DE102004047179A1

DE102004047179A1 - Brennstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE102004047179A1
Application number: DE102004047179A
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Reiter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2006-03-30
Also published as: US20080035762A1; EP1797313A1; JP4542155B2; WO2006034945A1; JP2008514858A; EP1797313B1

Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1) umfaßt eine Magnetspule (2), die mit einem von einer Rückstellfeder (14) beaufschlagten Anker (7) zusammenwirkt, der zusammen mit einer Ventilnadel (8) ein axial bewegliches Ventilteil bildet. An der Ventilnadel (8) ist ein Ventilschließkörper (10) vorgesehen, der mit einem Ventilsitzkörper (11) einen Dichtsitz bildet. Außerdem ist eine zuverlässige Abdichtung der Ventilhülse (5) vorhanden, die aus einer unterhalb der Magnetspule (2) angebrachten Gummischeibe (25) besteht und die noch dadurch verbessert wird, daß die unter axialer Vorspannung stehende Magnetspule (2) auf die Gummischeibe (25) gepreßt wird.

Description

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 obengenannten 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 des Motors zu Problemen wegen schlechter Abdichtung führen kann.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß zwischen dem Gehäuse und der Ventilhülse eine zuverlässige Abdichtung durch ein kraftstoffbeständiges Elastomer axial möglich ist. Diese Abdichtung ist eine vorzugsweise aus Gummi gefertigte Scheibe, was den Vorteil hat, daß das verwendete Dichtelement einfach und kostengünstig ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Gummischeibe innerhalb des Ventils nur einen geringen Platzbedarf aufweist, der zusätzlich dadurch noch verringert wird, daß die Gummischeibe nach der Montage zusammengepreßt wird.

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

Vorteilhafterweise kann bei der Montage des Brennstoffeinspritzventils die Axialkraft über eine Erhöhung, die auf der Stirnfläche des Spulenträgers angebracht ist, vom Deckel über die Magnetspule auf die Gummischeibe übertragen werden, so daß die Gummischeibe gut gegen Magnetspule und den Flansch des Ventilgehäuses gepreßt wird, was die Abdichtung noch verbessert.

Dabei ist die Höhe und die Form der Erhöhung so ausgelegt, daß die Spule immer auf die Gummischeibe gepreßt wird, wenn der Deckel auf seine Endposition montiert wird. Diese zuverlässige Abdichtung hat den Vorteil, daß sie unabhängig von der Toleranz der Einzelteile ist, wobei durch gezielte Verformung der Erhöhung die Toleranzen ausgeglichen sind und die Spule spielfrei unter axiale Vorspannung gesetzt ist.

Des weiteren sorgt die axiale Vorspannung durch die auf der dem Deckel zugewandten Stirnfläche angebrachte Erhöhung dafür, daß der hydraulische Druck der plastischen Masse bei der Steckanschlußumspritzung keine zusätzliche Axialbewegung der Spule verursacht, die die Lötung von Spule und Stecker-Clip schädigen könnte.

Es ist vorteilhaft, daß ein Innenradius der Scheibe kleiner ist als ein Radius einer Ventilhülse. Ferner ist es vorteilhaft, daß der Innenradius der Scheibe so bemessen ist, daß die Abdichtung der Ventilhülse erfolgt.

Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils;
2 einen schematischen Teilschnitt durch das erfindungsgemäß ausgestaltete Brennstoffeinspritzventil entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel;
3 einen schematischen Teilschnitt durch das erfindungsgemäß ausgestaltete Brennstoffeinspritzventil entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
4 einen schematischen Teilschnitt durch das erfindungsgemäß ausgestaltete Brennstoffeinspritzventil entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachfolgend wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von 1 beispielhaft beschrieben.
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 gekapselt.
Der Spulenträger 3 wird von einer Ventilhülse 5 durchgriffen, die rohrförmig ausgestaltet ist. Abströmseitig des Innenpols 6 ist ein Anker 7 angeordnet, der mit einer Ventilnadel 8 verbunden ist.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden weiter unten näher beschrieben.
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. Das Saugrohr ist hier nicht weiter dargestellt, da es für den Kern der Erfindung keine Rolle spielt. Die Magnetspule 2 wird über eine Leitung von einem über einen elektrischen Steckkontakt 21 zuführbaren elektrischen Strom erregt. Der Steckkontakt 21 ist von einer Steckanschlußumspritzung 22 umgeben, die an der Ventilhülse 5 bzw. am Zuleitungsrohr 24 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 Stützrohr 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 Brennstoff über die Abspritzöffnung 13 abgespritzt wird.
Das Brennstoffeinspritzventil 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 und Ventilhülse 5 ist erfindungsgemäß eine Scheibe 25 aus einem Elastomerwerkstoff, vorzugsweise eine Gummischeibe 25, vorgesehen, die eine zuverlässige Abdichtung der Ventilhülse 5 darstellt, wobei ein Innenradius der Scheibe 25 kleiner ist als ein Radius der Ventilhülse 5. Dabei ist der Innenradius der Scheibe 25 so bemessen, daß die Ventilhülse 5 abgedichtet ist. Dies ist in den Zeichnungen 1 bis 4 gezeigt. Des weiteren weist der Spulenträger 3 auf einer einem Deckel 28 des Spulenraumes zugewandten Stirnfläche 30, vorzugsweise an seinem Innendurchmesser, zumindest eine Erhöhung 27 auf, die in 3 gezeigt ist. Dabei wird bei der Montage Axialkraft vom Deckel 28 über die dem Deckel 28 zugewandte Stirnseite 30 und über die Magnetspule 2/Spulenträger 3 auf die Gummischeibe 25 übertragen. Die Gummischeibe 25 kann entweder als loses Bauteil oder z.B. durch Kleben am Spulenträger 3 fixiert eingebaut sein.
In 4 ist ein Spulenträger 3 dargestellt, der an seinem abwärtigen Ende einen radial umlaufenden Kragen 12 aufweist, der umfänglich an der unteren Stirnseite des Spulenträgers 3, radial außerhalb der Gummischeibe 25 angeordnet ist und der bei einem eingespannten Zustand der Gummischeibe 25 an der Schulter des Ventilgehäuses 4 anliegt. Alternativ zu einem umlaufenden Kragen können auch mehrere Noppen radialsymmetrisch an dem unteren Ende des Spulenträgers 3 angebracht sein.
Die Erhöhung 27 kann in Form eines Teilringes 27A vorliegen, wobei die Abmessungen seines Querschnitts 27B klein gegenüber der radialen Ausdehnung der dem Deckel 28 zugewandten Stirnfläche 30 sind. Dabei ist sowohl die Höhe als auch der Querschnitt 27B der Erhöhung 27 so ausgelegt, daß die Magnetspule 2 unabhängig von der Toleranz der Einzelteile auf die Gummischeibe 25 gepreßt ist, wobei durch gezielte Verformung der Erhöhung 27 die Toleranzen ausgeglichen sind. Über den Umfang des Spulenträgers 3 können auch mehrere Erhöhungen 27 angeordnet sein.
Die Magnetspule 2 ist dabei spielfrei unter axiale Vorspannung gesetzt, wobei dafür gesorgt ist, daß der hydraulische Druck, der bei der Steckanschlußumspritzung 22 von der plastischen Masse verursacht wird, keine zusätzliche Axialbewegung der Magnetspule 2 bewirkt.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere sind beliebige Kombinationen der verschiedenen Merkmale möglich.

Claims

Brennstoffeinspritzventil (1) mit einer Magnetspule (2), die mit einem von einer Rückstellfeder (14) beaufschlagten Anker (7) zusammenwirkt, der zusammen mit einer Ventilnadel (8) ein axial bewegliches Ventilteil bildet, wobei an der Ventilnadel (8) ein Ventilschließkörper (10) vorgesehen ist, der mit einem Ventilsitzkörper (11) einen Dichtsitz bildet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Scheibe (25) aus einem Elastomerwerkstoff zwischen der Magnetspule (2) und einem Ventilgehäuse (4) befestigt ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (25) zwischen der Magnetspule (2) und dem Ventilgehäuse (4) axial durch Klemmwirkung fixiert ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innenradius der Scheibe (25) kleiner ist als ein Radius einer Ventilhülse (5).
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenradius der Scheibe (25) so bemessen ist, daß die Abdichtung der Ventilhülse (5) erfolgt.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (25) an einem Spulenträger (3) der Magnetspule (2) befestigt ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (25) an einem Spulenträger (3) der Magnetspule (2) aufgeklebt ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (25) aus einem kraftstoffbeständigen Elastomer, insbesondere aus Gummi, besteht.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spulenträger (3) an einer einem Deckel (28) zugewandten Stirnfläche (30) mindestens eine Erhöhung (27) aufweist:
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung (27) die Form mindestens eines Teilrings (27A) auf der dem Deckel (28) zugewandten Stirnfläche (30) des Spulenträgers (3) aufweist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Deckel (28) zugewandte Stirnfläche (30) des Spulenträgers (3) mindestens zwei Teilringe (27A) als Erhöhung (27) aufweist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Teilringe (27A), die sich auf der dem Deckel (28) zugewandten Stirnfläche (30) des Spulenträgers (3) befinden, Teil eines Kreises ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt (27B) der zumindest einen Erhöhung (27) dreieckförmig oder trapezförmig ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt (27B) der zumindest einen Erhöhung (27) Teil eines Kreises ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Höhe des Querschnitts (27B) der zumindest einen Erhöhung (27) kleiner als eine radiale Erstreckung der dem Deckel (28) zugewandten Stirnfläche (30) ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule (2) unter axialer Vorspannung zwischen Spulenträger (3) und Ventilgehäuse (4) fixiert ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule (2) spielfrei zwischen Spulenträger (3) und Ventilgehäuse (4) fixiert ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spulenträger (3) an einer einem Deckel (28) abgewandten Stirnfläche einen Kragen oder mehrere Noppen (12) aufweist, die die Scheibe (25) umfänglich umgeben.