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Die
Erfindung betrifft einen Verbinder für ein Einspritzventil (Injektor),
welcher eine Buchse, einen Flansch und einen Übergangsbereich umfasst, wobei der Übergangsbereich
den Flansch mit der Buchse verbindet.
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Verbinder
für ein
Einspritzventil sind aus den Dokumenten
DE 10 2004 013 169 A ,
JP 63 038682 A und
JP 63 061770 A bekannt.
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Um
die Anforderungen einer strengen Emissionsgesetzgebung zu erfüllen und
um den Kraftstoffverbrauch zu senken, sind Fluidinjektoren, insbesondere
Fluidinjektoren für
Verbrennungsmotoren, in einem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors
auf eine solche Weise angeordnet, dass sie den Kraftstoff direkt
in einen Brennraum des Motors einspritzen. Um bei solchen Anwendungen
eine sehr feine Zerstäubung
des Fluids zu erzielen, ist es notwendig, das Fluid unter hohem
Druck zur Verfügung
zu stellen. In Benzinverbrennungsmotoren kann der Fluiddruck 200
bar erreichen; bei Dieselmotoren kann der Fluiddruck 2000 bar erreichen.
Die Dauer, während der
eine Einspritzung erfolgt, kann sehr kurz sein. Die Dauer kann sich
auf einige Millisekunden oder weniger verkürzen. Daher ändern sich
die Druckbedingungen in dem Einspritzventil während des Betriebs des Einspritzventils
sehr schnell. Der schnelle Wechsel von hohem zu niedrigem Druck
in dem Fluid im Einspritzventil kann Stoßwellen in dem Fluid verursachen,
was zu Stoßwellen
in dem gesamten Material des Einspritzventils führt.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verbinder für ein Einspritzventil zu schaffen,
welcher einen einfachen geräuscharmen
Betrieb der Verbinder-Einspritzventil-Einheit ermöglicht.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung ist durch einen Verbinder für ein Kraftstoffeinspritzventil
gekennzeichnet, der eine Buchse, einen Flansch und einen Übergangsbereich umfasst.
Der Übergangsbereich
verbindet den Flansch mit der Buchse. Die Buchse umfasst einen oder
mehrere elektrische Leiter und einen Absorber. Die Masse des Absorbers übersteigt
die Masse des einen bzw. der mehreren elektrischen Leiter. Die Dichte
des Absorbers übersteigt
die Dichte des Hauptmaterials des Verbinders. Als Hauptmaterial des
Verbinders wird das Material des Verbinders betrachtet, das den
höchsten
prozentualen Anteil an der Masse des Verbinders hat.
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Normalerweise
umfasst das Einspritzventil Anordnungen zur Herstellung des Kontakts
mit dem Einspritzventil, zum Beispiel für elektrische Verbindungen.
Stoßwellen
in dem Einspritzventil, die durch sich schnell und stark ändernde
Druckbedingungen in dem Einspritzventil verursacht werden, verursachen
Druckwellen in dem Verbinder. Simulationen zeigen, dass die Amplitude
der Druckwellen in jenem Bereich, wo der Verbinder mit dem Einspritzventil verbunden
ist, sehr hoch sein kann. Die Druckwellen in dem Einspritzventil
und dem Verbinder verursachen Schallwellen in der Umgebungsluft,
was zu einem Geräusch
während
des Betriebs des Einspritzventils führt.
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Ein
Absorber mit einer richtig gewählten Masse
und Dichte trägt
einfach zu einer Absorption der Druckwellen in der Verbinder-Einspritzventil-Einheit
bei. Dies vermeidet Schallwellen in der Luft und trägt zu einer
Geräuschminderung
während
des Betriebs des Einspritzventils bei.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
des Verbinders umfasst der Absorber einen ersten Absorberkörper, welcher
von dem Verbindermaterial in dem Übergangsbereich umgeben ist.
So ist der erste Absorberkörper
einfach durch das Material des Verbinders gut vor Korrosion geschützt.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verbinders umfasst
der Absorber einen zweiten Absorberkörper, welcher in einer Aussparung
des Verbinders in dem Übergangsbereich angeordnet
ist. Dies ermöglicht
eine Geräuschminderung
des Einspritzventils mit einer unwesentlichen Modifikation des Verbinders.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verbinders umfasst
der Absorber einen dritten Absorberkörper, welcher in einer Nut
des Verbinders in dem Übergangsbereich
angeordnet ist. Dies ermöglicht
eine Geräuschminderung
des Einspritzventils mit einer unwesentlichen Schwächung des
Verbinders in dem Übergangsbereich.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verbinders umfasst
der Absorber einen vierten Absorberkörper, der eine Form aufweist, die
eine formschlüssige
Verbindung des vierten Absorberkörpers
mit dem Verbinder in dem Übergangsbereich
ermöglicht.
