EP1651860A1 - Brennstoffeinspritzventil und verfahren zu dessen montage - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil und verfahren zu dessen montage

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EP1651860A1
EP1651860A1 EP04738738A EP04738738A EP1651860A1 EP 1651860 A1 EP1651860 A1 EP 1651860A1 EP 04738738 A EP04738738 A EP 04738738A EP 04738738 A EP04738738 A EP 04738738A EP 1651860 A1 EP1651860 A1 EP 1651860A1
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filter element
support tube
injection valve
fuel
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Robert Bosch GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a fuel injection valve according to the preamble of claim 1 and a method for assembling a fuel injection valve according to claim 8.
  • a fuel injector is already known from DE 43 25 842 A1, in which a fuel filter is made in one piece with a retaining collar.
  • the retaining collar extends radially beyond the fuel inlet connector and has a nose outside the fuel inlet connector.
  • the circumferential nose of the retaining collar forms, together with a groove on the outer circumference of the fuel inlet connection, a snap connection, through which the fuel filter is fastened in a defined manner.
  • the main body of the fuel filter and the inner wall of the fuel inlet connector have only a clearance fit, so that any chip formation inside the fuel injector is avoided.
  • a disadvantage of the fuel injector known from DE 43 25 842 AI is, in particular, the high production expenditure which is incurred for fixing the filter either on the adjusting sleeve or on the fuel inlet connector. Furthermore, the filter and the adjusting sleeve are made of different materials, with chip removal and abrasion occurring mainly on the plastic of the filter, which can lead to malfunctions of the fuel injector due to the deposition of the particles.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of claim 1 and the method according to the invention for assembling a fuel injector with the characterizing features of claim 8 have the advantage of a quick and inexpensive manufacture and assembly as well as a chip-free and reliable fixing of the filter element in the fuel injector.
  • the outer contour of the support tube has grooves into which a glass fiber injection molding of the filter element is pressed under pressure.
  • the grooves can be introduced into the support tube in a simple manner by turning or with the aid of a shaped steel.
  • the press fit of the filter element is carried out by mounting an extension sleeve, the inner diameter of which is slightly smaller than the outer diameter of the filter element.
  • the filter element like conventional filter elements, can advantageously be produced in a cup-shaped manner from a woven material and a glass fiber plastic extrusion coating.
  • FIG. 1A shows a schematic section through an exemplary embodiment of a fuel injection valve according to the prior art
  • FIG. 1B is an excerpt of a schematic detail from the fuel injector shown in FIG. 1A in the area IB in FIG. 1A,
  • FIG. 2A shows a schematic illustration of an exemplary embodiment of a filter element for a fuel injection valve designed according to the invention
  • FIG. 2B shows a partial schematic representation of a fuel injector designed according to the invention with a filter element according to FIG. 2A.
  • Description of the embodiment 1 shows a longitudinal section through a fuel injection valve 1 according to the prior art, which is particularly suitable for injecting fuel into an intake manifold of an internal combustion engine (not shown in detail) in order to make the measures according to the invention easier to understand in a sectional, schematic sectional illustration.
  • the fuel injector 1 comprises a magnet coil 2 which is wound on a coil carrier 3.
  • the coil carrier 3 is encapsulated in a valve housing 4 and closed by a cover 5.
  • a contact lug 6 is formed on the coil carrier 3.
  • the coil carrier 3 is penetrated by a valve sleeve 7 which is tubular and comprises a support tube 8 which is spread or welded therein and which serves as the inner pole of the magnet coil 2.
  • the valve housing 4 can serve, for example, as the outer pole of the magnetic coil 2.
  • An armature 9 is arranged on the outflow side of the support tube 8 and is formed in one piece with a valve needle 10. Flow-through openings 11 are provided in the valve needle 10 and guide the fuel flowing through the fuel injection valve 1 to a sealing seat.
  • a ring filter 12 for filtering the fuel can be arranged in the area of the throughflow openings 11.
  • the valve needle 10 is preferably operatively connected by welding to a valve closing body 13 which is spherical in the exemplary embodiment and which forms a sealing seat with a valve seat body 14. Downstream of the sealing seat, at least one spray opening 15 is formed in a spray orifice plate 34, from which the fuel is injected into the intake manifold (not shown).
  • the armature 9 is in the idle state of the fuel injector 1 by a return spring 16 acts that the fuel injector 1 is kept closed by the pressure of the valve closing body 13 on the valve seat body 14.
  • the return spring 16 is arranged in a recess 17 of the armature 9 or the support tube 8 and is preloaded by an adjusting sleeve 18.
  • a cup-shaped filter element 19 is preferably pressed into the valve sleeve 7 on the inlet side of the adjusting sleeve 18.
