EP1364115B1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

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EP1364115B1
EP1364115B1 EP02717966A EP02717966A EP1364115B1 EP 1364115 B1 EP1364115 B1 EP 1364115B1 EP 02717966 A EP02717966 A EP 02717966A EP 02717966 A EP02717966 A EP 02717966A EP 1364115 B1 EP1364115 B1 EP 1364115B1
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injection valve
connecting plug
valve
valve according
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Dieter Maier
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M51/005—Arrangement of electrical wires and connections, e.g. wire harness, sockets, plugs; Arrangement of electronic control circuits in or on fuel injection apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
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    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
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    • F02M2200/16—Sealing of fuel injection apparatus not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/90—Selection of particular materials
    • F02M2200/9015—Elastomeric or plastic materials

Definitions

  • the invention is based on a fuel injector according to the preamble of claim 1.
  • a disadvantage of that known from DE 198 53 102 A1 Fuel injector is particularly that with the Plastic encapsulation one-piece electrical Plug contact only through great effort by retrofitting the Injection molding machines adapted to different connector systems can be.
  • the line of fuel is off Injection molded plastic part disadvantageous because of Plastic is exposed to the solvent power of the fuel and thereby leaks by loosening the plastic may occur. Furthermore, the stability of the Connection part by heating and subsequent deformation insufficient when operating the internal combustion engine guaranteed.
  • the fuel injector according to the invention with the has characteristic features of claim 1 in contrast, the advantage that the metallic hollow body, which in an inlet end of the valve sleeve of the Fuel injector is inserted that Fuel injector both stabilized as well neutral basis for the assembly of various connectors provides the easy way to extend the Fuel injector can be clipped.
  • the connector by means of a Mounted on the metallic hollow body or can be clipped, the bracket for example how a spring washer can be designed, the metallic Hollow body partially includes.
  • the contact lugs of the magnetic coil are advantageously and the connector parallel to each other and to Valve sleeve aligned, which is easy to assemble and subsequent connection enabled.
  • Another advantage is that both Fuel injector as well as the metallic one Hollow bodies can be produced separately and then can be combined without the conventional components the design of the fuel injectors changed Need to become.
  • Fig. 1 shows in a partial, schematic Sectional view of a longitudinal section through a Fuel injection valve 1, which in particular for Injecting fuel into a not shown Intake pipe of an internal combustion engine is suitable.
  • the fuel injection valve 1 comprises a solenoid coil 2, which is wound on a bobbin 3.
  • the coil former 3 is encapsulated in a valve housing 4 and through a Cover 5 completed.
  • On the coil carrier 3 is one Contact lug 6 formed in the embodiment parallel to a longitudinal axis 33 of the Fuel injector 1 is aligned.
  • the coil former 3 is supported by a valve sleeve 7 penetrated, which is tubular and a therein comprises expanded or welded support tube 8, which serves as the inner pole of the magnet coil 2.
  • a valve sleeve 7 penetrated, which is tubular and a therein comprises expanded or welded support tube 8, which serves as the inner pole of the magnet coil 2.
  • the magnet coil 2 can, for example, the valve housing 4 serve.
  • An armature 9 is located on the outflow side of the support tube 8 arranged in one piece with a valve needle 10 is trained.
  • Flow openings 11 are provided, which the Fuel injection valve 1 flowing through fuel a seal seat.
  • valve needle 10 is preferably in operative connection with welding a spherical in the embodiment Valve closing body 13, which has a valve seat body 14 forms a sealing seat. Downstream of the sealing seat is in a spray plate 34 at least one spray orifice 15 trained from which the fuel in the no further the intake manifold shown is injected.
  • the anchor 9 is in the idle state of the Fuel injector 1 from a return spring 16 so applied that the fuel injector 1 by the Pressure of the valve closing body 13 on the valve seat body 14 is kept closed.
  • the return spring 16 is in a recess 17 of the armature 9 or the support tube 8 arranged and is on by an adjusting sleeve 18 Brought preload.
