DE102017204692A1

DE102017204692A1 - Kraftstoffinjektor

Info

Publication number: DE102017204692A1
Application number: DE102017204692.9A
Authority: DE
Inventors: Ralf Maier; Ernst Hauk; Vinella Helen Rogler; Andre Fuessel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2018-09-27
Also published as: CN108626046A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor (10), mit einem in einem Injektorgehäuse (11) angeordneten strombetriebenen Aktuator (20), und mit einem Steckeranschlusskörper (25) zum zumindest mittelbaren elektrischen Kontaktieren des Aktuators (20).

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der DE 10 2011 090 009 A1 der Anmelderin bekannt. Der zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine dienende Kraftstoffinjektor weist innerhalb eines Injektorgehäuses des Kraftstoffinjektors einen elektrisch betriebenen Aktuator auf. Der Aktuator, der beispielsweise eine Magnetspule oder ein Piezoelement umfasst, dient zur zumindest mittelbaren Betätigung einer Düsennadel, die dazu dient, am Injektorgehäuse ausgebildete Einspritzöffnungen freizugeben bzw. zu verschließen. Die elektrische Kontaktierung des Aktuators erfolgt bei dem bekannten Kraftstoffinjektor im Bereich eines Steckeranschlusskörpers, der einen Teilbereich des Injektorgehäuses umgibt. Die Ausbildung des Steckeranschlusskörpers erfolgt durch bereichsweises Umspritzen des Injektorgehäuses mit Kunststoff. Im Steckeranschlusskörper sind insbesondere Steckeranschlussfahnen angeordnet, über die der Steckeranschlusskörper bzw. der Kraftstoffinjektor mit einem Kabelbaum des Kraftfahrzeugs kontaktierbar ist. Weiterhin ist der aus dem Stand der Technik bekannte Steckeranschlusskörper dadurch gekennzeichnet, dass dieser zur mechanischen Kontaktierung mit einem Gegenelement des Kabelbaums typischerweise eine spezifische Steckeranschlusskontur aufweist, die vom Fahrzeughersteller vorgegeben wird. Zum Umspritzen bzw. Ausbilden des Steckeranschlusskörpers sind darüber hinaus die Steckeranschlussfahnen als Einlegeteile konzipiert, deren Positionierung sehr genau vorgenommen werden muss, insbesondere, um beispielsweise Beschädigungen oder Vorschädigungen im Verbindungsbereich zwischen den Steckeranschlussfahnen und den üblicherweise in Form von Drähten ausgebildeten Kontaktierungen zum Aktuator zu vermeiden. Dabei ist auch zu berücksichtigen, dass die Prozessparameter beim Umspritzprozess des Injektorgehäuses nur als Kompromiss hinsichtlich der Belastung der Einlegeteile (Steckeranschlussfahnen) und der Anforderung an den Kunststoff-Spritzprozess anzusehen sind. Zuletzt ist anzumerken, dass typischerweise für jeden Motor bzw. Kraftfahrzeughersteller Kraftstoffinjektoren mit einem individuell ausgebildeten Steckeranschlusskörper benötigt werden. Dadurch ist für jeden Kraftstoffinjektor ein individuelles, aufgrund des Steckeranschlusskörpers relativ hohe Kosten verursachendes Spritzgusswerkzeug erforderlich.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass er bei optimierter Fertigung von Injektorgehäuse und Steckeranschlusskörper gleichzeitig eine optimale Anpassung an den jeweils kraftfahrzeug- bzw. motorspezifischen Einbau sowie eine einfache kundenspezifische Anpassung ermöglicht.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Steckeranschlusskörper und das Injektorgehäuse als separate, voneinander getrennt angeordnete und mittels eines Kabels bzw. einer Leitung miteinander verbundene Bauteile ausgebildet sind.
Eine derartige separate Fertigung von Injektorgehäuse und Steckeranschlusskörper ermöglicht es, zur Herstellung des Steckeranschlusskörpers ein eine relativ geringe Komplexität aufweisendes Spritzgusswerkzeug zu verwenden. Weiterhin ist es durch die getrennte Anordnung des Steckeranschlusskörpers und dessen Verbindung über das Kabel mit dem Injektorgehäuse möglich, den Steckeranschlusskörper von dem Einbauort des Injektorgehäuses im Motorblock beabstandet anzuordnen, so dass insbesondere thermisch kritische Einbauverhältnisse von Kraftstoffinjektoren besonders gut realisiert werden können. Darüber hinaus ist es möglich, in Art eines Baukastensystems ein und dasselbe Injektorgehäuse mit unterschiedlichen, kundenspezifischen Steckeranschlusskörpern zu versehen.
Dadurch, dass das Spritzgusswerkzeug lediglich die Form des auszubildenden Steckeranschlusskörpers berücksichtigen muss und nicht jedoch, im Gegensatz zum Stand der Technik, das Injektorgehäuse, ergibt sich die Möglichkeit eines aus spritzgusstechnischer Sicht optimierten Spritzgusswerkzeuges mit den entsprechenden Vorteilen hinsichtlich der Qualität sowie der einfachen Anordnung von Einlegeteilen (Steckeranschlussfahnen) oder ähnlichem.
Darüber hinaus lassen Sie beispielsweise Spritzgussparameter realisieren, die bei einem Anspritzen an ein Injektorgehäuse mit der damit ggf. vorhandenen thermischen Beanspruchung von im Injektorgehäuse angeordneten Bauteilen nicht möglich wären. Auch das Injektorgehäuse selbst kann mit größerer Gestaltungsfreiheit realisiert werden. Durch die Abkopplung des Steckeranschlusskörpers von dem Injektorgehäuse wird darüber hinaus die Schwing- und Schüttelbelastung der Steckerschnittstelle zu einem Gegenstecker am Kabelbau des Kraftfahrzeugs verringert.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Um bezüglich der Kabel- bzw. Leitungsführung möglichst wenig Bauraum im Bereich des Einbauraums des Injektorgehäuses im Motorblock zu benötigen, ist es von Vorteil, wenn das Kabel auf der wenigstens einen Einspritzöffnung des Injektorgehäuses abgewandten Seite mit dem Injektorgehäuse verbunden ist. Weiterhin wird dadurch die thermische Beanspruchung des Kabels durch eine brennraumferne Anordnung der Leitung verbessert.