  • the filter element 19 is provided with a brass ring 20, which enables the filter element 19 to be held securely in the fuel injection valve 1.
  • the fuel which is supplied by a central fuel supply 22, flows through the fuel injection valve 1 through the recess 17 and the flow openings 11 to the sealing seat and to the spray opening 15.
  • Valve needle 10 taken in the stroke direction, so that the
  • Valve closing body 13 lifts off the valve seat body 14 and fuel is directed to the spray opening 15.
  • FIG. 1B shows an excerpted sectional view of the detail designated IB in FIG. 1A from the fuel injector 1 shown in FIG. 1A.
  • the same components are provided with the same reference numerals. A repetitive description of already known components can be omitted.
  • the filter element 19 is cup-shaped and consists of a filter 21, which preferably consists of a woven material 24, and a brass ring 20 for fixing the filter element 19 in the fuel injector 1.
  • the brass ring 20 is inserted into an injection mold inserted and provided together with the actual filter 21 with a glass fiber plastic extrusion 25.
  • the brass ring 20 is preferably designed as a drawn part. The brass ring 20 and the complex sealing of the injection mold result in high production costs for the filter element 19 with the brass ring 20.
  • a fuel injection valve 1 designed according to the invention is equipped with a filter element 19 according to FIGS. 2A and 2B, which is fixed directly to the inner pole 8 of the fuel injection valve 1 without the aid of a brass ring 20.
  • FIG. 2A shows a schematic sectional illustration of an exemplary embodiment of a filter element 19 which is suitable for equipping a fuel injection valve 1 designed according to the invention.
  • the filter element 19 is pot-shaped similar to the known filter elements 19. It consists of a fabric material 24, which is provided with a glass fiber plastic extrusion 25.
  • the filter element 19 is mounted on the support tube 8 of the fuel injector 1 serving as the inner pole.
  • grooves 27 are provided in an outer contour 28 of the support tube 8, which can be produced in a simple manner, for example by turning or by means of a shaped steel.
  • the filter element 19 is plugged onto these grooves 27 in the area of the glass fiber plastic extrusion coating 25.
  • the filter element 19 is supported on a shoulder 29 of the support tube 8.
  • the attached filter element 19 has a slightly larger diameter than the support tube 8.
  • an extension sleeve 30 is then mounted on the support tube 8, which is used, for example, to connect to a fuel distribution line (not shown further), the outside diameter of the filter element 19 is calibrated to the inside diameter of the extension sleeve 30, which is slightly smaller than the outside diameter of the filter element 19.
  • the filter element 19 is pressed into the grooves 27 of the support tube 8 in the region of the glass fiber plastic extrusion coating 25. This ensures a secure hold of the filter element in the fuel injection valve 1 even in the event of strong temperature fluctuations.
  • the fuel injector 1 can be produced more economically by the measures according to the invention in a simple manner by eliminating the brass ring 20 without increasing the cost of other components.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiment and suitable for any construction of fuel injection valves 1, for. B. for fuel injection valves 1 for direct injection or for fuel injection valves 1 with connection to a common rail system.
  • any combination of the individual features is possible.

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Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen umfaßt eine Magnetspule (10), ein als Innenpol der Magnetspule (10) wirkendes Stützrohr (8) und ein Filterelement (19), wobei das Filterelement (19) mit einer Außenkontur (26) eines Stützrohres (8) des Brennstoffeinspritzventils (1) verpreßt ist.

Description

Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zu dessen Montage
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1 und einem Verfahren zur Montage eines Brennstoffeinspritzventils nach Anspruch 8.
Bei bereits bekannten Brennstoffeinspritzventilen sind Brennstoffilter in einen Brennstoffeinlaßstutzen eingepreßt und mittels eines Messingrings darin befestigt. Diese Befestigungsart bringt einerseits die Gefahr der Bildung von Abrieb und Spänen mit sich, die zu funktionalen Störungen des Brennstoffeinspritzventils führen können. Andererseits ist die Verwendung des teuren Materials Messing ein Kostenfaktor, welche die Kosten für das Brennstoffeinspritzventil wesentlich erhöht.
Aus der DE 43 25 842 AI ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, -bei dem ein Brennstoffilter einteilig mit einem Haltekragen ausgeführt ist. Der Haltekragen erstreckt sich radial über den Brennstoffeinlaßstutzen hinaus und besitzt außerhalb des Brennstoffeinlaßstutzens eine Nase. Die umlaufende Nase des Haltekragens bildet zusammen mit einer Nut am äußeren Umfang des Brennstoffeinlaßstutzens ei e RastVerbindung, durch die der Brennstoffilter definiert befestigt ist. Zwischen dem Grundkörper des Brennstoffilters und der inneren Wandung des Brennstoffeinlaßstutzens liegt nur eine Spielpassung vor, so daß jegliche Spanbildung im Inneren des Brennstoffeinspritzventils vermieden wird.