  • the adjusting sleeve 18 is on the inlet side a cup-shaped filter element 19 in the valve sleeve 7 preferably pressed.
  • the fuel generated by a central fuel supply 20 is supplied, flows through the fuel injector 1 through the recess 17 and the flow openings 11 to the sealing seat and Spray opening 15.
  • the fuel injector 1 is closed as soon as the the solenoid 2 exciting current turned off and that Magnetic field is reduced so far that the return spring 16th the anchor 9 pushes off the support tube 8, whereby the Valve needle 10 moves in the outflow direction and the Valve closing body 13 is placed on the valve seat body 14.
  • Fig. 2 shows that in an excerpted sectional view shown in Fig. 1 and with the invention Measures equipped and assembled Fuel injector 1. The same components are included matching reference numerals. On a Repeating description of already known components to be dispensed with.
  • the fuel injection valve 1 is in a final production state in FIG. 2 shown.
  • a collar 22 is on that Valve housing 4 attached at its lower end or injection molded, whereby an annular groove is formed in the one first seal 23 is introduced.
  • a tubular, metallic hollow body 25 inserted and with the valve sleeve 7 z. B. in the area of the filter element 19th welded.
  • a customer-specific connector 26 On the metallic hollow body 25 is a customer-specific connector 26 by means of a preferably made of plastic holder 27th attached, which is designed for example as a spring washer and the metallic hollow body 25 at least partially embraces.
  • the connector plug 26 has a contact tab 28 on the contact lug 6 of the magnet coil 2 aligned and after assembly using suitable Techniques such as B. welding, soldering or gluing or with a clamp or plug connection is connected to it.
  • the fuel injector 1 has the connector 26 a plastic sleeve 29, which the contact tab 28th surrounds and protrudes beyond them.
  • the plastic sleeve 29 is also known as a clip connector and has one circumferential groove 30, which in the further processing as Approach to a molding tool.
  • the seal between the connector 26 and the Plastic encapsulation 31 takes place by melting the Connector 26 in the area of targeted, circular circumferential tips 35 in the central region 36 of the connector 26, which is why the plastic Plastic extrusion 31 have a higher melting point must be the same as that of the connector 26.
  • the connector 26 is in a certain desired plastic paint used, so that for Color coding serving connector 26 the Fuel injector 1 without additional information characterize clearly. About one Different valve types can be very color coded simply assign.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1.
Aus der DE 198 53 102 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen bekannt, das aus zwei vormontierten eigenständigen Baugruppen zusammengesetzt ist. Dabei umfaßt ein Funktionsteil im wesentlichen einen elektromagnetischen Kreis und ein Dichtventil, während ein Anschlußteil hauptsächlich von einem hydraulischen Anschluß und einem elektrischen Anschluß gebildet ist. Im fertig montierten Brennstoffeinspritzventil wirken elektrische Verbindungselemente und hydraulische Verbindungselemente beider Baugruppen zusammen, so daß eine zuverlässige elektrische und hydraulische Verbindung gewährleistet ist. Die mechanische Verbindung beider Baugruppen und eine hohe Stabilität des Brennstoffeinspritzventils sowie eine ausreichende Dichtheit garantiert eine Umspritzung im Verbindungsbereich.
Nachteilig bei dem aus der DE 198 53 102 A1 bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere, daß der mit der Kunststoffumspritzung einteilig hergestellte elektrische Steckkontakt nur durch großen Aufwand mittels Umrüstung der Spritzgußmaschinen auf verschiedene Steckersysteme angepaßt werden kann.
