EP0517004A1 - Electrically activated fuel injection valve and method of electrical contact - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Brennstoffeinspritzventil und einem Verfahren zur elektrischen Kontaktierung eines elektrisch betätigbaren Brennstoffeinspritzventils nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 6. Aus der DE 39 07 764 A1 ist bereits ein elektrisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil bekannt, das durch Drehen um seine Ventillängsachse an einem Brennstoffverteiler mittels eines Bajonettverschlusses befestigbar ist. Die parallel zu der Ventillängsachse aus dem Ventilgehäuse herausragenden ersten elektrischen Kontaktelemente des Brennstoffeinspritzventils werden durch zweite elektrische Kontaktelemente, die an einer in Richtung der Ventillängsachse auf den Brennstoffverteiler aufsetzbaren Kontaktierungsleiste angeordnet sind, elektrisch kontaktiert.The invention is based on an electromagnetically actuated fuel injector and a method for making electrical contact with an electrically actuated fuel injector according to the preamble of
Die elektrische Kontaktierung der bekannten Brennstoffeinspritzventile beansprucht aber ein großes Bauvolumen und insbesondere eine große Bauhöhe in Richtung ihrer Ventillängsachsen, weil der Fügevorgang der die zweiten elektrischen Kontaktelemente aufweisenden Kontaktierungsleiste in Richtung der ersten elektrischen Kontaktelemente der Brennstoffeinspritzventile und damit in Richtung der Ventillängsachsen erfolgt.However, the electrical contacting of the known fuel injection valves requires a large structural volume and in particular a large structural height in the direction of their longitudinal valve axes, because the joining process of the contact strip having the second electrical contact elements in the direction of the first electrical contact elements of the fuel injection valves and thus in the direction of the valve longitudinal axes.
Das erfindungsgemäße elektrisch betätigbare Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 bzw. das Verfahren zur elektrischen Kontaktierung eines elektrisch betätigbaren Brennstoffeinspritzventils mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 6 haben den Vorteil einer einfachen, sehr kompakten und sicheren elektrischen Kontaktierung. Auf diese Weise läßt sich z.B. der in dem Motorraum eines Kraftfahrzeuges zur Verfügung stehende Platz beispielsweise für eine optimierte Saugrohranlage nutzen. Die Brennstoffeinspritzventile nach der Erfindung lassen sich sehr einfach montieren und im gleichen Arbeitsgang elektrisch kontaktieren, so daß die Montagekosten reduziert werden.The electrically actuated fuel injector according to the invention with the characterizing features of
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils und des im Anspruch 6 angegebenen Verfahrens möglich.The measures listed in the subclaims allow advantageous developments and improvements of the fuel injector specified in
Für eine besonders einfache und sichere elektrische Kontaktierung des zumindest einen ersten elektrischen Kontaktelementes des Brennstoffeinspritzventils ist es von Vorteil, wenn sich das erste elektrische Kontaktelement in radialer Richtung senkrecht zu der Ventillängsachse erstreckt.For a particularly simple and reliable electrical contacting of the at least one first electrical contact element of the fuel injector, it is advantageous if the first electrical contact element extends in the radial direction perpendicular to the longitudinal axis of the valve.
Um eine sichere und zuverlässige Befestigung des Brennstoffeinspritzventils an einer Ventilaufnahmevorrichtung zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn an dem Ventilgehäuse zumindest zwei Bajonettriegel vorgesehen sind, die zur Bildung eines Bajonettverschlusses dienen.In order to ensure a secure and reliable attachment of the fuel injector to a valve receiving device, it is advantageous if at least two bayonet bolts are provided on the valve housing, which serve to form a bayonet catch.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur 1 zeigt ein Brennstoffeinspritzventil gemäß des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, Figur 2 eine Ansicht des Brennstoffeinspritzventils in Richtung des Pfeiles X in Figur 1, Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 2 im verriegelten Zustand des Brennstoffeinspritzventils, Figur 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Figur 2 im verriegelten Zustand des Brennstoffeinspritzventils und Figur 5 einen Schnitt eines zur elektrischen Kontaktierung des Brennstoffeinspritzventils dienenden elektrischen Anschlußsteckers entlang der Linie V-V in Figur 2.An embodiment of the invention is shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. 1 shows a fuel injector according to the exemplary embodiment according to the invention, FIG. 2 shows a view of the fuel injector in the direction of arrow X in FIG. 1, FIG. 3 shows a section along line III-III in FIG. 2 in the locked state of the fuel injector, and FIG. 4 shows a section along the line IV-IV in Figure 2 in the locked state of the fuel injector and Figure 5 shows a section of an electrical connector for electrical contacting of the fuel injector along the line VV in Figure 2.
