EP2396536A1 - Einspritzventil - Google Patents

Einspritzventil

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EP2396536A1
EP2396536A1 EP09774677A EP09774677A EP2396536A1 EP 2396536 A1 EP2396536 A1 EP 2396536A1 EP 09774677 A EP09774677 A EP 09774677A EP 09774677 A EP09774677 A EP 09774677A EP 2396536 A1 EP2396536 A1 EP 2396536A1
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plastic extrusion
sleeve
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Robert Bosch GmbH
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    • F02M2200/90—Selection of particular materials
    • F02M2200/9038—Coatings

Definitions

  • the invention is based on an injection valve for the metered spraying of a fluid, in particular fuel, according to the preamble of claim 1.
  • a known fuel injection valve (DE 197 44 739 A1) has a composite of several parts housing, part of which is formed by an inlet port with a fuel inlet and a part of a diameter-stepped sleeve.
  • the tubular inlet nozzle dips into the larger diameter sleeve portion of the sleeve and partially into the smaller diameter sleeve portion of the sleeve and carries on its immersion end one
  • Magnetic coil of a valve needle driving electromagnet which is fixedly connected to the valve needle magnet armature in the immersed into the smaller diameter sleeve portion end of the inlet nozzle axially displaceable.
  • the open end of the smaller diameter sleeve portion is terminated by a valve body having a valve opening surrounding it
  • Valve seat is formed. With the valve seat acts formed at the end of the valve needle closing head for releasing and closing the valve opening together.
  • the valve body is followed by a spray-orifice plate.
  • the portion of the inlet nozzle protruding from the sleeve is enclosed by a plastic extrusion which covers the opening of the larger diameter sleeve portion of the sleeve and terminates at a distance from the inlet-side end of the inlet nozzle.
  • a connector for a solenoid coil of the electromagnet is poured.
  • the fuel injection valve is inserted into a valve seat in the cylinder head of an internal combustion engine and sealed against the wall of the valve seat by means of two sealing rings.
  • a lower sealing ring is in an abspritz- side, lower end of the smaller diameter sleeve portion of the sleeve existing annular groove added and pushed an upper sealing ring on the protruding from the plastic extrusion, inlet-side upper end of the inlet nozzle.
  • the upper sealing ring presses after installation of the injection valve in the valve seat on the annular end face of
  • the injection valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the additional sealing of the lower attachment point of the plastic extrusion on the housing of the injection valve, an absolute tightness of the injector is ensured in the long term and in the housing interior, e.g. on the solenoid, no corrosion damage.
  • the injector is thus "water-proof", i.e. insensitive to immersion in water, sludge and the like, as required for off-highway and commercial vehicles.
  • the additional sealing of the housing is realized by a lower cuff between housing and Kunststoffumspritzung cross-sealing sleeve, on the one hand on the plastic extrusion and on the other hand pressed onto the housing.
  • a lower cuff between housing and Kunststoffumspritzung cross-sealing sleeve on the one hand on the plastic extrusion and on the other hand pressed onto the housing.
  • the plastic extrusion is provided near its upper end with a circumferential outer groove and inserted into the outer groove, a sealing ring for sealing against the valve seat.
  • FIG. 2 shows a perspective side view of the injection valve in FIG. 1.
  • the injection valve shown in section in FIG. 2 in a perspective side view and in FIG. 1 serves, for example, for injecting fuel into an intake duct leading to a combustion chamber of an internal combustion engine or directly into the combustion chamber of the internal combustion engine or for metered spraying of another fluid, e.g. of urea-water solutions in exhaust systems of internal combustion engines for the purpose of reducing nitrogen oxides contained in the exhaust gas.
  • the injection valve has a housing 1 1, which is composed of three housing parts, namely from an inlet nozzle 12 with inlet opening 121 for the fluid, a valve tube 13, in which the end of the inlet nozzle 12 is immersed, and a pushed onto the valve tube 13 housing sleeve 14 having two different inner diameter sleeve portions 141 and 142.
  • the sleeve portion 141 with the larger inner diameter encloses a seated on the valve tube 13 magnetic coil 15 of an electromagnet for actuating a valve needle arranged in the interior of the valve tube 13.
  • the valve needle is connected in a known manner firmly with a magnet armature of the E- lektromagneten and pressed under the action of a arranged in the valve tube 13 valve closing spring with a closing head on a valve opening surrounding a valve seat of the injection valve.
  • the sleeve portion 142 of the housing sleeve 14 with the smaller inner diameter is seated in a form-fitting manner on the valve tube 13.
  • the housing 1 1 is surrounded by a plastic extrusion 16, from which the housing 11 projects axially with its fluid inlet side, upper housing end and its fluidabspritz purposeen, lower housing end.
  • the upper end of the fluid inlet side is separated from an end section of the inlet stub 12 and the lower side of the fluid ejection side of a part of the
  • Sleeve portion 141 having the larger inner diameter and the complete gene sleeve portion 142 formed with the smaller inner diameter.
  • a connector 20 is cast, the two plug contacts 21 are connected to the winding of the magnetic coil 15.
  • the injection valve is usually used in valve seats 17, 27, as they are indicated in Fig. 1 in part. In the case of a fuel
  • the lower valve seat 17 is a bore in the cylinder head of a combustion cylinder of the internal combustion engine and the upper valve seat 27, a bore in a fuel rail, which is fixed to the cylinder head.
  • two sealing rings 18, 19 are provided, of which a lower sealing ring 18 in a housing 1 1, more precisely in the sleeve portion 142 with the smaller inner diameter, recessed annular groove 26 rests and an upper Sealing ring 19 is seated on the protruding from the plastic extrusion 16 portion of the inlet nozzle 12.
  • a preferably made of an elastomer sealing sleeve 23 is used in the illustrated embodiment, which presses on the one hand on the plastic extrusion 16 and on the other hand on the housing 1 1, more precisely on the sleeve portion 141 of the housing sleeve 14 with the larger inner diameter.
  • the plastic extrusion 16 is provided near its upper end with a circumferential outer groove 24 and in the outer groove 24, a sealing ring 25, e.g. an O-ring, inserted, which presses in the valve seat 17 on the inner wall.
  • This sealing ring 25 is of particular advantage when an installation position of the injection valve is required, in which possibly the inlet opening 121 of the inlet nozzle 12 is spatially below the injection opening of the injection valve and thus this area in the operation of the motor vehicle also to an increased extent water, sludge or the like is exposed, or operating conditions occur in which the injector completely immersed in water.

