DE102008040843A1

DE102008040843A1 - Ventil

Info

Publication number: DE102008040843A1
Application number: DE102008040843A
Authority: DE
Inventors: Hubert Stier; Bernd Rieg; Johann Bayer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-07-29
Filing date: 2008-07-29
Publication date: 2010-02-04
Anticipated expiration: 2028-07-30
Also published as: DE102008040843B4

Abstract

Es wird ein Ventil, insbesondere Einspritz- oder Dosierventil für Kraftstoffeinspritz- oder Abgasanlagen von Brennkraftmaschinen angegeben, das ein mehrteiliges Ventilgehäuse (11) mit einem ersten Gehäuseteil (12) und einem rohrförmigen, dünnwandigen zweiten Gehäuseteil (13) aufweist, das mit großer Länge über eine Stirnseite des ersten Gehäuseteils (12) hinausragt. Zum Zwecke der Geräuschunterdrückung im taktenden Betrieb des Ventils ist am ersten Gehäuseteil (12) und im Abstand vom ersten Gehäuseteil (12) am zweiten Gehäuseteil (13) ein in sich steifer Bügel (26) aus einem Material mit einem hohen Elastizitätsmodul befestigt (Fig. 2).

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Ventil, insbesondere Einspritz- oder Dosierventil für Kraftstoffeinspritz- oder Abgasanlagen in Brennkraftmaschinen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein bekanntes Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen ( DE 44 21 881 A1 ) weist einen langgestreckten Kraftstoffeinlassstutzen, ein zylindrisches Zwischenteil und einen rohrförmigen Ventilsitzträger auf, die alle als Drehteile hergestellt sind und fest miteinander zu einem mehrteiligen Gehäuse verbunden sind. Der Kraftstoffeinlassstutzen dient zugleich als Magnetkern eines elektromagnetischen Aktors zur Betätigung einer im Ventilsitzträger axial verschieblich geführten Ventilnadel, die an ihrem einen Ende einen Ventilschließkörper trägt und an ihrem anderen Ende mit einem Anker des elektromagnetischen Aktors fest verbunden ist. Auf den Kraftstoffeinlassstutzen ist eine Magnetspule aufgesetzt, sodass sich bei Bestromung der Magnetspule ein Magnetkreis ausbildet, der sich über den Magnetkern, den Anker, das Zwischenteil, den Ventilsitzträger und ein bügelartiges Joch schließt, das über die Magnetspule hinweggeführt und am Kraftstoffstutzen und am Ventilsitzträger festgeschweißt ist. Die Bestromung der Magnetspule erfolgt über einen Anschlussstecker, der seitlich des Kraftstoffeinlassstutzens angeordnet und zusammen mit dem Kraftstoffeinlassstutzen, dem Joch, der Magnetspule und teilweise dem Ventilsitzträger in eine Kunststoffumspritzung eingebettet ist.
Ein bekanntes Kraftstoffeinspritzventil ( DE 199 32 763 A1 ) weist einen Gehäusetopf und einen aus dem Gehäusetopf stirnseitig herausragenden Ventilsitzträger auf, der mit dem Gehäusetopf zu einem zweiteiligen Ventilgehäuse durch Schweißen verbunden ist. Der Ventilsitzträger ist ein dünnwandiges, hülsenartiges Tiefziehteil, das mit Ausformungen in Form von Längssicken versehen ist, um seine Steifigkeit zu erhöhen und ein Verbiegen oder Abknicken zu verhindern. Im Ventilsitzträger ist eine Ventilnadel axial verschieblich aufgenommen, deren als Ventilschließkörper ausgebildetes, freies Ende mit einem Ventilsitz zum Öffnen und Schließen des Ventils zusammenwirkt. Der Ventilsitz ist an einem Ventilsitzkörper ausgebildet, der in den Ventilsitzträger eingesetzt und mit diesen verschweißt ist. Auf das vom Ventilschließkörper abgewandte Ende der Ventilnadel ist ein Magnetanker eines im Gehäusetopf aufgenommenen elektromagnetischen Aktors aufgesetzt, wobei Ventilnadel und Magnetanker miteinander verschweißt sind.