In den Figuren 1 bis 4 ist beispielsweise ein erfindungsgemäßes elektrisch, z.B. elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil 1 für Brennstoffeinspritzanlagen von beispielsweise gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen dargestellt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist in eine durchgehende gestufte` z.B. einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende Ventilaufnahmeöffnung 3 eines als Ventilaufnahmevorrichtung dienenden Brennstoffverteilers 5 eingeschoben und wird von der Wandung der Ventilaufnahmeöffnung 3 in Richtung einer Ventillängsachse 7 zumindest teilweise umgeben. Der Brennstoffverteiler 5 weist beispielsweise eine senkrecht zur Zeichenebene verlaufende langgestreckte Form und eine Mehrzahl von Ventilaufnahmeöffnungen 3 auf. Er dient zur Brennstoffversorgung mehrerer Brennstoffeinspritzventile 1 und ist z.B. an einem Saugrohr 9 einer Brennkraftmaschine angeordnet.1 to 4, for example, an electrical device according to the invention, e.g. Electromagnetically actuated
Das Brennstoffeinspritzventil 1 hat an dem Umfang seines Ventilgehäuses 10 beispielsweise zwei Brennstoffversorgungsöffnungen 11, durch die Brennstoff in das Innere des Brennstoffeinspritzventils gelangen kann und die zumindest in etwa in der gleichen axialen Höhe der Ventillängsachse 7 angeordnet sind. Zur Abspritzung des Brennstoffs dient ein Einspritzstück 13 an einem Ende des Brennstoffeinspritzventils 1, das den Brennstoff in eine Saugrohröffnung 15 des Saugrohres 9 abgibt. Dem Einspritzstück 13 abgewandt weist das Brennstoffeinspritzventil 1 an seinem anderen, als Anschlußende 17 dienenden Ende beispielsweise zwei, sich in radialer Richtung senkrecht zu der Ventillängsachse 7 über den Umfang des Anschlußendes 17 hinaus nach außen erstreckende erste elektrische Kontaktelemente 19 auf, die zur elektrischen Kontaktierung des elektrisch betätigbaren Brennstoffeinspritzventils 1 dienen und die z.B. einander entgegengerichtet und parallel zueinander verlaufen. Die ersten elektrischen Kontaktelemente 19 können die Form von bandförmigen Steckerzungen haben.The
In dem Brennstoffverteiler 5 ist ein in Längsrichtung verlaufender Brennstoffversorgungskanal 81 ausgebildet, der zur Brennstoffversorgung der Brennstoffeinspritzventile 1 dient und an jeweils einem Öffnungsquerschnitt 82 beispielsweise tangential mit den Ventilaufnahmeöffnungen 3 in Verbindung steht. An dem Umfang des Brennstoffeinspritzventils 1 ist dem Anschlußende 17 zugewandt stromaufwärts der Brennstoffversorgungsöffnungen 11 und des Öffnungsquerschnittes 82 eine obere Ringnut 83 und im Bereich des Einspritzstückes 13 stromabwärts der Brennstoffversorgungsöffnungen 11 und des Öffnungsquerschnittes 82 eine untere Ringnut 85 ausgebildet. In der oberen Ringnut 83 ist ein oberer Dichtring 87 und in der unteren Ringnut 85 ein unterer Dichtring 89 angeordnet, die zur Abdichtung zwischen dem Umfang des Brennstoffeinspritzventils 1 und der Wandung der Ventilaufnahmeöffnung 3 dienen.In the
Beispielsweise sich an das Anschlußende 17 des Brennstoffeinspritzventils 1 in dem Einspritzstück 13 zugewandter Richtung anschließend ist an dem Ventilgehäuse 10 ein sich in radialer Richtung nach außen erstreckender Halteflansch 21 ausgebildet. Das Brennstoffeinspritzventil 1 liegt mit einer dem Einspritzstück 13 zugewandten Anlagefläche 22 des Halteflansches 21 an einer dem Halteflansch zugewandten Stützfläche 23 eines Halteabsatzes 25 der gestuften Ventilaufnahmeöffnung 3 an.For example, in the direction facing the