Dies ermöglicht
eine Geräuschminderung
der Verbinder-Einspritzventil-Einheit ohne irgendeine Modifikation
des Verbinders.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verbinders umfasst
der Absorber Carbid. Dies ermöglicht
eine gute Geräuschabsorption und
eine billige Produktion des Absorbers.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verbinders umfasst
der Absorber Blei. Dies ermöglicht
eine sehr gute Geräuschabsorption.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verbinders umfasst
der Absorber Stahl. Dies ermöglicht
eine sehr gute Geräuschabsorption.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verbinders beträgt die Gesamtmasse des
Absorbers ungefähr
5% bis 15% der Gesamtmasse des Einspritzventils. Dies ermöglicht eine
sehr gute Geräuschminderung,
während
gleichzeitig die Masse gering ist.
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Im
Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung
mit Hilfe von schematischen Zeichnungen erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform
eines Verbinders,
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2 einen
Schnitt durch eine zweite Ausführungsform
des Verbinders,
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3 eine
dritte Ausführungsform
des Verbinders,
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4 eine
vierte Ausführungsform
des Verbinders,
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5 einen
Schnitt durch die vierte Ausführungsform
gemäß 4.
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Elemente
mit derselben Konstruktion und Funktion, welche in den verschiedenen
Darstellungen erscheinen, sind mit demselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Ein
Verbinder 2 für
ein Einspritzventil 4 umfasst einen Flansch 6,
eine Buchse 8 und einen Übergangsbereich 10 (1).
Der Flansch 6 weist eine Einspritzventil-Aussparung auf, in
welcher das Einspritzventil angeordnet ist. Die Buchse 8 weist
eine Buchsenaussparung für
einen Stecker auf. Der Übergangsbereich 10 verbindet
die Buchse 8 mit dem Flansch 6. Der Übergangsbereich 10 umfasst
mindestens einen elektrischen Leiter 11 (2).
Der elektrische Leiter 11 könnte ein Draht sein, zum Beispiel
ein Kupferdraht. Der elektrische Leiter 11 könnte auch
ein Kontaktstift sein, der aus einem elektrisch leitenden Material
hergestellt ist.
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Ein
Verbrennungsmotor umfasst einen Zylinderkopf, in welchem der Verbinder 2 und
das Einspritzventil 4 angeordnet werden können, und
ein Steuergerät.
Das Steuergerät
betätigt
das Einspritzventil 4, indem es Signale über den
elektrischen Leiter 11 zu dem Einspritzventil 4 sendet. Über das
Einspritzventil 4 ist das Steuergerät in der Lage, die Menge an
Kraftstoff zu steuern, welche in einen Brennraum des Verbrennungsmotors
eingespritzt wird. Das Einspritzventil 4, welches für das Einspritzen
von Kraftstoff in einen Benzinmotor geeignet ist oder welches auch
für das
Einspritzen von Kraftstoff in einen Dieselmotor geeignet sein kann,
kann ein Gehäuse,
einen Ventilkörper,
mindestens eine Düse und
einen Anschlussbereich für
eine Kraftstoffzufuhr umfassen.
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Der
Verbinder 2, insbesondere der Flansch 6, die Buchse 8 und
der Übergangsbereich 10,
können
auf unterschiedliche Weise geformt sein. Zum Beispiel kann der Flansch 6 in
axialer Richtung des Einspritzventils 4 nur einen kleinen
Teil des Einspritzventils 4 bedecken. Der Flansch 6 muss
das Einspritzventil 4 nicht vollständig umschließen. Dies
bedeutet, dass der Flansch 6 das Einspritzventil 4 nur
in einem Teil des Umfangs des Einspritzventils 4 berührt. Der Übergangsbereich 10 könnte in
einem beliebigen Teil des Flansches 6 angeordnet sein,
solange seine Funktionsfähigkeit
noch gegeben ist. Die Bauart der Buchse 8 ist von dem Stecker
abhängig, welcher
in die Buchse 8 gesteckt werden soll.
