrt ein Brennstoffeinspritzventil und ein Verfahren zur Herstellung. Das Brennstoffeinspritzventil hat einen Kunststoffmantel als Ventilhülse. In diesem befindet sich eine Hülse, die sich vom zuströmseitigen Ende der Magnetspule bis zum Ventilsitzkörper erstreckt. In der Hülse ist ein Anker, ein Ventilschlusskörper, eine Ventilnadel sowie eine Feder angeordnet. Der magnetische Innenpol erstreckt sich vom Anker bis zum zuströmseitigen Ende des Brennstoffeinspritzventils und wird zuströmseitig in die Kunststoffhülse gesteckt. Damit die Hülse den Innenpol aufnehmen kann, ist die Hülse am zuströmseitigen Ende radial nach außen erweitert.
Die EP 1 219 815 A1 lehrt ein modular aufgebautes Brennstoffeinspritzventil. Das Brennstoffeinspritzventil besteht aus einem Köper, dessen Material nicht näher spezifiziert wird, welcher die einzelnen Komponenten aufnimmt. In den Körper wird zuströmseitig eine ”inlet tube” herein gesteckt, die durch Tiefziehen hergestellt ist. Abströmseitig der ”inlet tube” befindet sich ein ”seperate pole piece” (= Innenpol), welches in mechanischem Kontakt und damit auch magnetischem Kontakt mit der ”inlet tube” ist.
Nachteilig an den bekannten Brennstoffeinspritzventilen ist insbesondere, daß die Montage eines solchen Brennstoffeinspritzventils durch die Umspritzung aufwendig und dadurch kostenintensiv ist.
Weiterhin werden bei der Umspritzung durch den flüssigen Kunststoff Bauteile aus ihrer ursprünglichen Montagelage verschoben, wodurch der Ausschuß bei der Herstellung der Brennstoffeinspritzventile ansteigt.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 sowie das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage eines Brennstoffeinspritzventils gemäß Anspruch 12 haben demgegenüber den Vorteil, daß das Brennstoffeinspritzventil aus zwei Baugruppen ohne die Notwendigkeit von komplizierten Verbindungselementen zusammensetzbar ist, indem eine Hydraulikpatrone in eine vorgefertigte Kunststoffhülse eingeschoben wird.
Dadurch ist eine schnellere Montage in weniger Arbeitsschritten möglich, die aufwendige und fehlerbehaftete Kunststoffumspritzung kann entfallen. Zudem sind die einzelnen Baugruppen in einfacher Weise herstellbar, da sie keine komplizierten Bauteile enthalten.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils sowie des im Anspruch 12 angegebenen Verfahrens möglich.
Vorteilhafterweise umfaßt die Kunststoffhülse den hydraulischen und den elektrischen Anschluß sowie die Magnetspule und die sie kontaktierende elektrische Leitung, während in der Hydraulikbaugruppe die übrigen den Magnetkreis sowie die das Ventil bildenden Bauteile angeordnet sind.
Weiterhin ist von Vorteil, daß die Hydraulikbaugruppe in einem vorzugsweise tiefgezogenen Rohr angeordnet ist.
Ebenso ist von Vorteil, daß das Rohr eine umlaufende Nut und einen Dichtring aufweist, welcher die Hydraulikbaugruppe gegen die Kunststoffhülse abdichtet.
Vorteilhafterweise ist die Hydraulikbaugruppe nach dem Einschieben in die Kunststoffhülse durch Klemmwirkung fixiert, kann jedoch zusätzlich auch noch durch Kleben gesichert werden.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen schematischen Schnitt durch ein Beispiel eines Brennstoffeinspritzventils gemäß dem Stand der Technik,
2A eine schematische Darstellung einer Hydraulikpatrone zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventil,
2B eine schematische Darstellung einer Kunststoffhülse zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventil, und
2C eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines fertigmontierten erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt zur besseren Verständlichkeit der erfindungsgemäßen Maßnahmen zunächst in einer stark schematisierten Schnittdarstellung die wesentlichen Bauteile eines Brennstoffeinspritzventils 1 gemäß dem Stand der Technik. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist insbesondere zum Einspritzen von Brennstoff in ein nicht näher dargestelltes Saugrohr einer Brennkraftmaschine geeignet.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 umfaßt eine Magnetspule 2, die auf einen Spulenträger 3 gewickelt ist. Der Spulenträger 3 ist in einem Ventilgehäuse 4 gekapselt, welches als Außenpol der Magnetspule 2 dient, und ist durch einen Deckel 5 abgeschlossen. Die Kontaktierung der Magnetspule 2 erfolgt über eine elektrische Leitung 6. Der Spulenträger 3 wird von einer Ventilhülse 7 durchgriffen, welche rohrförmig ausgestaltet und durch eine Einsteckhülse 8 zur Brennstoffzuleitung verlängert ist.
