DE19717459C2 - Vorrichtung zum dosierten Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dosierten Einspritzen von Kraftstoff in einem Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Insbesondere bei Dieselmotoren, die mit einer sogenannten Direkteinspritzung arbeiten, ist eine möglichst genau regelbare und zugleich variable Dosierung des in den Brennraum einzuspritzenden Kraftstoff zur gezielten Beeinflussung des zeitlichen Verbrennungsverlaufs im Brennraum von Vorteil. So kann bspw. durch eine kurze Voreinspritzung eine weichere Verbrennung erzielt werden, wobei das typische Geräusch der Dieselmotoren entfällt. Durch die entsprechende Dosierung der Kraftstoffeinspritzung läßt sich beispielsweise ein Motor mit niedrigem Kraftstoffverbrauch bei höchst vorteilhaftem Drehmomentverlauf realisieren.

Die Kraftstoffdosierung muß hierbei bei einem sehr hohen Einspritzdruck gewährleistet werden. Drücke von 1300 bis 1500 bar werden hierzu bereits angewandt. Eine Verfahren, eine derartige regelbare Einspritzung zu verwirklichen, besteht im sogenannten Common Rail-Verfahren. Hierbei wird durch eine Niederdruckpumpe der Kraftstoff bei einem Druck von ungefähr 2 bar zu einer Hochdruckpumpe gefördert. Die Hochdruckpumpe erzeugt den oben erwähnten hohen Druck, bspw. zwischen 1300 und 1500 bar in einem Verbindungsrohr, mit den Injektoren für alle mit Kraftstoff zu versorgenden Zylinder in Verbindung stehen. Die eigentliche Kraftstoffinjektion wird über die genannten Injektoren, d. h. in der Regel über elektromagnetisch betätigbare und ansteuerbare Ventile bewerkstelligt.

Bei derartigen Injektoren muß nicht nur die Ventilanordnung, sondern auch der Elektromagnet eine hohe Dichtigkeit aufweisen. Dies gilt auch für die nach außen durch­ zuführenden Anschlüsse des Elektromagneten. Hierzu wird bislang eine Anordnung aus verschiedenen Drehteilen, die unter Verwendung einer Vielzahl von Dichtringen ineinander gefügt werden, verwendet. Hierdurch ergibt sich ein großer Fertigungsaufwand durch die Vielzahl der Teile bei der Montage. Auch das Drehen der einzelnen Teile ist sehr aufwendig.

Aus der DE 44 28 869 A1 ist ein Magnetventil zum dosierten Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor bekannt, bei dem ein Elektromagnet von einem Formteil, welches aus Kunstharz hergestellt ist, umhüllt ist. Das Formteil ist mittels einer Haltebuchse mit einem Gehäuse verbunden. Der Elektromagnet weist ferner Anschlußkontakte auf, die durch die Haltebuchse geführt sind, wobei die Haltebuchse im Gehäuse verschraubt ist. Eine Umspritzung, die den Elektromagneten und die elektrischen Anschlußmittel umgibt, ist nicht vorhanden.

Aus der DE 38 00 203 A1 ist ferner ein Einspritzventil bekannt, bei dem in einem ersten Gehäuse elektrische Anschlußmittel und in einem zweiten Gehäuse eine Betätigungsvorrichtung für das Ventil angeordnet sind. Es ist weder eine Hülse zur Aufnahme der Betätigungsvorrichtung noch eine Umspritzung für die Betätigungsvorrichtung vorgesehen.

Die Erfindung hat demgegenüber die Aufgabe, eine Vorrichtung vorzuschlagen, bei der der Fertigungsaufwand deutlich reduziert ist.

Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen möglich.

Dementsprechend zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch aus, daß eine als Ziehteil ausgebildete Hülse ein Gehäuse für den Elektromagneten bildet, wobei die Hülse zumindest im Bereich der herausgeführten Anschlußkontakte vom Gehäuse umspritzt ist. Die Hülse ersetzt die bisher vorhandenen Drehteile. Da die Hülse als Ziehteil ausgebildet ist, ist sie erheblich kostengünstiger zu fertigen als die genannten Drehteile.

Funktionsbedingt muß diese Hülse einige Öffnungen aufweisen. Einerseits muß ventilseitig ein Anschluß ermöglicht werden, um mittels des Elektromagneten das Ventil zu betätigen. Andererseits muß eine Anschlußmöglichkeit für die Stromversorgung des Elektromagneten vorgesehen werden. Zudem empfiehlt es sich, wie bei den bekannten Systemen, eine Rückström- oder Leckölleitung zur Abfuhr von in dem Bereich des Elektromagneten eindringenden Lecköls vorzusehen.

