EP1797313B1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a fuel injection valve according to the preamble of the main claim.
- a fuel injection valve which comprises a core surrounded by a magnetic coil, an armature, by means of which a valve seat with a fixed valve seat cooperable by means of a welded to the anchor connecting tube, a tubular intermediate metal part, with its one end facing the armature end the core and at its other end to a tubular connecting part by welding is tightly connected, and at least one of the magnetic coil spanning bow-shaped guide member which is connected with its valve closing body end facing the connecting part and at its other end to the core by welding.
- the welding of two overlapping components of the fuel injection valve takes place in a cross-sectional reduction of one of the two parts to be welded.
- the fuel injection valve according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that between the housing and the valve sleeve, a reliable seal by a fuel-resistant elastomer is axially possible.
- This seal is a preferably made of rubber disc, which has the advantage that the sealing element used is simple and inexpensive.
- Another advantage is that the rubber disc within the valve has only a small footprint, which is further reduced by the fact that the rubber disc is compressed after assembly.
- the height and the shape of the increase is designed so that the coil is always pressed onto the rubber disc, if the lid is mounted on its final position.
- This reliable seal has the advantage that it is independent of the tolerance of the items, which are compensated by targeted deformation of the increase tolerances and the coil is set backlash under axial bias.
- an inner radius of the disc is smaller than a radius of a valve sleeve. Furthermore, it is advantageous that the inner radius of the disc is dimensioned so that the sealing of the valve sleeve takes place.
- the fuel injection valve 1 comprises a magnetic coil 2 which is wound on a bobbin 3.
- the bobbin 3 is encapsulated in a pot-shaped valve housing 4.
- valve needle 8 is in operative connection with a ball-shaped in the exemplary embodiment valve closing body 10 which forms a sealing seat with a valve seat body 11. Downstream of the sealing seat, at least one injection orifice 13 is formed, from which the fuel is injected into the suction pipe, not shown.
- the armature 7 is in the idle state of the fuel injection valve 1 by a return spring 14 with a force is applied so that the fuel injection valve 1 is kept closed by the pressure of the valve closing body 10 on the valve seat body 11.
- the return spring 14 is disposed in a recess 15 of the armature 7 and the inner pole 6 and is brought by an adjusting sleeve 16 to bias.
- a cup-shaped filter element 17 is preferably pressed into the valve sleeve 5.
- the fuel which is supplied via a central fuel supply 18, flows through the fuel injection valve 1 through a supply pipe 24, the recess 15 and flows to the valve seat body 11 and the injection orifice 13.
- the fuel injection valve 1 is provided in the region of the central fuel supply 18 with a seal 19. Another seal 20 seals the connection, not shown, between the fuel injection valve 1 and the intake manifold.
- the suction tube is not shown here, since it does not matter for the core of the invention.
- the solenoid coil 2 is energized via a line from an electrical current which can be supplied via an electrical plug contact 21.
- the plug-in contact 21 is surrounded by a plug connection extrusion 22, which may be injection-molded onto the valve sleeve 5 or on the supply pipe 24.
- the fuel injection valve 1 is closed as soon as the magnetic coil 2 exciting current is turned off and the magnetic field is reduced so far that the return spring 14, the armature 7 deprives the inner pole 6, whereby the valve needle 8 moves in the outflow direction and the valve closing body 10 touches on the valve seat body 11 ,
- the valve sleeve 5 is designed tubular. Between valve housing 4 and valve sleeve 5 according to the invention a disc 25 made of an elastomeric material, preferably a rubber washer 25, is provided which constitutes a reliable seal of the valve sleeve 5, wherein an inner radius of the disc 25 is smaller than a radius of the valve sleeve 5. Here is the inner radius the disc 25 dimensioned so that the valve sleeve 5 is sealed.
- the rubber disc 25 can be installed fixed either as a loose component or eg by gluing on the bobbin 3.
- a coil carrier 3 which has at its downstream end a radially encircling collar 12 which is circumferentially disposed on the lower end side of the bobbin 3, radially outside of the rubber disc 25 and at a clamped state of the rubber disc 25 at the shoulder of the valve housing. 4 is applied.
- a plurality of knobs may also be mounted radially symmetrically on the lower end of the coil carrier 3.
- the elevation 27 may be in the form of a partial ring 27A, the dimensions of its cross section 27B being small in relation to the radial extent of the end surface 30 facing the cover 28.
- both the height and the cross section 27B of the increase 27 is designed so that the magnetic coil 2 is pressed regardless of the tolerance of the individual parts on the rubber disk 25, whereby the tolerances are compensated by targeted deformation of the increase 27.
