EP0906507B1 - Brennstoffeinspritzventil und verwendung eines brennstoffeinspritzventils - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1, und einer Verwendung eines Brennstoffeinspritzventils nach der Gattung des Anspruchs 13.

Aus der US-PS 5,156,124 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das elektromagnetisch betätigbar ist. Dazu weist das Brennstoffeinspritzventil die üblichen Bauteile eines elektromagnetischen Kreises, wie eine Magnetspule, einen Innenpol und einen Außenpol auf. Bei diesem bekannten Einspritzventil handelt es sich um ein sogenanntes Side-Feed-Einspritzventil, bei dem die Brennstoffzufuhr weitgehend unterhalb des Magnetkreises erfolgt. Von der Magnetspule ausgehend ragen Kontaktstifte aus dem Brennstoffeinspritzventil heraus, die über eine gewisse Länge mit Kunststoff umspritzt und in diesem eingebettet sind. Die Kunststoffumspritzung wird an einem Ende des Brennstoffeinspritzventils aufgebracht und stellt kein eigenständiges Bauteil des Einspritzventils dar. Gleiches gilt für das aus der DE-OS 34 39 672 bekannte Brennstoffeinspritzventil. Auch hier ragen von der Magnetspule ausgehend Kontaktstifte zu einem elektrischen Anschlußstecker, der aus Kunststoff ausgebildet ist und die Kontaktstifte hinter der Magnetspule teilweise umgibt. Die den Anschlußstecker bildende Kunststoffumspritzung ist dabei auf das metallene Ventilgehäuse aufgespritzt.

Aus der EP-OS 0 690 224 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das eine Düsenöffnung besitzt, die im eingebauten Zustand des Ventils bereits im Inneren eines Ansaugkanals liegt, so daß unter Vermeidung einer Wandbenetzung ein Abspritzen weitgehend direkt auf ein Einlaßventil einer Brennkraftmaschine möglich ist. Entsprechende Strahlrichtungen sind erreichbar, indem die Düsenöffnung des Einspritzventils entlang einer Achse verläuft, die keine Parallelität zur Achse des Einspritzventils aufweist. Ein vergleichbares Brennstoffeinspritzventil ist ebenso aus der DE-OS 40 32 425 bekannt.

Gemäß der US-A-5 044 563 werden zwei Baugruppen des Brennstoffeinspritzventils, ein Funktionsteil und ein Anschlußteil, separat voneinander vormontiert bzw. eingestellt. Das Funktionsteil umfaßt dabei im wesentlichen einen elektromagnetischen Kreis und ein aus Ventilsitzkörper und Ventilschließkörper gebildetes Dichtventil. Im Anschlußteil sind dagegen der elektrische und der hydraulische Anschluß des Einspritzventils vorgesehen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß es auf einfache Art und Weise kostengünstig herstellbar und montierbar ist. Außerdem können sehr einfach Variationen der Bauformen des Brennstoffeinspritzventils vorgenommen werden. Alle beschriebenen Ausführungsbeispiele der Brennstoffeinspritzventile besitzen den Vorteil einer kostengünstigen Herstellbarkeit mit sehr vielen Bauformvarianten. In einer großen Stückzahl weitgehend baugleich (Unterschiede z.B. in der Größe des Ventilnadelhubs oder der Windungszahl der Magnetspule) gefertigte Funktionsteile können mit sehr vielen verschiedenen Anschlußteilen, die sich beispielsweise in der Größe und Formgebung, in der Ausgestaltung des elektrischen Anschlußsteckers, in der Ausbildung der unteren Stirnfläche des Anschlußteils oder auch bezüglich ihrer Farbe, ihrer Markierung, ihrer Beschriftung oder einer anderen Kennzeichnung unterscheiden, verbunden werden. Die Logistik bei der Herstellung von Brennstoffeinspritzventilen wird grundsätzlich somit vereinfacht.

Durch die Trennung in zwei Baugruppen ergibt sich der Vorteil, daß alle negativen Einflüsse beim Herstellen des weitgehend aus Kunststoff bestehenden Anschlußteils (große Umspritzungsdrücke, Wärmeentwicklung) von den die wichtigen Ventilfunktionen ausübenden Bauteilen des Funktionsteils ferngehalten werden. Der relativ schmutzige Umspritzungsvorgang kann in vorteilhafter Weise außerhalb der Montagelinie des Funktionsteils erfolgen.