Eine zuverlässige und kostengünstige Dichtungsmöglichkeit für wenigstens eine der an der Hülse vorhandenen Öffnungen ist dadurch gegeben, daß wenigstens eine Dichtung in eine entsprechende Aufnahme an der Hülse eingegossen wird. Eine derartige Dichtung kann bspw. Aus einem Elastomer bestehen, der an Ort und stelle an der Hülse vulkanisiert wird.

Durch das Ausgießen der Dichtung ergibt sich eine maximale Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Dichtfläche. Hierdurch wird die Abdichtung insgesamt verbessert.

Durch das Anbringen einer entsprechenden Aufnahme in der Hülse wird die Haftung der so gebildeten Dichtung zusätzlich erhöht.

Vorteilhafterweise wird diese Art der Abdichtung wenigstens für die Anschlußkontakte des Elektromagneten verwendet. Gerade in diesem Bereich waren bisher sehr kleine und somit schwer handhabbare O-Ringe verwendet worden. Somit bietet die gegossene Dichtung wie vorab beschrieben gerade an dieser Stelle besondere Vorteile.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Anschlußkontakt dahingehend weitergebildet, daß ein Kontaktstift mit dem Spulendraht verbunden wird. Ein Kontaktstift bspw. Mit rundem oder quadratischem Querschnitt ist leichter abzudichten, als andere geometrische Formen. Der Durchmesser derartiger Kontaktstifte wird bevorzugt zwischen 1 und 3 mm oder größer gewählt, da kleinere Durchmesser sehr schwer zu handhaben sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Anschluß nach außen hin dadurch vervollständigt, daß eine Kontakthülse auf den Kontaktstift aufgesteckt wird. Eine derartige Kontakthülse, die vorzugsweise eine stiftförmige Verlängerung nach außen aufweist, stellt eine einfache aber wirkungsvolle Durchführung von dem Kontaktstift im Inneren des abgedichteten Raums der Hülse nach draußen hin dar.

Vorzugsweise wird der Anschluß des Elektromagneten so ausgestaltet, daß der genannte Kontaktstift vom Spulendraht umwickelt wird und anschließend die Kontakthülse auf den mit Spulendraht umwickelten Kontaktstift aufgesteckt wird. Eine zuverlässiger Kontakt ergibt sich herbei, wenn die gesamte Anordnung, insbesondere jedoch der Draht mit dem Kontaktstift verschweißt wird.

Vorzugsweise wird wenigstens die Kontakthülse an ihrer Außenseite von einer erfindungsgemäßen Dichtung umschlossen. Der außerhalb der Hochdruckzone befindliche Teil der Kontakthülse kann mit weiteren Anschlußteilen, bspw. einem Anschlußbolzen oder aber auch einem Flachstecker verbunden werden. Die Kontakthülse kann in diesem Bereich entweder als Stift ausgebildet werden oder eine weitere Ausnehmung zur Aufnahme eines weiteren Kontaktstiftes aufweisen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird zentral in der Hülse eine Öffnung für die Lecköl- bzw. Rücklaufleitung vorgesehen. In diese Öffnung wird bevorzugt ein sogenannter Rücklaufstecker eingesteckt, der mit einer Dichtfläche an einer Dichtung anliegt. Dies Dichtung wird vorteilhafterweise wie oben beschrieben, durch Ausgießen einer entsprechenden Aufnahme in der Hülse gefertigt. Der Rücklaufstecker wird bevorzugt aus Kunststoff gespritzt und mit einer Rastung versehen, so daß er beim Einstecken in die entsprechende Rücklauföffnung verrastet.

Sofern eine andere Art des Ölrücklaufs, bspw. interner Art, vorgesehen wird, kann anstelle des Rücklaufsteckers auch ein Verschlußstopfen unter Verwendung der baugleichen Hülse eingesetzt werden. Auch dieser Verschlußstopfen wird vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt und mit einer Verrastung versehen.