An dem Umfang des Halteflansches 21 sind beispielsweise parallel zu den ersten elektrischen Kontaktelementen 19 zwei sich in radialer Richtung über den Umfang des Halteflansches 21 hinaus nach außen erstreckende Bajonettriegel 27 vorgesehen, die z.B. einander gegenüberliegen und sich in Umfangsrichtung nur über einen Teil des Halteflansches 21 erstrecken. Die zwei elektrischen Kontaktelemente 19 und die zwei Bajonettriegel 27 sind in Umfangsrichtung beispielsweise um jeweils 90° gegeneinander versetzt angeordnet.Provided on the circumference of the
Die Bajonettriegel 27 dienen zur Befestigung des Brennstoffeinspritzventils 1 mittels eines Bajonettverschlusses 29 an dem Brennstoffverteiler 5, indem das Brennstoffeinspritzventil 1 in die Ventilaufnahmeöffnung 3 des Brennstoffverteilers 5 eingeschoben und durch ein Drehen um seine Ventillängsachse 7 befestigt wird. Dem Einspritzstück 13 des Brennstoffeinspritzventils 1 abgewandt ist an eine obere Stirnseite 31 des Brennstoffverteilers 5 angrenzend in axialer Richtung zwischen der oberen Stirnseite 31 und dem Halteabsatz 25 an dem Brennstoffverteiler 5 ein die Ventilaufnahmeöffnung 3 umgebendes Bajonettschloß 33 ausgebildet. Das Bajonettschloß 33 weist z.B. zwei einander gegenüberliegende, in der Wandung der Ventilaufnahmeöffnung 3 vorgesehene, teilweise umlaufende Ausnehmungen 35 zum Einführen der Bajonettriegel 27 des Brennstoffeinspritzventils 1 in Richtung der Ventillängsachse 7 auf, die sich ausgehend von der oberen Stirnseite 31 bis zu dem Halteabsatz 25 erstrecken. In Umfangsrichtung in Drehrichtung des Brennstoffeinspritzventils 1 bei der Montage schließen sich an die Ausnehmungen 35 Übergreifungsabschnitte 37 an, die mit jeweils einer in der Wandung der Ventilaufnahmeöffnung 3 ausgebildeten, in Umfangsrichtung verlaufenden Nut 38 die Bajonettriegel 27 umgreifen. An den Enden der Übergreifungsabschnitte 37 sind Anschläge 39 für die Bajonettriegel 27 vorgesehen. Die Anschläge 39 legen die Drehstellung des Brennstoffeinspritzventils 1 in der Ventilaufnahmeöffnung 3 des Brennstoffverteilers 5 und damit die Einspritzgeometrie des Brennstoffeinspritzventils 1 fest. Die Erstreckung der Bajonettriegel 27 in Umfangsrichtung des Brennstoffeinspritzventils ist z.B. so bemessen, daß beim Anliegen der Bajonettriegel 27 an den Anschlägen 39 die Bajonettriegel 27 vollständig von den Übergreifungsabschnitten 37 überdeckt werden und zu den Ausnehmungen 35 hin bündig mit den Übergreifungsabschnitten 37 sind.The
An der oberen Stirnseite 31 des Brennstoffverteilers 5 sind nahe des Umfanges der Ventilaufnahmeöffnung 3 eine der Zahl der ersten elektrischen Kontaktelemente 19 des zu kontaktierenden Brennstoffeinspritzventils 1 entsprechende, also beispielsweise zwei elektrische Anschlußstecker 43 angeordnet, die z.B. aus einem Kunststoff ausgebildet sind und jeweils ein zweites elektrisches Kontaktelement 45 aufweisen. Die Anschlußstecker 43 haben sich senkrecht zu der Ventillängsachse 7 erstreckende, in Umfangsrichtung in Montagedrehrichtung offene, beispielsweise die Form von Schlitzen aufweisende Steckeröffnungen 47, durch die die eine längliche Form aufweisenden ersten elektrischen Kontaktelemente 19 in die Anschlußstecker 43 durch die Drehung des Brennstoffeinspritzventils 1 um seine Längsachse 7 teilweise einführbar sind. Auf diese Weise wird eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den zweiten elektrischen Kontaktelementen 45 der Anschlußstecker 43 und den ersten elektrischen Kontaktelementen 19 der Brennstoffeinspritzventile 1 und damit die elektrische Kontaktierung der Brennstoffeinspritzventile 1 hergestellt.On the