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Abstract

Es wird ein Einspritzventil zum dosierten Abspritzen eines Fluids, insbesondere von Kraftstoff, angegeben, das ein Gehäuse (11) und eine das Gehäuse (11) umschließende Kunststoffumspritzung (16) aufweist, aus der das Gehäuse (11) mit einem fluidzulaufseitigen oberen Gehäuseende und einem fluidabspritzseitigen, unteren Gehäuseende herausragt. Zur Erzielung einer sog. „Watfähigkeit" des Einspritzventils ist die am unteren Ende der Kunststoffumspritzung (16) umlaufende Trennstelle (22) von Gehäuse (11) und Kunststoffumspritzung (16), vorzugsweise mittels einer Dichtmanschette (23), abgedichtet.

Description

Beschreibung
Titel Einspritzventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Einspritzventil zum dosierten Abspritzen eines Fluids, insbesondere von Kraftstoff, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein bekanntes Kraftstoff-Einspritzventil (DE 197 44 739 A1 ) weist ein aus mehreren Teilen zusammengesetztes Gehäuse auf, von denen ein Teil von einem Einlassstutzen mit einem Kraftstoffzulauf und ein Teil von einer im Durchmesser gestuften Hülse gebildet ist. Der rohrförmige Einlassstutzen taucht in den durchmessergrößeren Hülsenabschnitt der Hülse und teilweise in den durchmesser- kleineren Hülsenabschnitt der Hülse ein und trägt auf seinem Eintauchende eine
Magnetspule eines eine Ventilnadel antreibenden Elektromagneten, dessen mit der Ventilnadel fest verbundener Magnetanker in dem in den durchmesserkleineren Hülsenabschnitt eintauchenden Ende des Einlassstutzens axial verschieblich geführt ist. Das offene Ende des durchmesserkleineren Hülsenabschnitts ist von einem Ventilkörper abgeschlossen, an dem ein eine Ventilöffnung umgebender
Ventilsitz ausgebildet ist. Mit dem Ventilsitz wirkt ein am Ende der Ventilnadel ausgebildeter Schließkopf zum Freigeben und Schließen der Ventilöffnung zusammen. Dem Ventilkörper ist eine Spritzlochscheibe nachgeordnet. Der aus der Hülse herausragende Bereich des Einlassstutzens ist von einer Kunststoffum- spritzung umschlossen, die die Öffnung des durchmessergrößeren Hülsenabschnitts der Hülse abdeckt und mit Abstand von dem zulaufseitigen Ende des Einlassstutzens endet. In die Kunststoffumspritzung ist ein Anschlussstecker für eine Magnetspule des Elektromagneten eingegossen. Das Kraftstoff- Einspritzventil wird in eine Ventilaufnahme im Zylinderkopf einer Brennkraftma- schine eingesetzt und mittels zweier Dichtungsringe gegen die Wand der Ventilaufnahme abgedichtet. Dabei ist ein unterer Dichtungsring in einer am abspritz- seitigen, unteren Ende des durchmesserkleineren Hülsenabschnitts der Hülse vorhandenen Ringnut aufgenommen und ein oberer Dichtungsring auf das aus der Kunststoffumspritzung herausragende, zulaufseitige obere Ende des Einlassstutzens aufgeschoben. Der obere Dichtungsring presst sich nach Einbau des Einspritzventils in die Ventilaufnahme auf die ringförmige Stirnfläche der
Kunststoffumspritzung auf.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Einspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die zusätzliche Abdichtung der unteren Ansatzstelle der Kunststoffumspritzung am Gehäuse des Einspritzventils eine absolute Dichtheit des Einspritzventils langfristig gewährleistet wird und im Gehäuseinnern, z.B. an der Magnetspule, keine Korrosionsschäden auftreten. Das Einspritzventil ist da- mit „watfähig", d.h. unempfindlich gegen Eintauchen in Wasser, Schlamm und dgl., wie dies bei Gelände- und Nutzfahrzeugen gefordert wird.