DE19546441A1

DE19546441A1 - Brennstoffverteiler

Info

Publication number: DE19546441A1
Application number: DE19546441A
Authority: DE
Inventors: Udo Dipl Ing Hafner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-12-13
Filing date: 1995-12-13
Publication date: 1997-06-19
Also published as: WO1997021918A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffverteiler nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Brennstoffverteiler aus der EP-OS 0 374 422 bekannt, der mehrere Anschlußstutzen aufweist, in die Einspritzventile einer Brennkraftmaschine einsetzbar sind, die wiederum mit Brennstoff aus dem Brennstoffverteiler versorgt werden. Der Brennstoffverteiler ist aus einem Kunststoff hergestellt und weist einen fast kreisförmigen, geschlossenen Brennstoffkanal auf. Die Anschlußstutzen stehen jeweils durch eine Öffnung des Brennstoffkanals mit diesem in Verbindung. Der weitgehend formsteife Brennstoffverteiler greift in an den Einspritzventilen vorgesehene Spannklammern ein, die eine axiale Halterung der Einspritzventile erlauben sollen. Parallel zum Brennstoffkanal verläuft ein in dem Brennstoffverteiler integrierter Führungskanal, der mehrere elektrische Leitungen aufnimmt. Zur elektrischen Kontaktierung der Einspritzventile greift jeweils ein an den elektrischen Leitungen vorgesehenes Steckerelement in einen an den Einspritzventilen ausgebildeten Anschlußstecker. Der Führungskanal ist mit einer Aufnahmevorrichtung versehen, um einen Aufnahmeabschnitt eines am Einspritzventil befestigten Verbindungsteils, an dem der Anschlußstecker vorgesehen ist, zu umgreifen. Diese Konstruktion ist aufwendig und umständlich, da der Anschlußstecker nach außen gelegt extra an einem zusätzlichen Verbindungsteil montiert werden muß. Zwischen den einzelnen Einspritzventilen muß außerdem noch eine zusätzliche Schließplatte an dem Führungskanal angebracht sein, die mit einem aufwendigen Gelenkscharnier umgeklappt werden kann.

Bekannt ist des weiteren aus der DE-OS 30 10 613 eine Brennstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen, die mehrere elektromagnetisch betätigbare Brennstoffeinspritzventile und eine formsteife Brennstoffleitung umfaßt, wobei die Brennstoffleitung Aufnahmen besitzt, in die die Einspritzventile dichtend einsteckbar sind. Die Brennstoffleitung wird von einer Brennstoffverteilerleitung und einer darüberliegenden Brennstoffrückströmleitung gebildet. Die Kontaktierung der einzelnen Einspritzventile erfolgt über jeweils einen elektrischen Steckeranschluß, so daß zusätzliche Kontaktierungsleisten bzw. Steckerelemente notwendig sind. Außerdem wird die Möglichkeit vorgeschlagen, daß an der Brennstoffleitung im Bereich jeder Ventilaufnahme ein elektrischer Stecker vorgesehen ist, über den beim Einstecken des Einspritzventils in die Aufnahme gleichzeitig die elektrische Verbindung zum elektrischen Steckeranschluß des Einspritzventils herstellbar ist. Auch diese Lösung ist aufwendig und umständlich, da mehrere speziell geformte Steckerteile aus der Brennstoffleitung in Richtung der Steckeranschlüsse heraus ragen müssen.

Aus der DE-OS 43 25 980 ist bereits bekannt, zur gemeinsamen elektrischen Kontaktierung mehrerer elektrisch erregbarer Aggregate, wie z. B. Brennstoffeinspritzventile, von Brennkraftmaschinen eine in einem Kunststoffgehäuse vorgesehene flexible Leiterplatte zu verwenden. Aufgrund der Möglichkeit des unmittelbaren Verbindens der Einspritzventile mit den Leiterbahnen der Leiterplatte wird ein nur geringer Bauraum benötigt. Diese vorgeschlagene Vorrichtung ist allerdings nur als Kontaktierungsleiste ausgebildet, über die keine Brennstoffversorgung der Einspritzventile erfolgt. Die als Side-Feed- bzw. Bottom- Feed-Einspritzventile ausgebildeten Brennstoffeinspritzventile werden über einen zusätzlichen Brennstoffzuteiler mit Brennstoff versorgt. Die Kontaktierung und die Brennstoffversorgung der Einspritzventile liegen also räumlich voneinander getrennt vor.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Brennstoffverteiler mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auf einfache Art und Weise eine besonders bauraumsparende und kostengünstige Integration der Funktionen elektrische Kontaktierung und Brennstoffversorgung von Einspritzventilen erzielt ist. Der als Kunststofformteil ausgebildete Brennstoffverteiler ist besonders schlank und kompakt ausgeführt. Hierdurch wird sowohl die Montage des Brennstoffverteilers z. B. in dem Motorraum eines Fahrzeugs erleichtert als auch der benötigte Platzbedarf reduziert bzw. der vorhandene Platz an geeigneter Stelle besser ausgenutzt. Von großem Vorteil ist es, daß die im Brennstoffverteiler integrierten elektrischen Leitungen vor negativen äußeren Einflüssen und Beschädigungen sehr gut geschützt sind.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffverteilers möglich.