Erfindungsgemäß kann das alle wichtigen Ventilfunktionen ausübende Funktionsteil sehr kurz ausgeführt werden. In vorteilhafter Weise ergibt sich so ein vereinfachter Zugang zu den einzustellenden Bauteilen des Einspritzventils. Vor allen Dingen ergeben sich deutlich verkürzte Wege für das Einbringen von Meßanordnungen, wie z.B. von Meßtastern zur Messung des Hubs der Ventilnadel oder Werkzeugen zur Einstellung der dynamischen Abspritzmenge an der Einstellhülse. Gegenüber bekannten Einspritzventilen können die Einfahrwege solcher Meß- oder Einstellwerkzeuge von rund 60 mm auf z.B. 10 bis 20 mm verkürzt werden. In der Montagelinie ergeben sich als Konsequenz daraus deutlich verringerte Taktzeiten, wodurch in gleicher Zeit mehr Einspritzventile eingestellt werden können als bisher.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.

In vorteilhafter Weise kann eine sehr große Variation der elektrischen Verbindungselemente am Funktionsteil und Anschlußteil vorgenommen werden. So ist es jederzeit möglich, die elektrischen-Verbindungselemente sowohl am Funktionsteil als auch am Anschlußteil entweder steckerähnlich oder buchsenähnlich bzw. als Kombination beider Möglichkeiten auszubilden.

Vorteilhaft ist es zudem, eine untere, stromabwärtige Stirnfläche des Anschlußteils geneigt zu einer durch das Anschlußteil entlang verlaufenden Ventillängsachse auszuformen, so daß dann im vollständig montierten Brennstoffeinspritzventil die Ventillängsachsen des Funktionsteils und des Anschlußteils nicht miteinander fluchten. Somit können in gewünschter Weise abgeknickte bzw. abgewinkelte Brennstoffeinspritzventile erzeugt werden. Ein solches Brennstoffeinspritzventil ist z. B. derart am Saugrohr einer Brennkraftmaschine angeordnet, daß der Abspritzbereich des Einspritzventils deutlich in das Saugrohr hineinreicht, wobei sogar weitgehend das Funktionsteil im Saugrohr liegen kann. Eine Wandbenetzung des Saugrohrs kann durch ein gezieltes Abspritzen auf ein oder mehrere Einlaßventile der Brennkraftmaschine aufgrund der abgewinkelten Bauform des Einspritzventils auf einfache Weise vermieden werden, wodurch die Abgasemission der Brennkraftmaschine und der Brennstoffverbrauch reduziert werden.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes erfindungsgemäßes Brennstoffeinspritzventil, Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils, Figur 3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils und Figur 4 eine schematische Einbaumöglichkeit eines Brennstoffeinspritzventils gemäß Figur 3 an einer Brennkraftmaschine.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das in der Figur 1 beispielhaft und teilweise vereinfacht dargestellte, erfindungsgemäße elektromagnetisch betätigbare Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen hat einen von einer Magnetspule 1 umgebenen, als Innenpol und teilweise als Brennstoffdurchfluß dienenden weitgehend rohrförmigen Kern 2. Der Kern 2 ist stromaufwärts der Magnetspule 1 in radialer Richtung gestuft ausgeführt, so daß der Kern 2 mit seinem oberen Deckelabschnitt 3 die Magnetspule 1 teilweise umhüllt und einen besonders kompakten Aufbau des Einspritzventils im Bereich der Magnetspule 1 ermöglicht. Die Magnetspule 1 ist von einem äußeren, z. B. ferromagnetischen Ventilmantel 5 als Außenpol umgeben, der die Magnetspule 1 in Umfangsrichtung vollständig umgibt und an seinem oberen Ende fest mit dem Kern 2 z. B. durch eine Schweißnaht 6 verbunden ist. Zum Schließen des magnetischen Kreises ist der Ventilmantel 5 an seinem unteren Ende gestuft ausgeführt, so daß ein Leitabschnitt 8 gebildet ist, der ähnlich dem Deckelabschnitt 3 des Kerns 2 die Magnetspule 1 axial begrenzt und der die Begrenzung des Magnetspulenbereichs 1 nach unten hin bzw. in stromabwärtiger Richtung darstellt. Der Leitabschnitt 8 besitzt eine innere, konzentrisch zu einer Ventillängsachse 10 verlaufende Öffnung 11, die als Führungsöffnung für eine entlang der Ventillängsachse 10 axial bewegliche Ventilnadel 12 dient.