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Ventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch den sich über das dünnwandige zweite Gehäuseteil spannenden, am ersten und zweiten Gehäuseteil befestigten Bügel die axiale und radiale Biegesteifigkeit des dünnwandigen zweiten Gehäuseteils erhöht und dadurch eine Frequenzverschiebung der im zweiten Gehäuseteil sich ausbreitenden Biegewellen nach oben in den für das menschliche Ohr unhörbaren Bereich bewirkt wird. Die Geräusche des Ventils beim Takten sind damit am Fahrzeug nicht mehr wahrnehmbar.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Ventils möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das eine Bügelende stumpf an der Stirnseite des ersten Gehäuseteils angesetzt und das andere Bügelende gekröpft und auf die Rohrwand des zweiten Gehäuseteils aufgelegt. Durch diese konstruktive Maßnahme wird die Außenabmessung des Ventils nicht durch den Bügel über den Außendurchmesser des ersten Gehäuseteils hinaus vergrößert und eine Bauvolumenvergrößerung des Ventils durch den Bügel vermieden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Bügel aus Metall, vorzugsweise aus Stahl, der einen großen Elastizitätsmodul aufweist, hergestellt. Die Verbindung zwischen den Gehäuseteilen und dem Bügel erfolgt durch einzelne Schweißpunkte oder -nähte. Alternative Fügeprozesse, wie z. B. das Aufpressen des Bügels, können ebenfalls eingesetzt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Bügel schalenförmig ausgebildet und umschließt das zweite Gehäuseteil über einen nicht vollen Umfangswinkel, der vorzugsweise in der Größenordnung von 180 Grad liegt. Durch die schalenförmige Umschließung des dünnwandigen zweiten Gehäuseteils wird der Effekt der Geräuschunterdrückung durch Erhöhen der Biegesteifigkeit des zweiten Gehäuseteils deutlich verbessert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das zweite Gehäuseteil von einem Kraftstoffeinlassstutzen eines Kraftstoffeinspritzventils für Brennkraftmaschinen gebildet und im ersten Gehäuseteil ein elektrischer Aktor angeordnet, der mit einem seitlich des Anschlussstutzen platzierten Anschlussstecker elektrisch leitend verbunden ist. Um die Relativschwingungen zwischen dem Ventilgehäuse und dem Anschlussstecker zu reduzieren ist der Bügel mit zu dem Anschlussstecker hin sich erstreckenden Flossen versehen, die einstückig mit dem Bügel ausgebildet sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der im ersten Gehäuseteil festgelegte, das zweite Gehäuseteil bildende Kraftstoffeinlassstutzen, der Anschlussstecker, der Bügel und teilweise das erste Gehäuseteil in einer Kunststoffumspritzung eingebettet. Um die Umspritzbarkeit des Bügels zu verbessern ist der Bügel mit Löchern versehen, in die das Kunststoffmaterial eindringt und so sich die Kunststoffumspritzung im Bügel verankert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt eines Einspritzventils für eine Kraftstoffeinspritzanlage in Brennkraftmaschinen,
2 eine perspektivische Darstellung des Einspritzventils in 1 bei fehlender Kunststoffumspritzung.
Als Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Ventil ist in 1 und 2 ein Einspritzventil für flüssigen oder gasförmigen Kraftstoff, wie Benzin, Diesel oder Autogas, dargestellt. In gleicher Weise kann das Ventil auch als Dosierventil in Abgasanlagen von Brennkraftmaschinen, z. B. zum Einspritzen von Harnstoffllösungen, eingesetzt werden. Das Ventil weist ein mehrteiliges Ventilgehäuse 11 auf, das ein außenliegendes, topfförmiges erstes Gehäuseteil 12 und mindestens ein innenliegendes, rohrförmiges, dünnwandiges zweites Gehäuseteil 13 umfasst, das mit großer Länge über eine Stirnseite des ersten Gehäuseteils 12 hinausragt. Im Ausführungsbeispiel ist noch ein hülsenförmiges drittes Gehäuseteil 14 vorhanden, das von der anderen Stirnseite des ersten Gehäuseteils 12 in dieses eingesetzt und mit diesem fest verbunden ist. Das zweite Gehäuseteil 13 ist endseitig axial in