Für eine besonders kompakte und schlanke Bauform des Brennstoffverteilers und einen wenig Platz benötigenden Anschluß des Brennstoffverteilers ist es von Vorteil, wenn über die gesamte Längserstreckung des Brennstoffverteilers neben dem Brennstoffversorgungskanal eine Seitenkontaktierungsfront verläuft, in der alle elektrischen Leitungen zur elektrischen Kontaktierung der Brennstoffeinspritzventile untergebracht sind. Die in vorteilhafter Weise in Form von Flachbändern ausgebildeten elektrischen Leitungen sind so mit minimalem Platzbedarf angeordnet. In idealer Weise liegen diese Flachbänder übereinander, d. h. sie weisen keinen radialen Versatz zueinander auf, womit die Schlankheit des Brennstoffverteilers gewährleistet ist.

Besonders vorteilhaft ist es, Ventilaufnahmen des Brennstoffverteilers so auszubilden, daß sie vom Brennstoffversorgungskanal abgewandt mit Befestigungslaschen enden, mit denen eine axiale und Verdrehsicherung der in den Ventilaufnahmen eingebauten Brennstoffeinspritzventile ermöglicht wird. Neben den Funktionen der Brennstoffversorgung und der elektrischen Kontaktierung erfüllt der erfindungsgemäße Brennstoffverteiler auch noch eine dritte Funktion der eindeutigen und sicheren Lagefixierung der Brennstoffeinspritzventile. Besonders bei Verwendung von sogenannten Zweistrahlventilen ist eine eindeutige Einbaulage erforderlich, die so sehr einfach garantiert ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Brennstoffverteiler im Bereich eines eingebauten Einspritzventils und

Fig. 2 eine teilweise Seitenansicht des Brennstoffverteilers, durch die die Längserstreckung zum Teil deutlich wird.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Der in den Fig. 1 und 2 beispielsweise dargestellte Brennstoffverteiler für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ist mit 1 bezeichnet. Der z. B. eine langgestreckte Form aufweisende Brennstoffverteiler 1 dient zur Brennstoffversorgung von zumindest zwei, beispielsweise vier Brennstoffeinspritzventilen 3. Zur Aufnahme der Brennstoffeinspritzventile 3 besitzt der Brennstoffverteiler 1 entlang seiner Längserstreckung eine der Zahl der Brennstoffeinspritzventile 3 entsprechende Anzahl von Ventilaufnahmen 4. Diese sich z. B. im rechten Winkel zur Längserstreckung des Brennstoffverteilers 1 erstreckenden Ventilaufnahmen 4 weisen innere Ventilaufnahmeöffnungen 5 auf, die z. B. gestuft ausgeführt sind und in die die Brennstoffeinspritzventile 3 so eingesetzt werden können, daß die Ventilaufnahmen 4 die Brennstoffeinspritzventile 3 in Richtung einer Aufnahmelängsachse 7 jeder Ventilaufnahmeöffnung 5 zumindest teilweise umgeben. Die Ventilaufnahmeöffnungen 5 stehen zur Brennstoffversorgung der Brennstoffeinspritzventile 3 in direkter Verbindung mit einem entsprechend der Längserstreckung des Brennstoffverteilers 1 und damit quer zu den Ventilaufnahmeöffnungen 5 verlaufenden Brennstoffversorgungskanal 8, der beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt besitzt. Die Ventilaufnahmeöffnungen 5 stellen somit Zweigkanäle des Brennstoffversorgungskanals 8 dar. Die den Brennstoffversorgungskanal 8 umhüllende Wandung des Brennstoffverteilers 1 weist eine weitgehend konstante Wandstärke auf.