An den unteren Leitabschnitt 8 des Ventilmantels 5 schließt sich ein Ventilsitzkörper 14 an, der eine feste Ventilsitzfläche 15 als Ventilsitz aufweist. Der Ventilsitzkörper 14 ist mit einer beispielsweise mittels eines Lasers erzeugten zweiten Schweißnaht 16 fest mit dem Ventilmantel 5 verbunden. Die Magnetspule 1, der Leitabschnitt 8 des Ventilmantels 5 sowie der Ventilsitzkörper 14 bis zur Ventilsitzfläche 15 bilden eine Durchgangsöffnung, in der sich die Ventilnadel 12, die von einem rohrförmigen Anker 17 und einem kugelförmigen Ventilschließkörper 18 gebildet wird, bewegt. An der stromabwärtigen Stirnseite des Ventilsitzkörpers 14 ist z. B. in einer Vertiefung 19 eine flache Spritzlochscheibe 20 angeordnet, wobei die feste Verbindung von Ventilsitzkörper 14 und Spritzlochscheibe 20 z. B. durch eine umlaufende dichte Schweißnaht 21 realisiert ist. Der rohrförmige Anker 17 ist an seinem stromabwärtigen, der Spritzlochscheibe 20 zugewandten Ende mit dem z. B. kugelförmigen Ventilschließkörper 18 beispielsweise durch Schweißen fest verbunden, wobei im Verbindungsbereich 22 Nuten, Bohrungen oder Kanäle vorgesehen sind, so daß den Anker 17 in einer inneren Längsbohrung 23 durchströmender Brennstoff nach außen treten und am Ventilschließkörper 18 entlang bis zur Ventilsitzfläche 15 strömen kann.

Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise elektromagnetisch. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 12 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer Rückstellfeder 25 bzw. Schließen des Einspritzventils dient der elektromagnetische Kreis mit der Magnetspule 1, dem inneren Kern 2, dem äußeren Ventilmantel 5 und dem Anker 17. Der Anker 17 ist mit dem dem Ventilschließkörper 18 abgewandten Ende auf den Kern 2 ausgerichtet.

Der kugelförmige Ventilschließkörper 18 wirkt mit der sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verjüngenden Ventilsitzfläche 15 des Ventilsitzkörpers 14 zusammen, die in axialer Richtung stromabwärts einer Führungsöffnung im Ventilsitzkörper 14 ausgebildet ist. Die Spritzlochscheibe 20 besitzt wenigstens eine, beispielsweise vier durch Erodieren oder Stanzen ausgeformte Abspritzöffnungen 27.

Die Einschubtiefe des Kerns 2 im Einspritzventil ist unter anderem entscheidend für den Hub der Ventilnadel 12. Dabei ist die eine Endstellung der Ventilnadel 12 bei nicht erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ventilschließkörpers 18 an der Ventilsitzfläche 15 des Ventilsitzkörpers 14 festgelegt, während sich die andere Endstellung der Ventilnadel 12 bei erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ankers 17 am stromabwärtigen Kernende ergibt. Die Hubeinstellung erfolgt durch ein axiales Verschieben des Kerns 2, der entsprechend der gewünschten Position nachfolgend fest mit dem Ventilmantel 5 verbunden wird, wobei eine Laserschweißung zur Erzielung der Schweißnaht 6 sinnvoll ist.

In eine konzentrisch zu der Ventillängsachse 10 verlaufende Strömungsbohrung 28 des Kerns 2, die der Zufuhr des Brennstoffs in Richtung der Ventilsitzfläche 15 dient, ist außer der Rückstellfeder 25 eine Einstellhülse 29 eingeschoben. Die Einstellhülse 29 dient zur Einstellung der Federvorspannung der an der Einstellhülse 29 anliegenden Rückstellfeder 25, die sich wiederum mit ihrer gegenüberliegenden Seite am Anker 17 abstützt, wobei auch eine Einstellung der dynamischen Abspritzmenge mit der Einstellhülse 29 erfolgt.

Das bis hierher beschriebene Einspritzventil zeichnet sich durch seinen besonders kompakten Aufbau aus, so daß ein sehr kleines, handliches Einspritzventil entsteht, dessen Ventilmantel 5 beispielsweise einen Außendurchmesser von nur ca. 11 mm aufweist. Einzelne Bauteile sind vereinfacht dargestellt; das Einspritzventil umfaßt jedoch einen vollständig funktionierenden Magnetkreis, wie er vom prinzipiellen Aufbau bereits aus elektromagnetisch betätigbaren Einspritzventilen bekannt ist (DE-OS 34 39 672 oder DE-OS 195 12 339).