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Ein- spritzventils möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die zusätzliche Abdichtung des Gehäuses durch eine die untere Trennstelle zwischen Gehäuse und Kunststoffumspritzung übergreifende Dichtmanschette realisiert, die sich ei- nerseits auf die Kunststoffumspritzung und andererseits auf das Gehäuse auf- presst. Mit einer solchen, vorzugsweise aus einem Elastomer bestehenden Dichtmanschette wird die Dichtheit in fertigungstechnisch einfacher und zuverlässiger Weise ohne Eingriff in die Ventilkonstruktion erreicht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Kunststoffumspritzung nahe ihrem oberen Ende mit einer umlaufenden Außennut versehen und in die Außennut ein Dichtungsring zum Abdichten gegenüber der Ventilaufnahme eingelegt. Durch diesen oberen Dichtungsring wird die Watfähigkeit des Einspritzventils auch in Einbaulagen gewährleistet, in denen das Einspritzventil querliegend oder über Kopf eingesetzt ist, so dass z.B. das zulaufseitige Ende des Einspritzventils tiefer liegt als das abspritzseitige Ende. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Einspritzventils,
Fig. 2 eine perspektivische Seitenansicht des Einspritzventils in Fig. 1.
Das in Fig. 2 in perspektivischer Seitenansicht und in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Einspritzventil dient beispielsweise zum Einspritzen von Kraftstoff in einen zu einem Brennraum einer Brennkraftmaschine führenden Ansaugkanal oder direkt in den Brennraum der Brennkraftmaschine oder zum dosierten Abspritzen eines anderen Fluids, z.B. von Harnstoff-Wasser-Lösungen in Abgasanlagen von Brennkraftmaschinen zwecks Reduzierung von im Abgas enthaltenen Stickoxiden. Das Einspritzventil weist ein Gehäuse 1 1 auf, das aus drei Gehäuseteilen zusammengesetzt ist, und zwar aus einem Zulaufstutzen 12 mit Zulauföffnung 121 für das Fluid, einem Ventilrohr 13, in das das Ende des Zulaufstutzens 12 eintaucht, und einer auf das Ventilrohr 13 aufgeschobenen Gehäusehülse 14 mit zwei unterschiedliche Innendurchmesser aufweisenden Hülsenabschnitte 141 und 142. Der Hülsenabschnitt 141 mit dem größeren Innendurchmesser umschließt eine auf dem Ventilrohr 13 sitzende Magnetspule 15 eines Elektromagneten zur Betätigung einer im Innern des Ventilrohrs 13 angeordneten Ventilnadel. Die Ventilnadel ist in bekannter Weise fest mit einem Magnetanker des E- lektromagneten verbunden und unter der Wirkung einer im Ventilrohr 13 angeordneten Ventilschließfeder mit einem Schließkopf auf einen eine Ventilöffnung umgebenden Ventilsitz des Einspritzventils aufgepresst. Der Hülsenabschnitt 142 der Gehäusehülse 14 mit dem kleineren Innendurchmesser sitzt formschlüssig auf dem Ventilrohr 13 auf.
Das Gehäuse 1 1 ist von einer Kunststoffumspritzung 16 umschlossen, aus der das Gehäuse 11 mit seinem fluidzulaufseitigen, oberen Gehäuseende und seinem fluidabspritzseitigen, unteren Gehäuseende axial vorsteht. Das fluidzulauf- seitige, obere Gehäuseende wird dabei von einem Endabschnitt des Zulaufstut- zens 12 und das fluidabspritzseitige, untere Gehäuseende von einem Teil des
Hülsenabschnitts 141 mit dem größeren Innendurchmesser und dem vollständi- gen Hülsenabschnitt 142 mit dem kleineren Innendurchmesser gebildet. In die Kunststoffumspritzung 16 ist ein Anschlussstecker 20 eingegossen, dessen zwei Steckerkontakte 21 mit der Wicklung der Magnetspule 15 verbunden sind. Das Einspritzventil wird üblicherweise in Ventilaufnahmen 17, 27 eingesetzt, wie sie in Fig. 1 ausschnittweise angedeutet sind. Im Falle eines Kraftstoff-