Die z.B. in der Figur 5 dargestellten Anschlußstecker 43 können beispielsweise Teil des Brennstoffverteilers 5, also beispielsweise an die obere Stirnseite 31 des Brennstoffverteilers 5 mitangespritzt oder als eigenständiges Bauteil ausgebildet und dann beispielsweise mittel einer Rastverbindung, einer Klemmverbindung oder einer Klebeverbindung mit dem Brennstoffverteiler 5 verbunden sein.The
An der oberen Stirnseite 31 des Brennstoffverteilers 5 ist beispielsweise zwischen jeweils zwei benachbarten Ventilaufnahmeöffnungen 3 ein Trägerteil 51 angeordnet, das zur Lagefixierung elektrischer Leiter 53 dient. Die elektrischen Leiter 53 sind mit den zweiten elektrischen Kontaktelementen 45 der Anschlußstecker 43 elektrisch leitend verbunden und dienen zur elektrischen Kontaktierung der Brennstoffeinspritzventile 1. Wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel können die elektrischen Leiter 53 mit einer sie umgebenden elektrisch isolierenden Hülle 55 versehen sein. Die Trägerteile 51 sind z.B. Teil des Brennstoffverteilers 5, also beispielsweise an den Brennstoffverteiler 5 mitangespritzt und weisen an ihrer der oberen Stirnseite 31 des Brennstoffverteilers 5 abgewandten Aufnahmeseite 57 z.B. eine der Zahl der elektrischen Leiter 53 entsprechende Anzahl von Längsnuten 59 auf, die in Längsrichtung des Brennstoffverteilers 5 verlaufen. Die elektrischen Leiter 53 sind in den Längsnuten 59 angeordnet und ragen beispielsweise teilweise aus den Längsnuten 59 in Richtung der Ventillängsachsen 7 über die Aufnahmeseite 57 hinaus.On the
Der Brennstoffverteiler 5 wird an seiner oberen, die elektrischen Anschlußstecker 43 aufweisenden Seite von einer Abdeckhaube 65 abgedeckt, die sich in Längsrichtung des Brennstoffverteilers 5 erstreckt. Die z.B. einen wannenförmigen Querschnitt aufweisende Abdeckhaube 65 hat ein mittleres Deckelteil 67, das senkrecht zu der Ventillängsachse 7 verläuft. Seitlich schließen sich an das Deckelteil 67 ein erster Schenkel 69 und ein zweiter Schenkel 71 an, die rechtwinklig gegenüber dem Deckelteil 67 und parallel zu der Ventillängsachse 7 verlaufen. Die Abdeckhaube 65 überdeckt den aus der Ventilaufnahmeöffnung 3 hervorstehenden Teil des Brennstoffeinspritzventils 1 mit seinen ersten elektrischen Kontaktelementen 19, die Trägerteile 51 und die elektrischen Anschlußstecker 43 und schließt die Ventilaufnahmeöffnung 3 ab. Die Schenkel 69, 71 umgreifen den Brennstoffverteiler 5 an seinen den Schenkeln zugewandten Seiten teilweise und weisen an ihren dem Deckelteil 67 abgewandten Enden Rastnasen 73 auf. Die Rastnasen 73 umgreifen radial nach außen weisende Halteabsätze 74 des Brennstoffverteilers 5 und ermöglichen so eine einfach herstellbare und zuverlässige Verbindung zwischen Abdeckhaube 65 und Brennstoffverteiler 5.The