- Over the circumference of the bobbin 3 and a plurality of elevations 27 may be arranged.
- the solenoid 2 is set free of play under axial bias, it being ensured that the hydraulic pressure which is caused by the plastic mass in the Steckanschlußumspritzung 22, causes no additional axial movement of the solenoid 2.
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Abstract
Description
- Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
- Beispielsweise ist aus der
DE 40 03 227 A1 ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das einen von einer Magnetspule umgebenen Kern, einen Anker, durch den ein mit einem festen Ventilsitz zusammenwirkender Ventilschließkörper mittels eines mit dem Anker verschweißten Verbindungsrohres betätigbar ist, ein rohrförmiges metallenes Zwischenteil, das mit seinem einen Ende mit einem dem Anker zugewandten Ende des Kerns und mit seinem anderen Ende mit einem rohrförmigen Verbindungsteil durch Schweißen dicht verbunden ist, und zumindest ein die Magnetspule übergreifendes bügelförmiges Leitelement umfaßt, das mit seinem dem Ventilschließkörper zugewandten Ende mit dem Verbindungsteil und mit seinem anderen Ende mit dem Kern durch Schweißen verbunden ist. Dabei erfolgt die Verschweißung jeweils zweier sich überlappender Bauteile des Brennstoffeinspritzventils in einer Querschnittsverringerung eines der beiden zu verschweißenden Teile. - Nachteilig bei dem aus der obengenannten Druckschrift bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere, daß die Herstellung der Verbindungen zwischen den einzelnen Komponenten des Brennstoffeinspritzventils kompliziert und damit zeit- und kostenintensiv ist. Weiterhin werden die verschweißten Stellen thermisch belastet und büßen dadurch in ihrer Festigkeit und Biegesteifigkeit ein, was zu erheblichen Resonanzen durch unterschiedlich starke Gehäuseteile und damit verbundene Geräuschentwicklung beim Betrieb des Brennstoffeinspritzventils führen kann. Des weiteren bewirkt ein unterhalb der saugrohrseitigen Dichtung angespritzter Stützring, daß Kontaktstellen zwischen Gehäuse und Ventilhülse nicht zuverlässig abgedichtet sind, was insbesondere beim Turbobetrieb des Motors zu Problemen wegen schlechter Abdichtung führen kann.
- Aus der
GB 2 034 403 A - Aus den Druckschriften
US 5,244,180 A ,US 4,711,400 A undUS 4,427,156 A . sind bereits Brennstoffeinspritzventile bekannt, bei denen Dichtringe im Bereich der Magnetspulen, vorgesehen sind, die flacher ausgeführt sind und im verpressten Zustand zumindest eine flache Ringform ergeben. - Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß zwischen dem Gehäuse und der Ventilhülse eine zuverlässige Abdichtung durch ein kraftstoffbeständiges Elastomer axial möglich ist. Diese Abdichtung ist eine vorzugsweise aus Gummi gefertigte Scheibe, was den Vorteil hat, daß das verwendete Dichtelement einfach und kostengünstig ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Gummischeibe innerhalb des Ventils nur einen geringen Platzbedarf aufweist, der zusätzlich dadurch noch verringert wird, daß die Gummischeibe nach der Montage zusammengepreßt wird.
- Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
- Vorteilhafterweise kann bei der Montage des Brennstoffeinspritzventils die Axialkraft über eine Erhöhung, die auf der Stirnfläche des Spulenträgers angebracht ist, vom Deckel über die Magnetspule auf die Gummischeibe übertragen werden, so daß die Gummischeibe gut gegen Magnetspule und den Flansch des Ventilgehäuses gepreßt wird, was die Abdichtung noch verbessert.
- Dabei ist die Höhe und die Form der Erhöhung so ausgelegt, daß die Spule immer auf die Gummischeibe gepreßt wird, wenn der Deckel auf seine Endposition montiert wird. Diese zuverlässige Abdichtung hat den Vorteil, daß sie unabhängig von der Toleranz der Einzelteile ist, wobei durch gezielte Verformung der Erhöhung die Toleranzen ausgeglichen sind und die Spule spielfrei unter axiale Vorspannung gesetzt ist.
- Des weiteren sorgt die axiale Vorspannung durch die auf der dem Deckel zugewandten Stirnfläche angebrachte Erhöhung dafür, daß der hydraulische Druck der plastischen Masse bei der Steckanschlußumspritzung keine zusätzliche Axialbewegung der Spule verursacht, die die Lötung von Spule und Stecker-Clip schädigen könnte.