Außerdem ist die Leitung des Brennstoffs durch das aus Kunststoff gespritzte Anschlußteil von Nachteil, da der Kunststoff der Lösungskraft des Brennstoffs ausgesetzt ist und dadurch Undichtigkeiten durch Anlösen des Kunststoffes auftreten können. Ferner ist die Stabilität des Anschlußteils durch Erwärmung und nachfolgende Verformung beim Betrieb der Brennkraftmaschine nicht ausreichend gewährleistet.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß der metallische Hohlkörper, der in ein zulaufseitiges Ende der Ventilhülse des Brennstoffeinspritzventils eingeschoben wird, das Brennstoffeinspritzventil sowohl stabilisiert als auch die neutrale Basis für die Montage verschiedener Anschlußstecker bereitstellt, die in einfacher Weise an der Verlängerung des Brennstoffeinspritzventils angeclipt werden können.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Von Vorteil ist auch, daß der Anschlußstecker mittels einer Halterung auf den metallischen Hohlkörper aufgeschoben oder angeclipt werden kann, wobei die Halterung beispielsweise wie ein Federring ausgeführt sein kann, der den metallischen Hohlkörper teilweise umfaßt.
Vorteilhafterweise sind die Kontaktfahnen der Magnetspule und des Anschlußsteckers parallel zueinander und zur Ventilhülse ausgerichtet, was eine einfache Montage und nachfolgende Verbindung ermöglicht.
Weiterhin ist von Vorteil, daß sowohl das Brennstoffeinspritzventil als auch der metallische Hohlkörper getrennt herstellbar und anschließend kombinierbar sind, ohne daß die herkömmlichen Komponenten der Brennstoffeinspritzventile in ihrer Bauweise verändert werden müssen.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
einen schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Funktionsteils eines Brennstoffeinspritzventils, und
Fig. 2
einen schematischen Schnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Brennstoffeinspritzventil in Verbindung mit dem erfindungsgemäß ausgestalteten Anschlußteil.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig. 1 zeigt in einer ausschnittsweisen, schematisierten Schnittdarstellung einen Längsschnitt durch ein Brennstoffeinspritzventil 1, welches insbesondere zum Einspritzen von Brennstoff in ein nicht näher dargestelltes Saugrohr einer Brennkraftmaschine geeignet ist.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 umfaßt eine Magnetspule 2, die auf einen Spulenträger 3 gewickelt ist. Der Spulenträger 3 ist in einem Ventilgehäuse 4 gekapselt und durch einen Deckel 5 abgeschlossen. Am Spulenträger 3 ist eine Kontaktfahne 6 ausgebildet, die im Ausführungsbeispiel parallel zu einer Längsachse 33 des Brennstoffeinspritzventils 1 ausgerichtet ist.
Der Spulenträger 3 wird von einer Ventilhülse 7 durchgriffen, die rohrförmig ausgestaltet ist und ein darin eingespreiztes oder verschweißtes Stützrohr 8 umfaßt, welches als Innenpol der Magnetspule 2 dient. Als Außenpol der Magnetspule 2 kann beispielsweise das Ventilgehäuse 4 dienen. Abströmseitig des Stützrohres 8 ist ein Anker 9 angeordnet, der einstückig mit einer Ventilnadel 10 ausgebildet ist. In der Ventilnadel 10 sind Durchströmöffnungen 11 vorgesehen, die den das Brennstoffeinspritzventil 1 durchströmenden Brennstoff zu einem Dichtsitz leiten.
Im Bereich der Durchströmöffnungen 11 ist ein Ringfilter 12 zur Filterung des Brennstoffs angeordnet. Die Ventilnadel 10 steht vorzugsweise durch Schweißen in Wirkverbindung mit einem im Ausführungsbeispiel kugelförmigen Ventilschließkörper 13, der mit einem Ventilsitzkörper 14 einen Dichtsitz bildet. Stromabwärts des Dichtsitzes ist in einer Spritzlochscheibe 34 wenigstens eine Abspritzöffnung 15 ausgebildet, aus der der Brennstoff in das nicht weiter dargestellte Saugrohr eingespritzt wird.
Der Anker 9 ist im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 von einer Rückstellfeder 16 so beaufschlagt, daß das Brennstoffeinspritzventil 1 durch den Andruck des Ventilschließkörpers 13 auf den Ventilsitzkörper 14 geschlossen gehalten wird. Die Rückstellfeder 16 ist in einer Ausnehmung 17 des Ankers 9 bzw. des Stützrohres 8 angeordnet und wird durch eine Einstellhülse 18 auf Vorspannung gebracht. Zulaufseitig der Einstellhülse 18 ist ein topfförmiges Filterelement 19 in die Ventilhülse 7 vorzugsweise eingepreßt. Der Brennstoff, der durch eine zentrale Brennstoffzufuhr 20 zugeleitet wird, durchströmt das Brennstoffeinspritzventil 1 durch die Ausnehmung 17 und die Durchströmöffnungen 11 zum Dichtsitz und zur Abspritzöffnung 15.