In Richtung der Ventillängsachsen 7 ist zwischen dem Deckelteil 67 der Abdeckhaube 65 und der die Längsnuten 59 aufweisenden Aufnahmeseite 57 des Trägerteils 51 ein Niederhalteelement 76 angeordnet, das z.B. aus einem Weichgummi oder einem besonders weichen und elastischen Kunststoff besteht. Das Niederhalteelement 76 weist in Richtung der Ventillängsachsen 7 eine derart große Erstreckung auf, daß es mit seiner dem Trägerteil 51 zugewandten Stirnseite 78 die in den Längsnuten 59 des Trägerteils 51 angeordneten elektrischen Leiter 53 niederhält und so ein Herausgleiten der elektrischen Leiter 53 aus den Längsnuten 59 z.B. durch bei dem Betrieb einer Brennkraftmaschine hervorgerufene Vibrationen einfach und dennoch wirkungsvoll verhindert.In the direction of the longitudinal valve axes 7, a hold-
Es ist aber auch möglich, daß das Trägerteil 51 als separates Bauteil ausgebildet und nach der Montage der elektrischen Leiter 53 in den Längsnuten 59 an der Abdeckhaube 65 befestigt ist, so daß ein aus Abdeckhaube 65, elektrischen Leitern 53, Niederhalteelement 76 und Trägerteil 51 bestehendes vormontiertes Bauteil gebildet ist, das nach der Montage der Brennstoffeinspritzventile 1 in die Ventilaufnahmeöffnungen 3 auf den Brennstoffverteiler 5 aufsetzbar ist.But it is also possible that the
Zur Montage und zur Befestigung eines Brennstoffeinspritzventils 1 an dem Brennstoffverteiler 5 und zur elektrischen Kontaktierung des Brennstoffeinspritzventils wird das Brennstoffeinspritzventil 1 mit seinen Bajonettriegeln 27 in die Ventilaufnahmeöffnung 3 des Brennstoffverteilers 5 soweit eingeführt, bis die Bajonettriegel 27 an dem Halteabsatz 25 des Brennstoffverteilers anliegen. Danach wird das Brennstoffeinspritzventil 1 soweit um seine Ventillängsachse 7 in einer vorgegebenen Drehrichtung, z.B. im Uhrzeigersinn gedreht, bis die Bajonettriegel 27 des Brennstoffeinspritzventils 1 an den Anschlägen 39 des Bajonettschlosses 33 anliegen. Durch die Drehbewegung wird das Brennstoffeinspritzventil 1 gleichzeitig elektrisch kontaktiert, indem die sich in radialer Richtung senkrecht zu der Ventillängsachse 7 nach außen erstreckenden ersten elektrischen Kontaktelemente 19 in die an dem Brennstoffverteiler 5 angeordneten elektrischen Anschlußstecker 43 eingeführt und mit den zweiten elektrischen Kontaktelementen 45 der Anschlußstecker 43 elektrisch verbunden werden.To assemble and fasten a
An einer an der oberen Stirnseite 31 des Brennstoffverteilers 5 teilweise anliegenden Anlagefläche 93 der Abdeckhaube 65 sind beispielsweise je Bajonettverschluß 29 zwei Sperrzapfen 95 ausgebildet, die in Richtung der Ventillängsachse 7 über die Anlagefläche 93 hinausragen. Im an den Brennstoffverteiler 5 montierten Zustand der Abdeckhaube 65 greifen die Sperrzapfen 95 formschlüssig in die Ausnehmungen 35 des Bajonettschlosses 33. Auf diese Weise verhindern die Sperrzapfen 95 ein Zurückdrehen der Bajonettriegel 27 und damit des Brennstoffeinspritzventils 1 entgegen der Montagedrehrichtung und fixieren so das in die Ventilaufnahmeöffnung 3 eingesetzte Brennstoffeinspritzventil 1 sowohl in axialer Richtung als auch in Drehrichtung.On one of the
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil 1 mit den in radialer Richtung über den Umfang des Ventilgehäuses 10 hinausragenden ersten elektrischen Kontaktelementen 19 ermöglicht eine einfache, sehr kompakte und sichere elektrische Kontaktierung.The
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