- Es ist vorteilhaft, daß ein Innenradius der Scheibe kleiner ist als ein Radius einer Ventilhülse. Ferner ist es vorteilhaft, daß der Innenradius der Scheibe so bemessen ist, daß die Abdichtung der Ventilhülse erfolgt.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils;
- Fig. 2
- einen schematischen Teilschnitt durch das erfindungsgemäß ausgestaltete Brennstoffeinspritzventil entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel;
- Fig. 3
- einen schematischen Teilschnitt durch das erfindungsgemäß ausgestaltete Brennstoffeinspritzventil entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
- Fig. 4
- einen schematischen Teilschnitt durch das erfindungsgemäß ausgestaltete Brennstoffeinspritzventil entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel.
- Nachfolgend wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von
Fig. 1 beispielhaft beschrieben. -
Fig. 1 zeigt in einer schematisierten Schnittdarstellung einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 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 topfförmigen Ventilgehäuse 4 gekapselt.
- Der Spulenträger 3 wird von einer Ventilhülse 5 durchgriffen, die rohrförmig ausgestaltet ist. Abströmseitig des Innenpols 6 ist ein Anker 7 angeordnet, der mit einer Ventilnadel 8 verbunden ist.
- Die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden weiter unten näher beschrieben.
- Die Ventilnadel 8 steht in Wirkverbindung mit einem im Ausführungsbeispiel kugelförmigen Ventilschließkörper 10, der mit einem Ventilsitzkörper 11 einen Dichtsitz bildet. Stromabwärts des Dichtsitzes ist wenigstens eine Abspritzöffnung 13 ausgebildet, aus der der Brennstoff in das nicht weiter dargestellte Saugrohr eingespritzt wird.
- Der Anker 7 ist im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 von einer Rückstellfeder 14 mit einer Kraft so beaufschlagt, daß das Brennstoffeinspritzventil 1 durch den Andruck des Ventilschließkörpers 10 auf den Ventilsitzkörper 11 geschlossen gehalten wird. Die Rückstellfeder 14 ist in einer Ausnehmung 15 des Ankers 7 bzw. des Innenpols 6 angeordnet und wird durch eine Einstellhülse 16 auf Vorspannung gebracht. Zulaufseitig der Einstellhülse 16 ist ein topfförmiges Filterelement 17 in die Ventilhülse 5 vorzugsweise eingepreßt. Der Brennstoff, der über eine zentrale Brennstoffzufuhr 18 zugeleitet wird, durchströmt das Brennstoffeinspritzventil 1 durch ein Zuleitungsrohr 24, die Ausnehmung 15 und strömt zum Ventilsitzkörper 11 und zur Abspritzöffnung 13.
- Zur Montage an einer nicht weiter dargestellten Brennstoffverteilerleitung ist das Brennstoffeinspritzventil 1 im Bereich der zentralen Brennstoffzufuhr 18 mit einer Dichtung 19 versehen. Eine weitere Dichtung 20 dichtet die nicht weiter dargestellte Verbindung zwischen dem Brennstoffeinspritzventil 1 und dem Saugrohr ab. Das Saugrohr ist hier nicht weiter dargestellt, da es für den Kern der Erfindung keine Rolle spielt. Die Magnetspule 2 wird über eine Leitung von einem über einen elektrischen Steckkontakt 21 zuführbaren elektrischen Strom erregt. Der Steckkontakt 21 ist von einer Steckanschlußumspritzung 22 umgeben, die an der Ventilhülse 5 bzw. am Zuleitungsrohr 24 angespritzt sein kann.
- Wird der Magnetspule 2 über eine nicht weiter dargestellte elektrische Leitung ein elektrischer Strom zugeführt, baut sich ein magnetisches Feld auf, das bei ausreichender Stärke den Anker 7 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 14 und entgegen der Strömungsrichtung des Brennstoffs in die Magnetspule 2 hineinzieht. Dadurch wird ein zwischen dem Anker 7 und dem Stützrohr 6 ausgebildeter Arbeitsspalt 23 geschlossen. Durch die Bewegung des Ankers 7 wird auch die mit dem Anker 7 verbundene Ventilnadel 8 in Hubrichtung mitgenommen, so daß der Ventilschließkörper 10 vom Ventilsitzkörper 11 abhebt und Brennstoff über die Abspritzöffnung 13 abgespritzt wird.
- Das Brennstoffeinspritzventil 1 wird geschlossen, sobald der die Magnetspule 2 erregende Strom abgeschaltet und das Magnetfeld soweit abgebaut ist, daß die Rückstellfeder 14 den Anker 7 vom Innenpol 6 abdrückt, wodurch sich die Ventilnadel 8 in Abströmrichtung bewegt und der Ventilschließkörper 10 auf dem Ventilsitzkörper 11 aufsetzt.