das dritte Gehäuseteil 14 eingeschoben und mit diesem fest verbunden. Alle Gehäuseteile 12, 13, 14 sind tiefgezogen. Das zweite Gehäuseteil 11 bildet einen Kraftstoffeinlassstutzen und das dritte Gehäuseteil 14 einen Ventilsitzträger, in dessen aus dem ersten Gehäuseteil 12 vorstehenden Ende ein Ventilsitzkörper 15 eingesetzt ist. Der Ventilsitzkörper 15 weist in bekannter Weise eine Ventilöffnung 16 und einen die Ventilöffnung 16 umgebenden Ventilsitz 17 auf, der mit einem Ventilschließkörper 18 einer im dritten Gehäuseteil 14 verschieblich geführten Ventilnadel 19 zum Öffnen und Schließen des Ventils zusammenwirkt. Die Ventilnadel 19 wird einerseits mit ihrem Ventilschließkörper 18 durch eine Ventilschließfeder 20 auf den Ventilsitz 17 aufgepresst und andererseits mittels eines elektromagnetischen Aktors 21 gegen die Rückstellkraft der Ventilschließfeder 20 vom Ventilsitz 17 angehoben. Der elektromagnetische Aktor 21 weist in bekannter Weise eine auf das dritte Gehäuseteil 14 aufgesetzte Magnetspule 22, einen in das zweite Gehäuseteil 13 eingesetzten hohlzylindrischen Magnetkern 23 und einen mit der Ventilnadel 19 fest verbundenen Magnetanker 24 auf. Die Bestromung der Magnetspule 22 erfolgt über einen Anschlussstecker 25. Die Magnetspule 22 ist außen von dem ersten Gehäuseteil 12 umschlossen.
Zur Unterdrückung der beim Takten des Ventils zu hörenden Eigenmoden im Bereich zwischen 2 kHz und 15 kHz wird mittels eines Bügels 26 die Biegesteifigkeit des dünnwandigen ersten Gehäuseteils 13 so erhöht, dass sich eine Frequenzverschiebung der angesprochenen Eigenmoden des Ventils in einem für das menschliche Ohr unhörbaren, höheren Frequenzbereich ergibt. Der Bügel 26 ist aus einem Material mit einem großen Elastizitätsmodul, vorzugsweise aus Stahl, gefertigt und durch Stanzen oder Prägen hergestellt. Der Bügel 26 ist mit einem Bügelende 261 stumpf an die ringförmige Stirnseite des ersten Gehäuseteils 12 angesetzt, während das andere Bügelende 262 gekröpft ist und auf der Rohrwand des zweiten Gehäuseteils 13 aufliegt. Die Befestigung des Bügels 26 an dem ersten Gehäuseteil 12 und dem zweiten Gehäuseteil 13 erfolgt stoffschlüssig, vorzugsweise durch Schweißen, wobei einzelne Schweißpunkte oder Schweißnähte erzeugt werden. Ein Aufpressen des Bügels 26 ist ebenfalls möglich. Wie aus 2 hervorgeht, ist der Bügel 26 schalenförmig ausgebildet und umgibt das zweite Gehäuseteil 13 mit Radialabstand über einen Umfangswinkel von weniger als 360°, der im Ausführungsbeispiel etwa bei 180° liegt. Das abgekröpfte Bügelende 262 liegt dabei ebenfalls schalenförmig im großen Abstand von dem ersten Gehäuseteil 12 unmittelbar am Rohrmantel des zweiten Gehäuseteils 13 an und ist mit diesem stoffschlüssig verbunden. In Höhe des Anschlusssteckers 25 ist der Bügel 26 mit zwei Flossen 27 versehen, die von den unteren Längskanten des Bügels 26 einstückig abstehen und sich hin zum Anschlussstecker 25 erstrecken. Die Flossen 27 reduzieren die Relativschwingungen zwischen dem Ventilgehäuse 11 und dem Anschlussstecker 25 und führen so unabhängig von der versteiften Ventilachse zur Geräuschreduzierung.
Wie in der Schnittdarstellung der 1 zu sehen ist, wird das fertigmontierte Ventil mit einer Kunststoffumspritzung 28 versehen. In die Kunststoffumspritzung 28 ist dabei der Anschlussstecker 25, das zweite Gehäuseteil 13, der Bügel 26 mit Flossen 27 vollständig und das erste Gehäuseteil 12 teilweise eingebettet. Zur besseren Haftung der Kunststoffumspritzung 28 auf dem schalenförmigen Bügel 26 ist letzterer mit Löchern 29 versehen, in die beim Umspritzen Kunststoffmaterial eindringt und so die Kunststoffumspritzung 28 am Bügel 26 verankert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4421881 A1 [0002]
- DE 19932763 A1 [0003]