Als Brennstoffeinspritzventile 3 für den Einsatz an dem erfindungsgemäßen Brennstoffverteiler 1 sind besonders sogenannte Top-Feed-Einspritzventile geeignet, bei denen die Brennstoffversorgung über das dem Abspritzende gegenüberliegende Ende erfolgt. Auf eine detaillierte Beschreibung des beispielhaft gezeigten Brennstoffeinspritzventils 3 wird verzichtet, da ein solches Brennstoffeinspritzventil 3 z. B. weitgehend aus der DE-OS 43 25 842 bereits bekannt ist. Allerdings weist das in dem erfindungsgemäßen Brennstoffverteiler 1 einsetzbare Brennstoffeinspritzventil 3 keinen elektrischen Anschlußstecker auf, wie er aus der zuvor genannten Schrift bekannt ist. Gerade durch die erfindungsgemäße Integration der Funktionen Kontaktierung und Brennstoffversorgung der Brennstoffeinspritzventile 3 kann auf einen solchen Anschlußstecker verzichtet werden, was wiederum mit einer vorteilhaften Bauraumreduzierung verbunden ist. Andere Bauformen bereits bekannter Einspritzventile können aber ebenso an dem Brennstoffverteiler 1 zum Einsatz kommen. An dem Brennstoffeinspritzventil 3 ist ein oberer Dichtring 10 vorgesehen, mit dem eine Abdichtung zwischen dem Umfang des Brennstoffeinspritzventils 3 und der Wandung der Ventilaufnahmeöffnung 5 erreicht wird. So wird verhindert, daß der dem zulaufseitigen Ende des Brennstoffeinspritzventils 3 zuzuführende Brennstoff aus der Ventilaufnahmeöffnung 5 an unerwünschter Stelle austritt.

Da der Brennstoffverteiler 1 auch die Funktion der elektrischen Kontaktierung der Brennstoffeinspritzventile 3 erfindungsgemäß mitübernehmen soll, sind in dem z. B. als Kunststofformteil ausgebildeten Brennstoffverteiler 1 elektrische Leitungen 12, die insbesondere die Form von Flachbändern aufweisen, miteingespritzt. Die Flachbänder 12 sind somit weitgehend von Kunststoff umgeben und deshalb vor äußeren Einwirkungen geschützt. Vom Brennstoffversorgungskanal 8 ausgehend erstrecken sich die Ventilaufnahmen 4 als weitgehend rohrförmige Brennstoffverteilerabschnitte entlang der Aufnahmelängsachsen 7. Eine sichere Befestigung der Brennstoffeinspritzventile 3 in den Ventilaufnahmeöffnungen 5 des Brennstoffverteilers 1 wird z. B. dadurch erreicht, daß zwei am Umfang der Kunststoffumspritzung jedes Brennstoffeinspritzventils 3 vorgesehene sägezahnähnlich hervorstehende Nasen 14 (Rastfedern) in Öffnungen 15 bzw. Fenster von zwei sich parallel zu den Aufnahmelängsachsen 7 erstreckenden Befestigungslaschen 16 des Brennstoffverteilers 1 eingreifen. Die zwei Nasen 14 sind z. B. um 180° versetzt zueinander ausgebildet. Die Befestigungslaschen 16 können an ihrem unteren Ende Schnapphaken 17 aufweisen, die unterhalb der z. B. viereckigen Öffnungen 15 folgen und im Befestigungszustand direkt unter die an den Brennstoffeinspritzventilen 3 vorgesehenen Nasen 14 greifen.

Während die Ventilaufnahmen 4 mit ihren Ventilaufnahmeöffnungen 5 jeweils nur unmittelbar zur Aufnahme der Brennstoffeinspritzventile 3 vorgesehen sind und also nicht über die Längserstreckung des Brennstoffverteilers 1 verlaufen, erstreckt sich neben dem Brennstoffversorgungskanal 8 und der ihn umgebenden Wandung auch eine Seitenkontaktierungsfront 19 über die gesamte Länge des Brennstoffverteilers 1. Diese Seitenkontaktierungsfront 19 ist einstückig mit dem Brennstoffverteiler 1 ausgebildet und geht direkt aus den Wandungen des Brennstoffversorgungskanals 8 bzw. der Ventilaufnahmen 4 hervor bzw. in sie über. Die Seitenkontaktierungsfront 19 verbindet letztlich die einzelnen Ventilaufnahmen 4 seitlich miteinander. Genau in dieser Seitenkontaktierungsfront 19 verlaufen die bereits zuvor erwähnten als elektrische Leitungen dienenden Flachbänder 12, die vollständig von Kunststoff umgeben sind und somit auch keine leitenden Verbindungen untereinander aufweisen.