Diese zuvor beschriebenen Bauteile bilden eine vormontierte eigenständige Baugruppe, die nachfolgend Funktionsteil 30 genannt wird. Das Funktionsteil 30 umfaßt also im wesentlichen den elektromagnetischen Kreis 1, 2, 5 sowie ein Dichtventil (Ventilschließkörper 18, Ventilsitzkörper 14) mit einem nachfolgenden Strahlaufbereitungselement (Spritzlochscheibe 20). Das fertig eingestellte und montierte Funktionsteil 30 weist z. B. eine ebene obere Stirnfläche 32 auf, über die beispielsweise zwei Kontaktstifte 33 herausragen. Über die elektrischen Kontaktstifte 33, die als elektrische Verbindungselemente dienen, erfolgt die elektrische Kontaktierung der Magnetspule 1 und damit deren Erregung.

Völlig unabhängig vom Funktionsteil 30 wird eine zweite Baugruppe hergestellt, die im folgenden als Anschlußteil 40 bezeichnet wird. Das eigenständige und vormontierte Anschlußteil 40 ist in Figur 1 nur symbolisch angedeutet; der Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines Anschlußteils 40 in detaillierter Kennzeichnung entnehmbar, das auch auf die nur angedeuteten Anschlußteile 40 der Figuren 1 und 2 übertragbar ist. Das Anschlußteil 40 zeichnet sich vor allen Dingen dadurch aus, daß es den elektrischen und den hydraulischen Anschluß des Brennstoffeinspritzventils umfaßt. Das weitgehend als Kunststoffteil ausgeführte Anschlußteil 40 besitzt deshalb einen als Brennstoffeinlaßstutzen dienenden rohrförmigen Grundkörper 42. In eine konzentrisch zu einer Anschlußteillängsachse 10' verlaufende Strömungsbohrung 43 des Brennstoffeinlaßstutzens 42, die von dem zuströmseitigen Ende des Brennstoffeinspritzventils aus in axialer Richtung vom Brennstoff durchströmt wird, ist ein Brennstoffilter 44 eingeschoben oder eingepreßt (Figur 3). Der Brennstoffilter 44 ragt in die Strömungsbohrung 43 des Brennstoffeinlaßstutzens 42 an dessen zulaufseitigem Ende und sorgt für die Herausfiltrierung solcher Brennstoffbestandteile, die aufgrund ihrer Größe im Einspritzventil Verstopfungen oder Beschädigungen verursachen könnten. Die Strömungsbohrung 43 kann dabei über ihre axiale Länge z. B. mehrfach gestuft ausgebildet sein.

Eine hydraulische Verbindung von Anschlußteil 40 und Funktionsteil 30 wird beim vollständig montierten Brennstoffeinspritzventil dadurch erreicht, daß die Strömungsbohrungen 43 und 28 beider Baugruppen so zueinander gebracht werden, daß ein ungehindertes Durchströmen des Brennstoffs gewährleistet ist. Dabei liegen dann z. B. die Stirnflächen 48 und 32 des Anschlußteiles 40 und des Funktionsteils 30 unmittelbar aneinander und sind fest miteinander verbunden. Im Verbindungsbereich können beispielsweise zur sicheren Abdichtung Dichtelemente vorgesehen sein.

Außerdem sind im Anschlußteil 40 zwei elektrische Kontaktelemente 45 vorgesehen, die während des Kunststoffspritzgußprozesses des Grundkörpers 42 umspritzt werden und nachfolgend im Kunststoff eingebettet vorliegen. Zu dem weitgehend als Brennstoffeinlaßstutzen dienenden Grundkörper 42 aus Kunststoff gehört auch ein mitangespritzter elektrischer Anschlußstecker 46 (Figur 3). Die elektrischen Kontaktelemente 45 enden an ihrem einen Ende als freiliegende Kontaktpins 47 des elektrischen Anschlußsteckers 46, der mit einem entsprechenden nicht gezeigten elektrischen Anschlußelement, wie z. B. einer Kontaktleiste, zur vollständigen elektrischen Kontaktierung des Einspritzventils verbunden werden kann. An ihrem dem Anschlußstecker 46 gegenüberliegenden Ende verlaufen die Kontaktelemente 45 bis zu einer unteren Stirnfläche 48 des Anschlußteils 40 und bilden dort ein elektrisches Verbindungselement 49, das z. B. buchsenartig ausgeführt sein kann. Beim vollständig montierten Brennstoffeinspritzventil wirken die elektrischen Verbindungselemente 33 und 49 so zusammen, daß eine sichere elektrische Verbindung entsteht, wobei die Kontaktstifte 33 z. B. in die buchsenartigen Verbindungselemente 49 am Anschlußteil 40 eingreifen. Über den elektrischen Anschlußstecker 46 und über den elektrischen Verbindungsbereich 33, 49 erfolgt somit die elektrische Kontaktierung der Magnetspule 1 und damit deren Erregung.

Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines teilweise dargestellten Brennstoffeinspritzventils. Die gegenüber dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gleichbleibenden bzw. gleichwirkenden Bauteile sind dabei durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Das Brennstoffeinspritzventil der Figur 2 entspricht im wesentlichen dem Brennstoffeinspritzventil der Figur 1, weshalb im folgenden nur die sich unterscheidenden Bereiche des Magnetkreises näher erläutert werden. Zur Führung der Ventilnadel 12 und dabei speziell des Ankers 17 ist in dem Funktionsteil 30 eine langgestreckte ferritische Hülse 52 vorgesehen, die zumindest im Bereich des Ankers 17 eine bezüglich des Innendurchmessers maßgenaue innere Öffnung 53 besitzt. Die Hülse 52 endet in stromabwärtiger Richtung gesehen beispielsweise im Bereich des Leitabschnitts 8 des Ventilmantels 5, mit dem sie beispielsweise mit einer Schweißnaht 54 fest verbunden ist. In die innere Öffnung 53 der Hülse 52 ist neben der axial beweglichen Ventilnadel 12 ebenso der Kern 2 eingebracht, der wiederum nach erfolgter Hubeinstellung fest mit dem Ventilgehäuse verbunden wird, im konkreten Fall mit der Hülse 52 mit einer oberen Schweißnaht 55. Neben der Führung des Ankers 17 bzw. der Aufnahme des Kerns 2 erfüllt die Hülse 52 auch eine Abdichtfunktion, so daß im in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine trockene Magnetspule 1 vorliegt. Das wird auch dadurch erreicht, daß anstelle des Deckelabschnitts 3 des Kerns 2 nun ein scheibenförmiges Abdeckelement 56 die Magnetspule 1 an ihrer dem Anschlußteil 40 zugewandten Seite überdeckt. Das auf dem Ventilmantel 5 aufliegende Abdeckelement 56 ist durch die Schweißnaht 6 fest mit dem Ventilmantel 5 verbunden. Eine innere Bohrung 58 im Abdeckelement 56 erlaubt es, die Hülse 52 und somit auch den Kern 2 verlängert auszubilden, so daß beide die Bohrung 58 durchragend über die obere Stirnfläche 32 in Richtung zum Anschlußteil 40 hin hinausstehen, wobei die obere Stirnfläche 32 durch das Abdeckelement 56 festgelegt ist. Bei der Montage des Anschlußteils 40 auf dem Funktionsteil 30 kann der überstehende Teil des Kerns 2 und der Hülse 52 zur Erhöhung der Verbindungsstabilität in die Strömungsbohrung 43 des Anschlußteils 40 hineinragen. Im Verbindungsbereich beider Baugruppen 30 und 40 ist z. B. ein Dichtring 59 vorgesehen, der auf der Stirnfläche 32 des Abdeckelements 56 aufliegend die Hülse 52 umgibt.