Die gesamte Vorrichtung wird im Bereich des Rücklaufsteckers, bzw. Verschlußstopfens sowie im Bereich eines eventuell einsetzenden Flachsteckers für den elektrischen Anschluß des Elektromagneten mit Kunststoff umspritzt. Hierdurch läßt sich auf einfache Weise bei niedriger Bauhöhe zugleich eine Rastmöglichkeit für wenigstens eines der genannten Bauteile anbringen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung muß ventilseitig abgedichtet werden. Hierfür wird vorzugsweise eine entsprechende Dichtungsaufnahme ventilseitig an der erfindungsgemäßen Hülse eingeformt. Auch diese Dichtung kann bspw. erfindungsgemäß vergossen werden. Es ist jedoch ohne Weiteres auch möglich, an dieser Stelle in üblicher Weise einen sogenannten O-Ring oder Formring zu verwenden, der in die jeweilige Aufnahme der Hülse eingelegt wird. Der ventilseitige Verschluß wird vorteilhafterweise durch Verspannen mit Hilfe einer sogenannten Magnetspannmutter vorgenommen.

Vorzugsweise wird die Halterung des Elektromagneten, im Innern der Hülse ebenfalls durch ein Kunststoff-Spritzteil bewerkstelligt. Bei Bedarf kann die Spule zusätzlich mit einem Lack, bspw. eine Polyesterimidlack geschützt werden.

Der ventilseitige Paßsitz der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann bspw. durch ein eingelegtes Sinter- oder Fließpreßteil hergestellt werden, das bei Bedarf zusätzlich planparallel geschliffen wird.

Die Hülse selbst wird, wie bereits erwähnt, als Ziehteil ausgebildet, wobei als Material hierfür bevorzugt ein nichtrostender Stahl verwendet wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.

Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung und

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1 umfaßt eine erfindungsgemäß Hülse 2, die als Ziehteil ausgebildet ist. Im Innern der Hülse 2 befindet sich eine elektromagnetische Spule 3, die von einer Kunststoff-Umspritzung 4 umgeben ist.

Der Anschluß der Spule 3 ist über einen Kontaktstift 5 hergestellt, um den ein Spulendraht 6 gewickelt ist. Über den Kontaktstift 5 mit der Wicklung des Spulendrahts 6 ist eine Kontakthülse 7 geschoben. Die Kontakthülse 7, der Spulendraht 6 sowie der Kontaktstift 5 sind miteinander verschweißt. Die Kontakthülse 7 geht in einen Anschlußstift 8 über, der mit einem rechtwinklig abzweigenden Anschlußpin 9 in Verbindung steht.

Eine topfförmige Einbuchtung 10 ist zentrisch in der Hülse 2 angebracht und weist eine Rückströmöffnung 11 auf. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist ein sogenannter Rücklaufstecker 12 in die Rückströmöffnung 11 eingesteckt. Der Rücklaufstecker 12 umfaßt einen in eine Rücklaufleitung 13 mündenden Rücklaufkanal 14. Eine Rastnase 15 zur Verrastung des Rücklaufsteckers 12 ist in der Zeichnung angedeutet. In der Einbuchtung 10 ist eine Dichtung 16 eingegossen und ausvulkanisiert. Die Dichtung 16 sorgt für eine druckdichten Abschluß des Rücklaufsteckers 12 gegenüber der Hülse 2.

Weiterhin ist eine die Kontakthülse 7 umgebende Anschlußdichtung 17 vorgesehen, die in der Hülse 2 einstückig umlaufend, wie mit den Bezugszeichen 17' angedeutet, ausgebildet ist. Auch die Anschlußdichtung 17 ist in die Hülse 2 eingegossen und dort ausvulkanisiert.

Der Kopf 18 der Vorrichtung 1 besteht aus einer sogenannten finalen Umspritzung 19, die die oben angeführte Rastnase 15 umfaßt. Weiterhin umfaßt die Umspritzung 19 eine Flachsteckeraufnahme 20, in deren Innern der bzw. die Anschlußpins 9 angeordnet sind. Die Flachsteckeraufnahme 20 wird zugleich mit Rastnasen 21 versehen.

Ventilseitig ist die Hülse 2 mit einer ringförmigen Abstufung 22 versehen, an der eine Magnetspannmutter 23 angreift. Im weiteren Verlauf ergibt sich durch eine zweite Abstufung 24 sowie eine ringförmige Abkantung 25 eine Aufnahme 26 für einen O-Ring 27. Ein Führungsring 28, der planparallel geschliffen als Sinter- oder Fließpreßteil ausgeführt sein kann, ist mit einer Ringschulter 29 in einer in die Hülse 2 eingeformten Aufnahme 30 gefangen.