Nachteilig an dem aus der DE 43 25 842 AI bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere der hohe Fertigungsaufwand, der zur Fixierung des Filters entweder an der Einstellhülse oder an dem Brennstoffeinlaßstutzen anfällt. Ferner bestehen Filter und Einstellhülse aus unterschiedlichen Materialien, wobei an den Kontaktflächen vorwiegend am Kunststoff des Filters Abspanungen und Abrieb auftreten, was zu Fehlfunktionen des Brennstoffeinspritzventils durch die Ablagerung der Partikel führen kann.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage eines Brennstoffeinspritzventils mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 8 haben demgegenüber den Vorteil einer schnellen und kostengünstigen Herstellung und Montage sowie einer spanfreien und zuverlässigen Fixierung des Filterelements im Brennstoffeinspritzventil .
Dies wird dadurch erreicht, daß das Filterelement mit einer Außenkontur eines Stützrohres des Brennstoffeinspritzventils verpreßt ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennsto feinspritzventils möglich.
Vorteilhafterweise weist die Außenkontur des Stützrohres Rillen auf , in welche eine Glasf serkunststof fumspritzung des Filterelements unter Druck eingepreßt wird . Weiterhin ist von Vorteil, daß die Rillen in einfacher Weise durch Drehen oder mit Hilfe eines Formstahls in das Stützrohr einbringbar sind. Ebenso ist von Vorteil, daß die Preßpassung des Filterelements durch die Montage einer Verlängerungshülse erfolgt, deren Innendurchmesser geringfügig kleiner als ein Außendurchmesser des Filterelements ist. Das Filterelement ist vorteilhafterweise wie herkömmliche Filtereleτnente topfförmig aus einem Gewebematerial und einer Glasfaserkunststoffumspritzung herstellbar.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1A einen schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 1B einen auszugsweisen schematischen Ausschnitt aus dem in Fig. 1A dargestellten Brennstoffeinspritzventil im Bereich IB in Fig. 1A,
Fig. 2A eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Filterelements für ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Brennstoffeinspritzventil , und
Fig. 2B eine ausschnittsweise schematische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils mit einem Filterelement gemäß Fig. 2A.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Fig. 1 zeigt zur besseren Verständlichkeit der erfindungsgemäßen Maßnahmen zunächst in einer ausschnittsweisen, schematisierten Schnittdarstellung einen Längsschnitt durch ein Brennstoffeinspritzventil 1 gemäß dem Stand der Technik, 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.
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 kann ein Ringfilter 12 zur Filterung des Brennstoffs angeordnet sein. 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. Das Filterelement 19 ist dabei mit einem Messingring 20 versehen, welcher einen sicheren Halt des Filterelements 19 im Brennstoffeinspritzventil 1 ermöglicht.
Der Brennstoff, der durch eine zentrale Brennstoffzufuhr 22 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 23 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 Ventilsitzkδrper 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 Ventilschließkδrper 13 auf dem Ventilsitzkörper 14 aufsetzt. Fig. 1B zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung den in Fig. 1A mit IB bezeichneten Ausschnitt aus dem in Fig. 1A dargestellte Brennstoffeinspritzventil 1. Gleiche Bauteile sind dabei mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. Auf eine wiederholende Beschreibung bereits bekannter Bauteile kann verzichtet werden.
Wie bereits weiter oben erwähnt, ist das Filterelement 19 topfförmig ausgebildet und besteht aus einem Filter 21, der vorzugsweise aus einem Gewebematerial 24 besteht, und einem Messingring 20 zur Fixierung des Filterelements 19 im Brennstoffeinspritzventil 1. Bei der Herstellung wird der Messingring 20 in ein Spritzwerkzeug eingelegt und gemeinsam mit dem eigentlichen Filter 21 mit einer Glasfaserkunststoffumspritzung 25 versehen. Der Messingring 20 ist vorzugsweise als Tie ziehteil ausgelegt. Der Messingring 20 und die aufwendige Abdichtung des Spritzwerkzeugs bedingen hohe Herstellungskosten des Filterelements 19 mit dem Messingring 20.
Im Gegensatz dazu ist ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Brennstoffeinspritzventil 1 mit einem Filterelement 19 gemäß Fig. 2A und 2B ausgestattet, welches ohne Zuhilfenahme eines Messingrings 20 direkt am Innenpol 8 des Brennstoffeinspritzventils 1 fixiert ist.