Figur 3 zeigt die beiden eigenständigen und bereits vormontierten Baugruppen Funktionsteil 30 und Anschlußteil 40 vor der endgültigen Montage des Brennstoffeinspritzventils. Das Anschlußteil 40 wird durch einen den Brennstoffeinlaßstutzen 42 darstellenden Kunststoffgrundkörper gebildet, an dem unmittelbar der elektrische Anschlußstecker 46 mitausgeformt ist. Der elektrische Anschlußstecker 46 wird im Kunststoffspritzgußprozeß zur Herstellung des Anschlußteils 40 an dem Brennstoffeinlaßstutzen 42 mitangespritzt. Entlang der Anschlußteillängsachse 10' verläuft im Brennstoffeinlaßstutzen 42 die durchgehende, z. B. gestufte Strömungsbohrung 43, in die an ihrem zulaufseitigen Ende der Brennstoffilter 44 eingebracht ist. Die Strömungsbohrung 43 endet an der unteren, stromabwärtigen Stirnfläche 48 des Anschlußteils 40, wobei diese Stirnfläche 48 im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 nicht senkrecht, d. h. also geneigt zur Anschlußteillängsachse 10' verläuft. Das Funktionsteil 30 entspricht dem bereits in Figur 1 dargestellten Funktionsteil 30. Das Funktionsteil 30 erstreckt sich ebenso entlang einer Ventillängsachse 10, wobei besonders der Kern 2, der Ventilmantel 5 und der Anker 17 konzentrisch zur Ventillängsachse 10 ausgebildet sind. Dem Anschlußteil 40 zugewandt schließt das Funktionsteil 30 mit einer oberen, stromaufwärtigen Stirnfläche 32 ab. Im montierten Zustand des Brennstoffeinspritzventils liegen die beiden Stirnflächen 32 und 48 des Funktionsteils 30 und des Anschlußteils 40 derart aneinander an, daß die elektrischen Verbindungselemente 33 und 49 sowie die hydraulischen Verbindungselemente 28 und 43 zusammenwirken.

Da die Stirnfläche 48 des Anschlußteils 40 geneigt zur Anschlußteillängsachse 10', die Stirnfläche 32 des Funktionsteils 30 jedoch senkrecht zur Ventillängsachse 10 verläuft, ergibt sich ein abgeknicktes bzw. abgewinkeltes Brennstoffeinspritzventil, bei dem die beiden Längsachsen 10 und 10' unter einem Winkel a zueinander verlaufen und also nicht miteinander fluchten. Ein vorteilhaftes Anwendungsbeispiel eines solchen abgewinkelten Brennstoffeinspritzventils zeigt Figur 4. Das Brennstoffeinspritzventil ist bei einer solchen Brennstoffeinspritzanordnung in einer Ventilaufnahme 69 an einem Saugrohr 60, das zu einem Brennraum 61 der Brennkraftmaschine führt, angeordnet. Die Ventilaufnahme 69 erstreckt sich entlang einer Aufnahmelängsachse 70. In vorteilhafter Weise besitzt die Aufnahmelängsachse 70 einen anderen Richtungssinn als die Ventillängsachse 10 des Funktionsteils 30.

Das Brennstoffeinspritzventil befindet sich unmittelbar vor wenigstens einem Einlaßventil 62 des Brennraums 61. Über das beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende und sich entlang einer Saugrohrlängsachse 71 erstreckende Saugrohr 60 wird die Ansaugluft für die Brennkraftmaschine bereitgestellt, wobei die Steuerung der Luftmenge über ein nicht dargestelltes Drosselorgan stromaufwärts des Brennstoffeinspritzventils im Saugrohr 60 erfolgt. Das Brennstoffeinspritzventil ist so an dem Saugrohr 60 angebracht und ausgerichtet, daß der abzuspritzende Brennstoff im wesentlichen direkt auf das Einlaßventil 62 mit einem Brennstoffstrahl 65 zielt, und nicht auf die Wandungen des Saugrohrs 60 bzw. des Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine, in dem das Einlaßventil 62 angeordnet ist.

Das zielgenaue Abspritzen des Brennstoffs auf das Einlaßventil 62 ohne Benetzung der Wandungen wird besonders durch die zweiteilige Ausbildung des Brennstoffeinspritzventils erzielt, wobei über die Neigung der Stirnfläche 48 am Anschlußteil 40 ganz gezielt der Abspritzwinkel eingestellt werden kann. Durch das Abwinkeln des Funktionsteils 30 gegenüber dem Anschlußteil 40 läßt sich die Strahlgeometrie gegenüber der bekannter Brennstoffeinspritzventile deutlich flexibler gestalten. Das Brennstoffeinspritzventil kann am Saugrohr 60 als sogenannter extended tip injector vorgesehen sein, was bedeutet, daß der Abspritzpunkt des Einspritzventils in das Saugrohr 60 hinein vorgesetzt ist. Dies kann sogar so weit geschehen, daß das Funktionsteil 30 weitgehend innerhalb des Saugrohrs 60 liegt, so daß also sogar der elektromagnetische Kreis 1, 2, 5 weitgehend ins Saugrohr 60 vorgesetzt ist. Das Brennstoffeinspritzventil kann in der Ventilaufnahme 69 derart eingebaut sein, daß die verlängerte Ventillängsachse 10 des Funktionsteils 30 entweder die Saugrohrlängsachse 71 schneidet oder auch nicht schneidet, so daß im letzteren Fall die beiden vorgenannten Längsachsen 10 und 71 windschief zueinander liegen (z.B. interessant bei eigenwilliger asymmetrischer Zylinderkopfgestaltung). Für eine wirkungsvolle Abdichtung zwischen dem Brennstoffeinspritzventil und der es aufnehmenden Ventilaufnahme 69 am Saugrohr 60 sorgen Dichtringe 63 und 64, z. B. O-Ringe.