Eine hinsichtlich des benötigten Einbauraums optimierte Lösung sieht vor, dass das Kabel die Außenkontur des Injektorgehäuses in einer senkrecht zu einer Längsachse des Injektorgehäuses verlaufenden Ebene im Bereich der Verbindung des Kabels mit dem Injektorgehäuse nicht überragt. Dadurch wird im Motorblock keine vergrößerte Aufnahmeöffnung für die Anordnung des Kabels benötigt. Vielmehr orientiert sich der benötigte Einbauraum für den Kraftstoffinjektor ausschließlich an der Geometrie bzw. dem Querschnitt des Injektorgehäuses.
Eine hinsichtlich der Knickbelastung und Kabelführung optimierte Anordnung sieht vor, dass das Kabel im Bereich der Verbindung mit dem Injektorgehäuse parallel zur Längsachse des Injektorgehäuses angeordnet ist.
Zur definierten Anordnung des Steckeranschlusskörpers bzw. dessen Befestigung kann es vorgesehen sein, dass der Steckeranschlusskörper wenigstens eine Befestigungsfläche oder ein Befestigungselement zum Befestigen des Steckeranschlusskörpers an einem Trägerelement aufweist. Bei dem Trägerelement kann es sich beispielsweise um ein mit dem Motorblock nicht verbundenes Element handeln, um Schüttel- oder Schwingbelastungen möglichst von dem Steckeranschlusskörper fernzuhalten.
Bevorzugt ist der Einsatz eines flexiblen, wärmebeständigen Kabels zur Verbindung des Steckeranschlusskörpers mit dem Injektorgehäuse. Dabei kann die Länge des Kabels dem jeweiligen Einbauort des Kraftstoffinjektors bzw. des Injektorgehäuses am Motorblock individuell angepasst sein.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
Diese zeigt in der einzigen Figur eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines aus einem Steckeranschlusskörper und einem Injektorgehäuse bestehenden Kraftstoffinjektors.
Der in der Figur dargestellte Kraftstoffinjektor 10 dient zum Einspritzen von Kraftstoff in den nicht gezeigten Brennraum einer Brennkraftmaschine. Insbesondere, jedoch nicht einschränkend, handelt es sich bei der Brennkraftmaschine um eine selbstzündende Brennkraftmaschine.
Ergänzend wird erwähnt, dass der Kraftstoffinjektor 10 auch dazu ausgebildet sein kann, gasförmigen Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine einzublasen. Die Erfindung bzw. der Kraftstoffinjektor 10 soll damit nicht auf die Verwendung von flüssigem Kraftstoff beschränkt sein.
Der Kraftstoffinjektor 10 weist ein Injektorgehäuse 11 mit einer Längsachse 12 auf. In einer Ausnehmung 13 des Injektorgehäuses 11 ist, in an sich bekannter Art und Weise, eine Düsennadel 15 hubbeweglich angeordnet. Bei einem Anheben aus der in der Figur dargestellten Schließstellung der Düsennadel 15 wird wenigstens eine Einspritzöffnung 16 am Injektorgehäuse 11 zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine freigegeben. Die Zufuhr von Kraftstoff in den Kraftstoffinjektor 10 bzw. das Injektorgehäuse 11 erfolgt beispielhaft auf der der wenigstens einen Einspritzöffnung 16 abgewandten Seite im Bereich eines Kraftstoffanschlussstutzens 18.
Innerhalb des Injektorgehäuses 11 weist der Kraftstoffinjektor 10 einen lediglich symbolisch dargestellten Aktuator 20 in Form einer Magnetspule oder eines Piezoelements auf, der in Wirkverbindung mit einem ebenfalls lediglich vereinfacht dargestellten Ventilglied 21 angeordnet ist. Das Ventilglied 21 ist Bestandteil eines Steuerventils und dient zur zumindest mittelbaren Beeinflussung der Bewegung der Düsennadel 15. Zur Betätigung des Aktuators 20 ist es erforderlich, diesen mit einer Versorgungsspannung zu verbinden, üblicherweise mit der Bord- bzw. Batteriespannung des Fahrzeugs. Hierzu findet ein Steckeranschlusskörper 25 Verwendung, der als Spritzgussteil ausgebildet ist und aus Kunststoff besteht.
Der in etwa blockförmige Steckeranschlusskörper 25 weist eine Anschlussseite 26 auf, in deren Bereich der Steckeranschlusskörper 25 mit einem nicht dargestellten Gegenstecker eines Kabelbaums des Kraftfahrzeugs verbindbar ist. Im Inneren des Steckeranschlusskörpers 25 sind Steckeranschlussfahnen 28 als Einlegeteile angeordnet, die bereichsweise vom Kunststoffmaterial des Steckeranschlusskörpers 25 umgeben sind. Die Steckeranschlussfahnen 28 sind über eine elektrische Leitung 29 mit einem flexiblen Kabel 30 zur Stromführung verbunden, das den Steckeranschlusskörper 25 mit dem Injektorgehäuse 11 und den Aktuator 20 verbindet. Hierzu ist das Kabel 30 im Bereich einer in Bezug zur Längsachse 12 senkrechten Querschnittsfläche 32 des Injektorgehäuses 11 mit dem Injektorgehäuse 11 verbunden. Insbesondere ist anhand der Figur erkennbar, dass im Bereich der Verbindungsstelle 33 zwischen dem Kabel 30 und dem Injektorgehäuse 11 das Kabel 30 den Querschnitt des Injektorgehäuses 11 in einer senkrecht zur Längsachse 12 verlaufenden Ebene nicht überragt, sondern innerhalb der Kontur des Injektorgehäuses 11 angeordnet ist.
Der Steckeranschlusskörper 25 weist beispielsweise eine ebene Auflagefläche 35 auf, über die der Steckeranschlusskörper 25 mit einem nicht dargestellten Trägerelement verbunden werden kann, indem der Steckeranschlusskörper 25 beispielsweise an dem entsprechenden Trägerelement plan aufliegt. Hierzu können darüber hinaus im Einzelnen nicht dargestellte weitere Befestigungselemente zur kraft- und/oder klemmschlüssigen Verbindung des Steckeranschlusskörpers 25 mit dem Trägerelement dienen.
Der soweit beschriebene Kraftstoffinjektor 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102011090009 A1 [0002]