Claims

Ventil, insbesondere Einspritz- oder Dosierventil für Kraftstoffeinspritz- oder Abgasanlagen in Brennkraftmaschinen, mit einem mehrteiligen Ventilgehäuse (11), das ein erstes Gehäuseteil (12) und ein rohrförmiges, dünnwandiges zweites Gehäuseteil (13) aufweist, das mit großer Länge über eine Stirnseite des ersten Gehäuseteils (12) hinausragt, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Gehäuseteil (12) und im Abstand vom ersten Gehäuseteil (12) am zweiten Gehäuseteil (13) ein in sich steifer Bügel (26) befestigt ist.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das zweite Gehäuseteil (13) tiefgezogen ist.
Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Bügelende (261) stumpf an der Stirnseite des ersten Gehäuseteils (12) anliegt und das andere Bügelende (262) des Bügels (26) gekröpft ist und auf der Rohrwand des zweiten Gehäuseteils (13) im Abstand vom ersten Gehäuseteil (12) aufliegt.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung des Bügels (26) an den beiden Gehäuseteilen (12, 13) stoffschlüssig, vorzugsweise durch Schweißen, vorgenommen ist.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (26) aus einem Material mit großem Elastizitätsmodul, vorzugsweise aus Stahl, besteht.
Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (26) durch Stanzen oder Prägen hergestellt ist.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (26) schalenförmig ausgebildet ist und das zweite Gehäuseteil (13) über einen Umfangswinkel von weniger als 360°, vorzugsweise in der Größenordnung von 180°, umschließt.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (13) von einem Kraftstoffeinlassstutzen eines Kraftstoffeinspritzventils für Brennkraftmaschinen gebildet ist.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Gehäuseteil (12) ein elektromagnetischer Aktor (21) angeordnet ist, der mit einem seitlich am zweiten Gehäuseteil (13) platzierten Anschlussstecker (25) elektrisch leitend verbunden ist, und dass der Bügel (26) mit zu dem Anschlussstecker (25) sich erstreckenden Flossen (27) versehen ist, die einstückig mit dem Bügel (26) ausgebildet sind.
Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (26) mit Flossen (27), der Anschlusstecker (25) und das zweite Gehäuseteil (13) vollständig und das erste Gehäuseteil (12) teilweise in eine Kunststoffumspritzung (28) eingebettet sind.
Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Bügel (26) Löcher (29) für das Eindringen von Material der Kunststoffumspritzung (28) vorgesehen sind.
Ventil nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffeinlassstutzen in ein einen Ventilsitzträger bildendes, hülsenförmiges drittes Gehäuseteil (14) eingesteckt und an diesem stoff- oder formschlüssig befestigt ist und dass das dritte Gehäuseteil (14) auf der vom Kraftstoffeinlassstutzen abgekehrten Stirnseite des ersten Gehäuseteils (12) aus dem ersten Gehäuseteil (12) herausragt und am ersten Gehäuseteil (12) stoff- oder formschlüssig festgelegt ist.