Wird der Magnetspule 2 über eine nicht weiter dargestellte elektrische Leitung und die Kontaktfahne 6 ein elektrischer Strom zugeführt, baut sich ein magnetisches Feld auf, das bei ausreichender Stärke den Anker 9 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 16 entgegen der Strömungsrichtung des Brennstoffs in die Magnetspule 2 hineinzieht. Dadurch wird ein zwischen dem Anker 9 und dem Stützrohr 8 ausgebildeter Arbeitsspalt 21 geschlossen. Durch die Bewegung des Ankers 9 wird auch die mit dem Anker 9 einstückig ausgebildete Ventilnadel 10 in Hubrichtung mitgenommen, so daß der Ventilschließkörper 13 vom Ventilsitzkörper 14 abhebt und Brennstoff zur Abspritzöffnung 15 geleitet wird.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 wird geschlossen, sobald der die Magnetspule 2 erregende Strom abgeschaltet und das Magnetfeld soweit abgebaut ist, daß die Rückstellfeder 16 den Anker 9 vom Stützrohr 8 abdrückt, wodurch sich die Ventilnadel 10 in Abströmrichtung bewegt und der Ventilschließkörper 13 auf dem Ventilsitzkörper 14 aufsetzt.
Fig. 2 zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung das in Fig. 1 dargestellte und mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen ausgestattete und montierte Brennstoffeinspritzventil 1. Gleiche Bauteile sind dabei mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. Auf eine wiederholende Beschreibung bereits bekannter Bauteile kann verzichtet werden.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist in Fig. 2 in einem End-Fertigungszustand dargestellt. Ein Kragen 22 ist auf das Ventilgehäuse 4 an seinem unteren Ende aufgesteckt oder angespritzt, wodurch eine Ringnut gebildet ist, in die eine erste Dichtung 23 eingebracht ist.
In ein zulaufseitiges Ende 24 der Ventilhülse 7 ist ein rohrförmiger, metallischer Hohlkörper 25 eingeschoben und mit der Ventilhülse 7 z. B. im Bereich des Filterelements 19 verschweißt. An den metallischen Hohlkörper 25 wird ein kundenspezifischer Anschlußstecker 26 mittels einer vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Halterung 27 aufgesteckt, die beispielsweise als Federring ausgeführt ist und den metallischen Hohlkörper 25 zumindest teilweise umgreift. Der Anschlußstecker 26 weist eine Kontaktfahne 28 auf, die auf die Kontaktfahne 6 der Magnetspule 2 ausgerichtet und nach der Montage mittels geeigneter Techniken wie z. B. Schweißen, Löten oder Kleben oder mit einer Klemm- bzw. Steckverbindung mit dieser verbunden wird.
Zum Schutz der Kontaktfahne 28 bei der weiteren Bearbeitung des Brennstoffeinspritzventils 1 weist der Anschlußstecker 26 eine Kunststoffhülse 29 auf, die die Kontaktfahne 28 umgibt und über diese hinausragt. Die Kunststoffhülse 29 wird auch als Clip Connector bezeichnet und besitzt eine umlaufende Nut 30, die bei der weiteren Bearbeitung als Ansatz für ein Umspritzungswerkzeug dient.
Nach der Montage des Anschlußsteckers 26 werden das Brennstoffeinspritzventil 1 und der damit verbundene metallische Hohlkörper 25 mit einer Kunststoffumspritzung 31 versehen und zur Montage an einer Brennstoffverteilerleitung mit einer zweiten Dichtung 32 versehen. Dazu werden die jeweiligen kundenspezifischen elektrischen Anschlußstecker 26 beispielsweise in kundeneigene Umspritzungswerkzeuge eingebracht.