Fig. 2A zeigt dabei in einer schematischen Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines Filterelements 19, welches zur Ausstattung eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstof einspritzventils 1 geeignet ist. Das Filterelement 19 ist ähnlich zu den bekannten Filterelementen 19 topfförmig ausgebildet. Es besteht aus einem Gewebematerial 24, welches mit einer Glasfaserkunststoffumspritzung 25 versehen ist.
Die Montage des Filterelements 19 erfolgt jedoch erfindungsgemäß, wie in Fig. 2B dargestellt, auf dem als Innenpol dienenden Stützrohr 8 des Brennstoffeinspritzventils 1. An einem zuströmseitigen Ende 26 des Stützrohrs 8 sind dabei Rillen 27 in einer Außenkontur 28 des Stützrohrs 8 vorgesehen, welche beispielsweise mittels Drehen oder durch einen Formstahl in einfacher Weise herstellbar sind. Das Filterelement 19 wird im Bereich der Glasfaserkunststoffumspritzung 25 auf diese Rillen 27 aufgesteckt. Das Filterelement 19 stützt sich dabei an einer Schulter 29 des Stützrohres 8 ab. Das aufgesteckte Filterelement 19 weist einen geringfügig größeren Durchmesser als das Stützrohr 8 auf.
Wird danach auf das Stützrohr 8 eine Verlängerungshülse 30 montiert, welches beispielsweise dem Anschluß an eine nicht weiter dargestellte BrennstoffVerteilerleitung dient, wird der Außendurchmesser des Filterelements 19 auf den Innendurchmesser der Verlängerungshülse 30 kalibriert, welcher geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des Filterelements 19 ist. Dadurch wird das Filterelement 19 im Bereich der Glasfaserkunststoffumspritzung 25 in die Rillen 27 des Stützrohrs 8 eingepreßt. Dadurch ist ein sicherer Halt des Filterelements im Brennstoffeinspritzventil 1 auch bei starken TemperaturSchwankungen gewährleistet . Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen in einfacher Weise durch den Wegfall des Messingrings 20 kostengünstiger ohne Verteuerung anderer Bauteile herstellbar.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt und für beliebige Bauweisen von Brennstoffeinspritzventilen 1 geeignet, z. B. für Brennstoffeinspritzventile 1 für Direkteinspritzung oder für Brennstoffeinspritzventile 1 mit Anbindung an ein Common- Rail -System. -Insbesondere sind beliebige Kombinationen der einzelnen Merkmale möglich.

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einer Magnetspule (10) , einem als Innenpol der Magnetspule (10) wirkenden Stützrohr (8) und einem Filterelement (19), dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (19) an einer Außenkontur (28) des Stützrohres (8) des Brennstoffeinspritzventils (1) befestigt ist .
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur (28) des Stützrohres (8) Rillen (27) aufweist .
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (27) mittels Drehen oder unter Verwendung eines Formstahls in das Stützrohr (8) eingebracht sind.
4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (8) abströmseitig der Rillen (27) eine
Schulter (29) aufweist.
5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Filterelement (19) an der Schulter (29) abstützt .
6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Preßpassung zwischen Filterelement (19) und Stützrohr (8) durch die Montage einer Verlängerungshülse (30) erreicht wird, welche einen Innendurchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als ein Außendurchmesser des Filterelements (19) ist.
7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (19) aus einem topfförmigen Filter (21) aus einem Gewebematerial (24) und einer Glas aserkunststoffumspritzung (25) besteht.
8. Verfahren zur Montage eines Brennstoffeinspritzventils (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkra tmaschinen mit einer Magnetspule (10) , einem als Innenpol der Magnetspule (10) wirkenden Stützrohr (8) und einem Filterelement (19) , wobei das Filterelement (19) an einer Außenkontur (26) des Stützrohres (8) des Brennstoffeinspritzventils (1) befestigt ist, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Herstellen eines topfförmigen Filters (21) aus einem Gewebematerial (24) ,
- Umspritzen des Filters (21) mit einer Glasfaserkunststoffumspritzung (25) ,
- Einbringen von Rillen (27) in die Außenkontur (28) des Stützrohres (8) des Brennstoffeinspritzventils (1) ,
- Aufstecken des Filterelements (19) auf die Außenkontur (28) des Stützrohres (8), - Montieren einer ' Verlängerungshülse (30) , deren Innendurchmesser geringfügig .kleiner als ein Außendurchmesser des Filterelements (19) ist, und
- Verpressen der Glasfaserkunststoffumspritzung (25) des Filterelements (19) mit den Rillen (27) der Außenkontur (28) des Stützrohres (8) durch den Montagedruck der Verlängerungshülse (30) .
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