Die Vorrichtung 1 weist eine zentrale Bohrung 31 auf, die zur Aufnahme eines durch die Spule 3 betätigbaren Zugankers eines Injektorventils dient. Durch die Bohrung 31 gelangt zudem die Rücklaufströmung zu dem Rücklaufkanal 14 des Rücklaufsteckers 12.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 entspricht im Wesentlichen dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel. Vorliegend endet jedoch der Anschlußstift 8 in einer Kontaktbohrung 32 eines Anschlußbolzens 33, der ein Außengewinde 34 aufweist und durch die Umspritzung 19 gehalten wird. Am Anschlußbolzen 33 kann eine Kontaktklemme verschraubt werden. Weiterhin ist ein interner Rücklaufkanal 35 in der Vorrichtung gemäß Fig. 2 vorgesehen, so daß in diesem Fall die zentrale Rücklauföffnung 11 mit einem nicht näher dargestellten Verschlußstopfen zu verschließen ist.

Ventilseitig wird in diesem Ausführungsbeispiel der Anschluß durch eine nachträglich montierbare Magnetspannmutter 36 hergestellt werden, die ein eingelegtes Dichtelement 37 aufweist. Dementsprechend ist in dieser Ausführungsform keine Aufnahme 26 für ein Dichtelement vorhanden. Das Dichtelement 37 wird beim Anziehen der Magnetspannmutter 36 vielmehr zwischen der Magnetspannmutter 36 und einer äußeren Ringschulter 38 der Hülse 2 eingespannt.

Beide Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 lassen sich besonders günstig durch aufeinanderfolgende, formgebende Verfahren herstellen. Hierbei werden nacheinander die verschiedenen Spritz- und Gießteile in der Hülse 2 geformt, wobei der Führungsring 28 vorteilhafterweise während des Ziehvorgangs der Hülse 2 bereits in die Hülse 2 eingefügt wird. Die einzelnen Arbeitsvorgänge umfassen das Umspritzen der Spule 3 mit der Umspritzung 4, die Kontaktierung des Spulendrahts 3 am Kontaktstift 5 sowie dem Anschlußstift 8, das Ausgießen der Dichtungen 16, 17 sowie das finale Umspritzen mit der Umspritzung 19.

Diese Vorgehensweise liefert ein sehr kostengünstiges Bauteil. Insbesondere durch die finale Umspritzung wird zudem eine sehr flache Bauweise des Kopfteils 18 mit dem Flachstecker 20 möglich.

Durch die Einsteckmöglichkeit eines als Kunststoffteil ausgebildeten Rücklaufsteckers 12 mit den entsprechenden Rastmöglichkeiten wird eine weitere Reduzierung des Fertigungs- bzw. Montageaufwands erreicht.

Durch das Vergießen der Dichtungen 16, 17 wird nicht nur der Fertigungsaufwand vermindert, sondern es ergibt sich auch eine maximale Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Dichtflächen durch den optimalen Formschluß der eingegossenen Dichtungen.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum dosierten Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor, mit einem von einem Elektromagneten betätigbaren Ventil, der mitsamt seinen elektrischen Anschlüssen druckdicht in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei aus dem Gehäuse elektrische Anschlußkontakte herausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine als Ziehteil ausgebildete Hülse (2) ist, daß in der Hülse (2) wenigstens eine Dichtung (16, 17) in einer entsprechenden Aufnahme eingeschlossen ist, daß die Anschlußkontakte (5, 6, 7) des Elektromagneten durch die in der Hülse eingeschlossene Dichtung (16, 17) abgedichtet geführt sind und daß die Hülse (2) zumindest im Bereich der herausgeführten Anschlußkontakte (5, 6, 7) mit einer Umspritzung (19) versehen ist, die weitere elektrische Anschlußmittel (9) enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (16, 17) aus einem Elastomer besteht, der nach dem Vergießen ausvulkanisiert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kontaktstift (5) mit dem Spulendraht (6) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontakthülse (7) auf den Kontaktstift (5) aufgesteckt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstift (5) vom Spulendraht umwickelt ist, wobei die Kontakthülse (7) auf den umwickelten Kontaktstift (5) aufgesteckt und mit dem Draht (6) bzw. dem Kontaktstift (5) verschweißt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtungsaufnahme (26) ventilseitig in die Hülse (2) eingeformt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rücklaufstecker (12) und/oder ein Verschlußstopfen aus Kunststoff vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Rastmittel (15) zur Verrastung des Rücklaufsteckers (12) bzw. des Verschlußstopfens vorgesehen sind.