Die Montage des Brennstoffeinspritzventils 1 erfolgt gemäß dem Stand der Technik so, daß zunächst die Ventilhülse 7 hergestellt und mit der Einsteckhülse 8 versehen wird und danach die Bauteile Magnetspule 2, Ventilgehäuse 4 und Deckel 5 axial auf die Ventilhülse 7 des Brennstoffeinspritzventils 1 aufgeschoben werden. Eine Kunststoffumspritzung 9 wird nach der Vormontage der metallischen Bauteile des Brennstoffeinspritzventils 1 angespritzt. Sie umfaßt einen Stecker 10 für den Anschluß der nicht weiter dargestellten elektrischen Zuleitung für die Magnetspule 2.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist zuströmseitig durch eine Dichtung 11 gegen eine nicht dargestellte Brennstoffverteilerleitung und abströmseitig durch eine weitere Dichtung 12 gegen das Saugrohr der Brennkraftmaschine abgedichtet.
Die Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 1 kann beispielsweise über einen mit der Magnetspule 2 zusammenwirkenden Anker 13 in Verbindung mit einer Ventilnadel 14, deren Ventilschließkörper 15 eine Abspritzöffnung 16 abschließt, erfolgen. Die Abspritzöffnung 16 wird durch die Anhebung der Ventilnadel 14 geöffnet und durch das erneute Absenken der Ventilnadel 14 beispielsweise unterstützt durch eine Rückstellfeder 17, die durch eine Einstellhülse 18 vorgespannt wird, wieder geschlossen. Ein Innenpol 19 der Magnetspule ist in die Ventilhülse 7 eingepreßt.
Die genannten Bauteile müssen zur Montage des Brennstoffeinspritzventils 1 jeweils einzeln und in einer vorgegebenen Reihenfolge in die Ventilhülse 7 eingebracht werden. Zunächst muß der Innenpol 19 eingesetzt werden, dann die Einstellhülse 18, die Rückstellfeder 17 und schließlich der Anker 13 mit der Ventilnadel 14 und dem Ventilschließkörper 15. Ein Ventilsitzkörper 20 mit der Abspritzöffnung 16 wird zum Abschluß in die Ventilhülse 7 eingesetzt.
Erfindungsgemäß ist, wie in den 2A bis 2C schematisch dargestellt, vorgesehen, die Montage des Brennstoffeinspritzventils 1 zu vereinfachen, indem zunächst eine Kunststoffhülse 22 hergestellt wird, welche bereits die Magnetspule 2 und die für die Kontaktierung benötigten elektrischen Leitungen 6 sowie den Stecker 10 enthält, um diese dann in einem weiteren Montageschritt mit einer Hydraulikbaugruppe 21 des Brennstoffeinspritzventils 1 zu versehen.
Die Hydraulikbaugruppe 21 ist schematisch in 2A dargestellt. Sie umfaßt ein Rohr 23, in welches der Innenpol 19, die Einstellhülse 18, die Rückstellfeder 17, das aus Anker 13, Ventilnadel 14 und Ventilschließkörper 15 bestehende Bauteil sowie abschließend der Ventilsitzkörper 20 mit der Abspritzöffnung 16 eingebaut sind. Letzteres Bauteil sorgt dafür, daß die einzelnen Komponenten nicht aus dem Rohr 23 herausfallen können.
Zuströmseitig weist das Rohr 23 eine umlaufende Nut 24 auf, in welcher ein Dichtring 25 zur Abdichtung der Hydraulikbaugruppe 21 gegen die Kunststoffhülse 22 angeordnet ist. Das Rohr 23 ist in einfacher Weise z. B. als Tiefziehteil herstellbar. Die Hydraulikbaugruppe 21 ist kompakt, einfach montierbar und sicher und ohne Beschädigungsgefahr als Schüttgut zu transportieren.
Die Kunststoffhülse 22 ist in 2B schematisch dargestellt. Sie weist bereits den angeformten Stecker 10, einen Hydraulikanschluß 29 zum Anschluß an eine nicht weiter dargestellte Brennstoffverteilerleitung, die elektrischen Leitungen 6 und die Magnetspule 2 auf. Zuströmseitig der Magnetspule 2 ist eine Ausnehmung 26 ausgebildet, welche die Kunststoffhülse 22 in zwei Teile unterteilt, die durch einen Steg 27 miteinander verbunden sind. In dem Steg 27 verlaufen die elektrischen Leitungen 6 zur Kontaktierung der Magnetspule 2.
Für die weitere Montage des Brennstoffeinspritzventils 1 ist, wie in 2C dargestellt, ein Deckel 28 vorgesehen. Der Deckel 28 wird bei der Montage radial über die Hydraulikbaugruppe 21 des Brennstoffeinspritzventils 1 geklippt.