Die Abdichtung zwischen dem Anschlußstecker 26 und der Kunststoffumspritzung 31 erfolgt mittels Anschmelzens des Anschlußsteckers 26 im Bereich von gezielt angeformten, ringförmig umlaufenden Umlaufspitzen 35 im mittleren Bereich 36 des Anschlußsteckers 26, weshalb der Kunststoff der Kunststoffumspritzung 31 einen höheren Schmelzpunkt haben muß als der des Anschlußsteckers 26.
Idealerweise wird der Anschlußstecker 26 in einer bestimmten gewünschten Kunststoffarbe verwendet, so daß die zur Farbkennzeichnung dienenden Anschlußstecker 26 das Brennstoffeinspritzventil 1 ohne weitere Zusatzhinweise deutlich charakterisieren. Über eine solche Farbkennzeichnung lassen sich verschiedene Ventiltypen sehr einfach zuordnen.
Durch die vorstehend beschriebenen Maßnahmen ist es möglich, ein Brennstoffeinspritzventil 1 mit einer neutralen Magnetspule 2 und einer neutralen Kontaktfahne 6 herzustellen, das jeweils mit einem beliebigen elektrischen Anschlußstecker 26 versehen werden kann, ohne daß werksseitig für jeden der unterschiedlichen Anschlußstecker 26 ein Prüfstand und eine Fertigungseinrichtung zur Verfügung stehen muß.

Claims (8)

  1. Brennstoffeinspritzventil (1) mit einer Magnetspule (2), die mit einem von einer Rückstellfeder (16) beaufschlagten Anker (9) zusammenwirkt, der zusammen mit einer Ventilnadel (10) ein axial bewegliches Ventilteil bildet, wobei an der Ventilnadel (10) ein Ventilschließkörper (13) vorgesehen ist, der mit einem Ventilsitzkörper (14) einen Dichtsitz bildet, und wenigstens einer mit der Magnetspule (2) in leitender Verbindung stehenden ersten Kontaktfahne (6),
    dadurch gekennzeichnet, daß ein metallischer Hohlkörper (25) eine zulaufseitige Verlängerung des Brennstoffeinspritzventils (1) bildet und dabei in eine Ventilhülse (7) eingeschoben ist und ein Anschlußstecker (26) mit wenigstens einer zweiten Kontaktfahne (28) an einer Halterung (27) so an den metallischen Hohlkörper (25) angeklemmt ist, daß jeweils die zweite Kontaktfahne (28) des Anschlußsteckers (26) mit der ersten Kontaktfahne (6) der Magnetspule (2) in leitender Verbindung steht.
  2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kontaktfahne (6) der Magnetspule (2) parallel zur Ventilhülse (7) ausgerichtet ist.
  3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (27) des Anschlußsteckers (26) den metallischen Hohlkörper (25) zumindest teilweise umfaßt.
  4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kontaktfahne (28) des Anschlußsteckers (26) parallel zu der Anschlußfahne (6) der Magnetspule (2) ausgerichtet ist.
  5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstecker (26) nach der Montage sowie der Verbindung der ersten und zweiten Kontaktfahnen (6, 28) durch eine Kunststoffumspritzung (31) an dem metallischen Hohlkörper (25) fixiert ist.
  6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine an dem Anschlußstecker (26) vorgesehene Kunststoffhülse (29) eine Nut (30) aufweist, an der ein Umspritzungswerkzeug ansetzbar ist.
  7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstecker (26) außerhalb der Halterung (27) einen Bereich (36) aufweist, an dem wenigstens eine ringförmig erhabene Umlaufspitze (35) vorgesehen ist.
  8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 7 soweit auf Anspruch 5 rückbezogen,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der Kunststoffumspritzung (31) einen höheren Schmelzpunkt hat als der Kunststoff des Anschlußsteckers (26), so daß beim Umspritzen des Anschlußsteckers (26) die Umlaufspitzen (35) aufgeschmolzen werden und so eine dichte Verbindung erzielt wird.
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