EP2396536B1 - Einspritzventil - Google Patents

Description

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 und US 2006/0016418 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 durchmesserkleineren 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 Kunststoffumspritzung 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 Brennkraftmaschine eingesetzt und mittels zweier Dichtungsringe gegen die Wand der Ventilaufnahme abgedichtet. Dabei ist ein unterer Dichtungsring in einer am abspritzseitigen, 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 damit "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 Einspritzventils möglich.
• Gemäß der Erfindung ist die zusätzliche Abdichtung des Gehäuses durch eine die untere Trennstelle zwischen Gehäuse und Kunststoffumspritzung übergreifende Dichtmanschette realisiert, die sich einerseits auf die Kunststoffumspritzung und andererseits auf das Gehäuse aufpresst. 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 11 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 Elektromagneten 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 11 ist von einer Kunststoffumspritzung 16 umschlossen, aus der das Gehäuse 11 mit seinem fluidzulaufseitigen, oberen Gehäuseende und seinem fluidabspritzseitigen, unteren Gehäuseende axial vorsteht. Das fluidzulaufseitige, obere Gehäuseende wird dabei von einem Endabschnitt des Zulaufstutzens 12 und das fluidabspritzseitige, untere Gehäuseende von einem Teil des Hülsenabschnitts 141 mit dem größeren Innendurchmesser und dem vollständigen 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 11, 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 11 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 11, 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 Dichtungsring 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 auftreten, in denen das Einspritzventil vollkommen in Wasser eintaucht.

Claims (3)

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

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