Die Montage des Brennstoffeinspritzventils 1 umfaßt die folgenden Schritte: Einschieben der vormontierten Hydraulikbaugruppe 21 in die ebenfalls vorgefertigte Kunststoffhülse 22, radiales Einschieben des Deckels 28 in die Ausnehmung 26 und abschließend Aufstecken des Ventilgehäuses 4 auf die Hydraulikbaugruppe 21. Alternativ kann die Hydraulikbaugruppe 21 auch durch Kleben mit der Kunststoffhülse 22 verbunden werden.
Die Montage ist dadurch sehr einfach gehalten und kann ohne Schweißen, Löten oder andere Fügeverfahren erfolgen. Trotzdem ist die Hydraulikbaugruppe 21 sicher und dicht mit der Kunststoffhülse 22 verbunden. Auf komplizierte Anschlüsse und Verbindungsbauteile zur elektrischen und hydraulischen Verbindung der beiden Baugruppen kann vollständig verzichtet werden.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt und für beliebige Bauweisen von Brennstoffeinspritzventilen 1 geeignet, z. B. für Brennstoffeinspritzventile 1 für Direkteinspritzung oder für Brennstoffeinspritzventile 1 mit Anbindung an ein Common-Rail-System. Insbesondere sind beliebige Kombinationen der einzelnen Merkmale möglich.

Claims

Brennstoffeinspritzventil (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem wenigstens eine Magnetspule (2), einen Innenpol (19) und einen Aussenpol (4) umfassenden magnetischen Kreis, mit einem Ventilschließkörper (15), der Teil einer im elektromagnetischen Kreis bewegbaren Ventilnadel (14) ist, sowie mit einem elektrischen Anschluss (10) und einem hydraulischen Anschluss (29), wobei die Magnetspule (2), der elektrischen Anschluss (10) und der hydraulische Anschluss (29) in einer Kunststoffhülse (22) ausgebildet sind, wobei der Innenpol (19) und die Ventilnadel (14) mit dem Ventilschließkörper (15) in einer Hydraulikbaugruppe (22) ausgebildet sind und wobei die Hydraulikbaugruppe (21) in die Kunststoffhülse (22) einschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikbaugruppe (21) aus einem Rohr (23) besteht, dass das Rohr (23) an einem zuströmseitigen Ende eine umlaufende, nach innen gerichtete Nut (24) aufweist, und in der Nut (24) ein Dichtring (25) angeordnet ist, und dass der Innenpol (19) sich ausschließlich stromabwärts der Nut (24) erstreckt.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (23) als Tiefziehteil ausgebildet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikbaugruppe (21) durch den Dichtring (25) gegenüber der Kunststoffhülse (22) abgedichtet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikbaugruppe (21) durch Kleben mit der Kunststoffhülse (22) verbunden ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffhülse (22) eine Ausnehmung (26) aufweist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die Ausnehmung (26) ein Deckel (28) radial über die Hydraulikbaugruppe (21) einschiebbar ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikbaugruppe (22) durch den Deckel (28) an der Kunststoffhülse (22) fixiert ist.
Verfahren zur Montage eines Brennstoffeinspritzventils (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem wenigstens eine Magnetspule (2), einen Innenpol (19) und einen Außenpol (4) umfassenden magnetischen Kreis, mit einem Ventilschließkörper (15), der Teil einer im elektromagnetischen Kreis bewegbaren Ventilnadel (14) ist, sowie mit einem elektrischen Anschluss (10) und einem hydraulischen Anschluss (29), wobei die Magnetspule (2), der elektrische Anschluss (10) und der hydraulische Anschluss (29) in einer Kunststoffhülse (22) ausgebildet sind und der Innenpol (19) und die Ventilnadel (14) mit dem Ventilschließkörper (15) in einer Hydraulikbaugruppe (22) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst: – Herstellen der Hydraulikbaugruppe (21) im Wesentlichen aus einem Rohr (23), in welches an seinem zuströmseitigen Ende eine umlaufende, nach innen gerichtete Nut (24) ausgebildet wird, um in der Nut (24) ein Dichtring (25) anzuordnen, und Einführen des Innenpols (19) in das Rohr (23), der sich ausschließlich stromabwärts der Nut (24) erstreckt – Herstellen der Kunststoffhülse (22), – Einschieben der Hydraulikbaugruppe (21) in die Kunststoffhülse (22), – Verbinden der Hydraulikbaugruppe (21) mit der Kunststoffhülse (22) – radiales Einschieben eines Deckels (28) auf die Hydraulikbaugruppe (21) in eine Ausnehmung (26) der Kunststoffhülse (22) und – Aufstecken eines Ventilgehäuses (4) auf die Hydraulikbaugruppe (21) und die Kunststoffhülse (22).
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte der Herstellung der Hydraulikbaugruppe (21) und der Kunststoffhülse (22) räumlich und zeitlich unabhängig voneinander erfolgen.