Die beiden Baugruppen Funktionsteil 30 und Anschlußteil 40 werden nach der entsprechenden Vormontage in einem letzten Verfahrensschritt miteinander fest verbunden. Dazu werden das Funktionsteil 30 und das Anschlußteil 40 so aneinander gebracht, daß die Stirnflächen 32 und 48 aneinanderliegen und eine elektrische und hydraulische Verbindung beider Baugruppen 30, 40 vorgenommen wird. Als Verfahren zum Fügen der beiden Baugruppen 30 und 40 eignen sich besonders Kleben, Ultraschallschweißen oder Bördeln. Beim Kleben ist besonders darauf zu achten, daß die Klebeverbindung ausreichend auf Zug beanspruchbar ist. Um ein Verbinden mittels Ultraschallschweißen vornehmen zu können, sollte an dem Funktionsteil 30 im Bereich der oberen Stirnfläche 32 ein Kunststoffbereich vorgesehen werden, der z. B. bei der Umspritzung der Magnetspule 1 mit ausformbar ist.

Neben den verschiedenen anwendbaren Fügeverfahren sind auch unterschiedliche Möglichkeiten des Herstellens der elektrischen und hydraulischen Verbindung denkbar. Zwei Möglichkeiten der hydraulischen Verbindung des Funktionsteils 30 und des Anschlußteils 40 sind bereits den Figuren 1 und 2 entnehmbar. Einerseits können die Strömungsbohrungen 28 und 43 auf Stoß miteinander verbunden sein (Figur 1); andererseits können die Strömungsbohrungen 28 und 43 teilweise überlappend ineinandergreifen (Figur 2). Die elektrische Kontaktierung kann z. B. derart erfolgen, daß zwei Kontaktstifte 33 des Funktionsteils 30 in zwei Kontaktbuchsen 49 des Anschlußteils 40 eingreifen. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, die elektrischen Verbindungselemente 49 am Anschlußteil 40 in Stiftform vorzusehen, während dann die elektrischen Verbindungselemente 33 des Funktionsteils 30 buchsenartig ausgeführt wären. Eine andere Möglichkeit besteht darin, nahe der jeweiligen Stirnflächen 32 und 48 jeweils ein steckerähnliches und buchsenähnliches Verbindungselement 33, 49 auszubilden, die dann wechselseitig miteinander zusammenwirken. Eine elektrische Kontaktierung kann aber ebenso beispielsweise mit der CIN: :APSE®-Technologie erzielt werden, bei der mit Gold beschichtete Molybdändrähte als Knopfkontakt knäuelartig ausgebildet sind. Diese lötfreie Verbindungstechnologie erlaubt das Herstellen von sehr zuverlässigen elektrischen Verbindungen, die mechanisch vollkommen resonanzfrei sind.

Alle beschriebenen Ausführungsbeispiele der Brennstoffeinspritzventile besitzen den Vorteil einer kostengünstigen Herstellbarkeit mit sehr vielen Bauformvarianten. In einer großen Stückzahl weitgehend baugleich gefertigte Funktionsteile 30 können mit sehr vielen verschiedenen Anschlußteilen 40, die sich beispielsweise in der Größe, in der Ausgestaltung des elektrischen Anschlußsteckers 46 oder auch in der Ausbildung der Stirnfläche 48 unterscheiden, verbunden werden. Die Logistik bei der Herstellung von Brennstoffeinspritzventilen wird grundsätzlich somit vereinfacht.