Einspritzventils ist die untere Ventilaufnahme 17 eine Bohrung im Zylinderkopf eines Verbrennungszylinders der Brennkraftmaschine und die obere Ventilaufnahme 27 eine Bohrung in einem Kraftstoffverteiler, der am Zylinderkopf befestigt ist. Zur Abdichtung des Gehäuses 11 gegenüber den Ventilaufnahmen 17, 27 sind zwei Dichtungsringe 18, 19 vorgesehen, von denen ein unterer Dichtungsring 18 in einer im Gehäuse 1 1 , genauer gesagt in dem Hülsenabschnitt 142 mit dem kleineren Innendurchmesser, eingestochenen Ringnut 26 einliegt und ein oberer Dichtungsring 19 auf dem aus der Kunststoffumspritzung 16 herausragenden Abschnitt des Zulaufstutzens 12 sitzt.
Um Korrosionsschäden im Innern des Gehäuses 11 , insbesondere an der Magnetspule 15 zu verhindern, wie sie bei Einsatz des Einspritzventils in Kraftfahrzeugen, die einer rauhen Betriebsweise ausgesetzt sind, durch Eindringen von Wasser an der Trennstelle zwischen Gehäuse 1 1 und Kunststoffumspritzung 16 auftreten können, ist die am unteren Ende der Kunststoffumspritzung 16 umlaufende Trennstelle 22 von Gehäuse 11 und Kunststoffumspritzung 16 abgedichtet, also wasserdicht gemacht. Hierzu ist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine vorzugsweise aus einem Elastomer hergestellte Dichtmanschette 23 verwendet, die sich einerseits auf die Kunststoffumspritzung 16 und andererseits auf das Gehäuse 1 1 , genauer gesagt auf den Hülsenabschnitt 141 der Gehäusehülse 14 mit dem größeren Innendurchmesser, aufpresst. Zusätzlich ist die Kunststoffumspritzung 16 nahe ihrem oberen Ende mit einer umlaufenden Außennut 24 versehen und in die Außennut 24 ein Dichtungsring 25, z.B. ein O-Ring, eingelegt, der sich in der Ventilaufnahme 17 an deren Innenwand anpresst. Dieser Dich- tungsring 25 ist dann von besonderem Vorteil, wenn eine Einbaulage des Einspritzventils gefordert wird, in welcher möglicherweise die Zulauföffnung 121 des Zulaufstutzens 12 räumlich unterhalb der Abspritzöffnung des Einspritzventils liegt und somit dieser Bereich im Betrieb des Kraftfahrzeugs ebenfalls in erhöhtem Maße Wasser, Schlamm und dgl. ausgesetzt ist, oder Betriebszustände auf- treten, in denen das Einspritzventil vollkommen in Wasser eintaucht.

Claims

Ansprüche
1. Einspritzventil zum dosierten Abspritzen eines Fluids, insbesondere von Kraftstoff, mit einem Gehäuse (11 ) und mit einer das Gehäuse (1 1 ) umschließenden Kunststoffumspritzung (16), aus der das Gehäuse (11 ) mit ei- nem fluidzulaufseitigen, oberen Gehäuseende und einem fluidabspritzseiti- gen, unteren Gehäuseende herausragt, dadurch gekennzeichnet, dass die am unteren Ende der Kunststoffumspritzung (16) umlaufende Trennstelle (22) von Gehäuse (11 ) und Kunststoffumspritzung (16) abgedichtet ist .
2. Einspritzventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Trennstelle (22) von einer Dichtmanschette (23) übergriffen ist, die sich einerseits auf die Kunststoffumspritzung (16) und andererseits auf das Gehäuse (11 ) aufpresst.
3. Einspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (23) aus einem Elastomer hergestellt ist.
4. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffumspritzung (16) nahe ihrem oberen Ende mit einer um- laufenden Außennut (24) versehen ist und dass in der Außennut (24) ein
Dichtungsring (25) zum Abdichten gegenüber einer Ventilaufnahme (17) einliegt.
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