Jedes Brennstoffeinspritzventil 3 ist z. B. mit einer Masseleitung 12′ verbunden, die vom Brennstoffversorgungskanal 8 beispielsweise am entferntesten verläuft, während alle weiteren Flachbänder 12 parallel zur Aufnahmelängsachse 7 darüber angeordnet sind. Die Parallelität der Flachbänder 12 ist dabei nur so zu verstehen, daß die Flachbänder 12 in einer parallel zur Aufnahmelängsachse 7 liegenden Linie aufgereiht sind, wie es der Schnitt der Fig. 1 veranschaulicht. Die eigentliche Erstreckungsrichtung der Flachbänder 12 ist natürlich in der Seitenkontaktierungsfront 19 entlang der Längserstreckung des Brennstoffverteilers 1, wobei sich zumindest die Masseleitung 12′ auch über fast die gesamte Länge des Brennstoffverteilers 1 erstreckt.

Neben der zu allen Brennstoffeinspritzventilen 3 führenden Masseleitung 12′ erstreckt sich noch jeweils genau ein Flachband 12 bis zu jedem Brennstoffeinspritzventil 3. Zu dem letzten zu kontaktierenden Brennstoffeinspritzventil 3, das in der Fig. 2 rechts dargestellt ist, führt also das längste Flachband 12, während sich die Länge der Flachbänder 12 zu den davorliegenden Brennstoffeinspritzventilen 3 um jeweils den Abstand zweier Brennstoffeinspritzventile 3 zueinander verringert. Bei einem für vier Brennstoffeinspritzventile 3 vorgesehenen Brennstoffverteiler 1 erstrecken sich somit fünf Flachbänder 12 einschließlich der Masseleitung 12′ in der Seitenkontaktierungsfront 19. Oberhalb der einzelnen Brennstoffeinspritzventile 3 sind die Flachbänder 12 z. B. um 90° abgewinkelt, so daß sie mit ihren Enden 22 in der Ventilerstreckungsrichtung parallel zur Aufnahmelängsachse 7 verlaufen.

An den Brennstoffeinspritzventilen 3 sind z. B. zwei aus dem Ventilgehäuse bzw. aus der Kunststoffumspritzung herausstehende, abgewinkelte Kontaktelemente 20 vorgesehen, die hakenförmige Kontaktfahnen darstellen. Die aus dem Kunststoff des Brennstoffverteilers 1 heraustretenden Enden 22 der Flachbänder 12, 12′ liegen nach dem Einbau der Brennstoffeinspritzventile 3 in den Ventilaufnahmen 4 von außen betrachtet genau bündig hinter den senkrecht hochstehenden Kontaktelementen 20. Zur Herstellung einer sicheren elektrischen Kontaktierung und somit einer festen Verbindung der Enden 22 der Flachbänder 12, 12′ an den Kontaktelementen 20 bieten sich verschiedene Möglichkeiten an. Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, können in den Kontaktelementen 20 sowie in den Flachbändern 12, 12′ Bohrungen 23 ausgebildet sein, in die nicht dargestellte zusätzliche Verbindungsmittel einschiebbar bzw. einsetzbar sind. Schraub- bzw. Nietverbindungen können z. B. so erzielt werden.

Neben lösbaren Verbindungen sind auch unlösbare Verbindungen denkbar, die z. B. mittels Widerstandsschweißen oder Löten herstellbar sind. Besonders vorteilhaft erscheint das Widerstandsschweißen, das in den Verfahrensvarianten Punktschweißen oder Buckelschweißen zum Einsatz kommen kann. Bei Anwendung des Buckelschweißens sind an den Kontaktelementen 20 dann bereits entsprechende Schweißbuckel oder Erhebungen mit ähnlichen geometrischen Formen vorgesehen. Diese Erhebungen (Schweißbuckel) ermöglichen eine definierte Stromübergangsstelle und damit den notwendigen Schweißquerschnitt. Um beispielsweise eine Schweißelektrode zu den Enden 22 der Flachbänder 12, 12′ führen zu können, ist der Brennstoffverteiler 1 in diesen Bereichen so ausgeführt, daß Freiräume 25 unmittelbar hinter den Enden 22 gebildet sind. Nach dem Herstellen der festen Verbindungen werden diese z. B. mit Klebstoff oder Lack gesichert. Die kammerartigen Freiräume 25 sowie der Platz außerhalb der Kontaktelemente 20 können auch so genutzt werden, daß durch Ausgießen oder Umspritzen mit Kunststoff die Bereiche der Kontaktierung vollständig umschlossen sind.