Claims

Kraftstoffinjektor (10), mit einem in einem Injektorgehäuse (11) angeordneten strombetriebenen Aktuator (20), und mit einem Steckeranschlusskörper (25) zum zumindest mittelbaren elektrischen Kontaktieren des Aktuators (20), dadurch gekennzeichnet, dass der Steckeranschlusskörper (25) und das Injektorgehäuse (11) als separate, voneinander getrennt angeordnete und mittels eines Kabels (30) miteinander verbundene Bauteile ausgebildet sind.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (30) auf der wenigstens einer Einspritzöffnung (16) des Injektorgehäuses (11) abgewandten Seite mit dem Injektorgehäuse (11) verbunden ist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (30) die Außenkontur des Injektorgehäuses (11) in einer senkrecht zu einer Längsachse (12) des Injektorgehäuses (11) verlaufenden Ebene im Bereich einer Verbindungstelle (33) am Injektorgehäuse (11) nicht überragt.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (30) im Bereich der Verbindungsstelle (33) mit dem Injektorgehäuse (11) parallel zur Längsachse (12) des Injektorgehäuses (11) angeordnet ist.
Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckeranschlusskörper (25) als Spritzgußteil ausgebildet ist, wobei das Material des Steckeranschlusskörpers (25) Steckeranschlussfahnen (28) und das Kabel (30) oder eine Leitung (29) durch Umspritzen bereichsweise umgibt.
Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckeranschlusskörper (25) wenigstens eine Befestigungsfläche (35) oder ein Befestigungselement zum Befestigten des Steckeranschlusskörpers (25) an einem Trägerelement aufweist.
Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (30) als flexibles Kabel (30) ausgebildet ist.