Claims (14)

1. Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einem wenigstens eine Magnetspule (1), einen Innenpol (2) und einen Außenpol (5) umfassenden elektromagnetischen Kreis, mit einem Ventilschließkörper (18), der Teil einer im elektromagnetischen Kreis bewegbaren Ventilnadel (12) ist und der mit einem an einem Ventilsitzkörper (14) vorgesehenen Ventilsitz (15) zusammenwirkt, mit einem elektrischen Anschluß (45, 46, 47)und mit einem hydraulischen Anschluß (42, 43), wobei das Brennstoffeinspritzventil ein vormontiertes Funktionsteil (30) und ein vormontiertes Anschlußteil (40) aufweist und das Funktionsteil (30) im wesentlichen den elektromagnetischen Kreis (1, 2, 5), ein Dichtventil aus Ventilsitzkörper (14) und Ventilschließkörper (18), elektrische Verbindungselemente (33) und hydraulische Verbindungselemente (28) umfaßt, und das Anschlußteil (40) den elektrischen Anschluß (45, 46, 47), den hydraulischen Anschluß (42, 43), elektrische Verbindungselemente (49) und hydraulische Verbindungselemente (43) besitzt, wobei das Funktionsteil (30) und das Anschlußteil (40) eigenständige Baugruppen bilden, die fest miteinander verbindbar sind, und durch das Zusammenwirken der elektrischen Verbindungselemente (33, 49) und der hydraulischen Verbindungselemente (28, 43) eine zuverlässige elektrische und hydraulische Verbindung beider Baugruppen (30, 40) gewährleistet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromagnetische Kreis (1, 2, 5) des Funktionsteils (30) einen Kern (2) aufweist, der eine innere, durchgehende Strömungsbohrung (28) besitzt, die einen Brennstoffdurchlaß in Richtung zum Dichtventil (14, 18) bildet.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil (40) weitgehend ein Kunststoffkörper ist, der einen Brennstoffeinlaßstutzen (42) mit einer durchgehenden Strömungsbohrung (43) bildet, wobei am Brennstoffeinlaßstutzen (42) ein elektrischer Anschlußstecker (46) ausgeformt ist.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von dem elektrischen Anschlußstecker (46) ausgehend wenigstens zwei Kontaktelemente (45) durch das Anschlußteil (40) bis hin zu den elektrischen Verbindungselementen (49) verlaufen.
4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungselemente (49) nahe einer stromabwärtigen Stirnfläche (48) des Anschlußteils (40) ausgebildet sind, an der sich auch das stromabwärtige Ende der Strömungsbohrung (43) befindet.
5. Brennstoff einspritzventil nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungselemente (49) des Anschlußteils (40) steckerähnlich und/oder buchsenähnlich ausgeführt sind.
6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Magnetspule (1) des Funktionsteils (30) ausgehend Kontaktstifte verlaufen, die als elektrische Verbindungselemente (33) nahe einer stromaufwärtigen Stirnfläche (32) des Funktionsteils (30) enden.
7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungselemente (33) des Funktionsteils (30) steckerähnlich und/oder buchsenähnlich ausgeführt sind.
8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungselemente des Funktionsteils (30) zwei Kontaktstifte (33) und die elektrischen Verbindungselemente des Anschlußteils (40) zwei Kontaktbuchsen (49) sind.
9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stirnflächen (32, 48) des Funktionsteils (30) und des Anschlußteils (40) im montierten Zustand des Brennstoffeinspritzventils derart aneinanderliegen, daß die elektrischen Verbindungselemente (33, 49) und die hydraulischen Verbindungselemente (28, 43) zusammenwirken.
10. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) des Funktionsteils (30) so ausgeführt ist, daß er im montierten Zustand des Brennstoffeinspritzventils in die Strömungsbohrung (43) des Anschlußteils (40) hineinragt.
11. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Anschlußteil (40) entlang einer Anschlußteillängsachse (10') und das Funktionsteil (30) entlang einer Ventillängsachse (10) erstrecken, die im montierten Zustand des Brennstoffeinspritzventils miteinander nicht fluchten.
12. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil (40) eine stromabwärtige Stirnfläche (48) hat, die geneigt zur Anschlußteillängsachse (10') verläuft.
13. Verwendung eines Brennstoffeinspritzventils nach einem der Ansprüche 1 bis 12, das ein Funktionsteil (30) und ein Anschlußteil (40) besitzt, in einer Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Saugrohr (60) und einer sich entlang einer Aufnahmelängsachse (70) erstreckenden Ventilaufnahme (69) an dem Saugrohr (60), dadurch gekennzeichnet, daß die Ventillängsachse (10) des Funktionsteils (30) einen anderen Richtungssinn aufweist als die Aufnahmelängsachse (70) der Ventilaufnahme (69).
14. Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr (60) eine Saugrohrlängsachse (71) aufweist, die von der verlängerten Ventillängsachse (10) nicht geschnitten wird.

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