Die den Brennstoffeinspritzventilen 3 abgewandten, nicht gezeigten Enden der Flachbänder 12, 12′ sind z. B. in einem nur symbolisch angedeuteten Stecker 26 zusammengefaßt, der wiederum über an ihm angeschlossene elektrische Leitungen mit einem elektronischen Steuergerät in Verbindung steht. Der Stecker 26 ist beispielsweise einstückig mit dem Brennstoffverteiler 1 ausgebildet. Der Brennstoffzulauf in den Brennstoffversorgungskanal 8 kann entweder von der Seite, an der der Stecker 26 vorgesehen ist, oder von der genau gegenüberliegenden Seite erfolgen.

Claims

1. Brennstoffverteiler für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen zur Brennstoffversorgung von zumindest zwei Brennstoffeinspritzventilen, mit einem Brennstoffversorgungskanal, mit einer der Zahl der Brennstoffeinspritzventile entsprechenden Anzahl von Ventilaufnahmen, die mit dem Brennstoffversorgungskanal direkt in Verbindung stehende Ventilaufnahmeöffnungen aufweisen, in die die Brennstoffeinspritzventile so einsetzbar sind, daß die Ventilaufnahmen die Brennstoffeinspritzventile zumindest teilweise umgeben, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Leitungen (12, 12′) zur elektrischen Kontaktierung der wenigstens zwei Brennstoffeinspritzventile (3) im als Kunststofformteil ausgebildeten Brennstoffverteiler (1) unmittelbar integriert sind, wobei die elektrischen Leitungen (12, 12′) über den größten Teil ihrer Erstreckung von Kunststoff umhüllt sind.

2. Brennstoffverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leitungen in Form von Flachbändern (12, 12′) im Brennstoffverteiler (1) verlaufen.

3. Brennstoffverteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Flachband verlaufende Masseleitung (12′) zur Kontaktierung aller Brennstoffeinspritzventile (3) dient und jedes Brennstoffeinspritzventil (3) zusätzlich mit jeweils einem weiteren Flachband (12) verbindbar ist.

4. Brennstoffverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leitungen (12, 12′) weitgehend entlang der Längserstreckung des Brennstoffverteilers (1), also entlang des Brennstoffversorgungskanals (8) verlaufen, und jede elektrische Leitung (12) im Bereich einer Ventilaufnahme (4) abgewinkelt ist, um Kontaktelementen (20) der Brennstoffeinspritzventile (3) zugeführt zu werden.

5. Brennstoffverteiler nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ventilaufnahme (4) eine Aufnahmelängsachse (7) hat, und die an der Ventilaufnahmeöffnung (5) vorbeilaufenden elektrischen Leitungen (12, 12′) so übereinander angeordnet sind, daß sie im Querschnitt durch den Brennstoffverteiler (1) in einer parallel zur Aufnahmelängsachse (7) verlaufenden Linie aufgereiht sind.

6. Brennstoffverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leitungen (12, 12′) in einer sich über die gesamte Länge des Brennstoffverteilers (1) erstreckenden Seitenkontaktierungsfront (19) verlaufen.

7. Brennstoffverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle elektrischen Leitungen (12, 12′) an einem Ende des Brennstoffverteilers (1) in einem Stecker (26) zusammengefaßt sind.

8. Brennstoffverteiler nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Brennstoffeinspritzventilen (3) zugewandte Enden (22) der elektrischen Leitungen (12, 12′) so ausgebildet sind, daß sie mittels Widerstandsschweißen mit Kontaktelementen (20) der Brennstoffeinspritzventile (3) verbindbar sind.

9. Brennstoffverteiler nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Brennstoffeinspritzventilen (3) zugewandte Enden (22) der elektrischen Leitungen (12, 12′) Bohrungen (23) aufweisen, mit denen lösbare Verbindungen mit Kontaktelementen (20) der Brennstoffeinspritzventile (3) herstellbar sind.

10. Brennstoffverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ventilaufnahme (4) dem Brennstoffversorgungskanal (8) abgewandt Befestigungslaschen (16) mit Öffnungen (15) aufweist, in die Nasen (14) der Brennstoffeinspritzventile (3) eingreifen können, so daß eine vollständige axiale und Verdrehsicherung der in die Ventilaufnahmen (4) einsetzbaren Brennstoffeinspritzventile (3) gewährleistet ist.