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Der Übergangsbereich 10 umfasst
eine Absorberaussparung 12 (1). Die
Absorberaussparung 12 könnte
geformt werden, während
der gesamte Verbinder 2 geformt wird, oder sie kann nach
der Formgebung des Verbinders 2 ausgebildet werden, indem
die Absorberaussparung 12 in dem Übergangsbereich 10 in
den Verbinder 2 gebohrt wird. Es ist ein erster Absorberkörper 14 vorhanden,
welcher in der Aussparung 12 des Übergangsbereiches 10 angeordnet
ist. Der Absorber kann aus Carbid hergestellt sein und kann eine
Masse von ungefähr
8% der Gesamtmasse der Verbinder-Einspritzventil-Einheit 2, 4 haben.
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Eine
Simulation zeigt, dass der Übergangsbereich 10 derjenige
Teil der Verbinder-Einspritzventil-Einheit 2, 4 ist,
welcher während
des Betriebs des Einspritzventils die höchste Schwingungsamplitude aufweist.
Die Schwingungen werden durch Stoßwellen verursacht, welche
durch sich schnell und stark ändernde
Druckbedingungen in dem Einspritzventil 4 verursacht werden.
Dies führt
zu Schallwellen in der Umgebungsluft der Verbinder-Einspritzventil-Einheit 2, 4 und
erzeugt somit ein Geräusch.
Der erste Absorberkörper 14 trägt zur Absorption
der Stoßwellen in
dem Übergangsbereich 10 bei,
was einen geräuscharmen
Betrieb der Verbinder-Einspritzventil-Einheit 2, 4 ermöglicht.
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Der
Absorber kann auf eine alternative Weise hergestellt werden. Es
kann ein zweiter Absorberkörper 16 vorhanden
sein, welcher in dem Übergangsbereich 10 auf
eine solche Weise eingebaut ist, dass das Material des Übergangsbereiches
den zweiten Absorberkörper 16 vollständig umgibt (2).
Diese Ausführungsform
bietet eine kostengünstige
Möglichkeit,
die aus Verbinder 2 und Absorber bestehende Einheit herzustellen.
Ferner ist der zweite Absorberkörper 16 durch
das Material des Verbinders 2 in dem Übergangsbereich 10 geschützt. Dies
schützt
den zweiten Absorberkörper 16 vor
Korrosion. Ferner ermöglicht
es, den zweiten Absorberkörper 16 in
einem beliebigen Teil des Verbinders 2 in dem Übergangsbereich 10 anzubringen.
Der zweite Absorberkörper 16 kann
anstelle des ersten Absorberkörpers 14 verwendet
werden, oder er kann zusätzlich
zu dem ersten Absorberkörper 14 vorhanden sein.
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Bei
einer Ausführungsform,
bei welcher die Anordnung des Absorbers nur unwesentliche Modifikationen
des Verbinders 2 erfordert, umfasst der Übergangsbereich 10 eine
Nut 20, in welcher ein dritter Absorberkörper 18 angeordnet
ist (3).
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Der
Absorber kann einen vierten Absorberkörper 24 umfassen,
welcher auf eine Weise geformt ist, welche eine formschlüssige Verbindung
zwischen dem vierten Absorberkörper 24 und
dem Verbinder 2 in dem Übergangsbereich 10 ermöglicht (4). Der
vierte Absorberkörper 24 kann
die Form von zwei Bügeln
haben, welche auf einer Seite verbunden sind. Somit muss der Verbinder 2 nicht
verändert werden
(5).
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Der
Absorber, insbesondere die Absorberkörper eins bis vier 14, 16, 18, 24,
können
stattdessen auch aus Blei oder nichtrostendem Stahl oder irgendeinem
weiteren Material hergestellt sein, welches die Absorption von Schallwellen
in dem Material des Verbinders 2 ermöglicht. Nichtrostender Stahl
ist besonders vorteilhaft, wenn das Material korrosionsfest sein
muss.
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Die
beste Absorption der Stoßwellen
in der Verbinder-Einspritzventil-Einheit 2, 4 ist
gegeben, wenn der Absorber eine Masse von 5% bis 15% der Gesamtmasse
Verbinder-Einspritzventil-Einheit 2, 4 hat.
Zum Beispiel erfordert das Einspritzventil 4, das eine
Masse von 24 g hat, einen Absorber mit ungefähr 2 g. Der Absorber kann eine
andere Masse aufweisen, welche die Absorption der Stoßwellen
ermöglicht.
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Die
verschiedenen Ausführungsformen
der Erfindung können
kombiniert werden. Zum Beispiel können der dritte Absorberkörper 18 und
der vierte Absorberkörper 24 zusammen
angebracht werden. Ferner ist eine beliebige Kombination der einzelnen Absorberkörper eins
bis vier 14, 16, 18, 24 möglich.