- Die Ventilhülse 5 ist rohrförmig ausgestaltet. Zwischen Ventilgehäuse 4 und Ventilhülse 5 ist erfindungsgemäß eine Scheibe 25 aus einem Elastomerwerkstoff, vorzugsweise eine Gummischeibe 25, vorgesehen, die eine zuverlässige Abdichtung der Ventilhülse 5 darstellt, wobei ein Innenradius der Scheibe 25 kleiner ist als ein Radius der Ventilhülse 5. Dabei ist der Innenradius der Scheibe 25 so bemessen, daß die Ventilhülse 5 abgedichtet ist. Dies ist in den Zeichnungen
Fig.1 bis Fig.4 gezeigt. Des weiteren weist der Spulenträger 3 auf einer einem Deckel 28 des Spulenraumes zugewandten Stirnfläche 30, vorzugsweise an seinem Innendurchmesser, zumindest eine Erhöhung 27 auf, die inFig.3 gezeigt ist. Dabei wird bei der Montage Axialkraft vom Deckel 28 über die dem Deckel 28 zugewandte Stirnseite 30 und über die Magnetspule 2/Spulenträger 3 auf die Gummischeibe 25 übertragen. Die Gummischeibe 25 kann entweder als loses Bauteil oder z.B. durch Kleben am Spulenträger 3 fixiert eingebaut sein. - In
Fig.4 ist ein Spulenträger 3 dargestellt, der an seinem abwärtigen Ende einen radial umlaufenden Kragen 12 aufweist, der umfänglich an der unteren Stirnseite des Spulenträgers 3, radial außerhalb der Gummischeibe 25 angeordnet ist und der bei einem eingespannten Zustand der Gummischeibe 25 an der Schulter des Ventilgehäuses 4 anliegt. Alternativ zu einem umlaufenden Kragen können auch mehrere Noppen radialsymmetrisch an dem unteren Ende des Spulenträgers 3 angebracht sein. - Die Erhöhung 27 kann in Form eines Teilringes 27A vorliegen, wobei die Abmessungen seines Querschnitts 27B klein gegenüber der radialen Ausdehnung der dem Deckel 28 zugewandten Stirnfläche 30 sind. Dabei ist sowohl die Höhe als auch der Querschnitt 27B der Erhöhung 27 so ausgelegt, daß die Magnetspule 2 unabhängig von der Toleranz der Einzelteile auf die Gummischeibe 25 gepreßt ist, wobei durch gezielte Verformung der Erhöhung 27 die Toleranzen ausgeglichen sind. Über den Umfang des Spulenträgers 3 können auch mehrere Erhöhungen 27 angeordnet sein.
- Die Magnetspule 2 ist dabei spielfrei unter axiale Vorspannung gesetzt, wobei dafür gesorgt ist, daß der hydraulische Druck, der bei der Steckanschlußumspritzung 22 von der plastischen Masse verursacht wird, keine zusätzliche Axialbewegung der Magnetspule 2 bewirkt.
- Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere sind beliebige Kombinationen der verschiedenen Merkmale möglich.
Claims (15)
- Brennstoffeinspritzventil (1) mit einer Magnetspule (2), die mit einem von einer Rückstellfeder (14) beaufschlagten Anker (7) zusammenwirkt, der zusammen mit einer Ventilnadel (8) ein axial bewegliches Ventilteil bildet, wobei an der Ventilnadel (8) ein Ventilschließkörper (10) vorgesehen ist, der mit einem Ventilsitzkörper (11) einen Dichtsitz bildet,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Scheibe (25) aus einem Bastomerwerkstoff zwischen der Magnetspule (2) und einem Ventilgehäuse (4) befestigt ist, wobei ein Innenradius der Scheibe (25) kleiner ist als ein Radius einer Ventilhülse (5), die die Magnetspule (2) innen durchgreift, und der Innenradius der Scheibe (25) so bemessen ist dass die Abdichtung der Ventilhülse (5) erfolgt, wobei sich die Scheibe (25) im eingebauten, Zustand an der Ventilhülse (5) umlegt. - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
daß die Scheibe (25) zwischen der Magnetspule (2) und dem Ventilgehäuse (4) axial durch Klemmwirkung fixiert ist. - Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheibe (25) an einem Spulenträger (3) der Magnetspule (2) befestigt ist. - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheibe (25) an einem Spulenträger (3) der Magnetspule (2) aufgeklebt ist. - Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheibe (25) aus einem kraftstoffbeständigen Elastomer, insbesondere aus Gummi, besteht - Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Spulenträger (3) an einer einem Deckel (28) zugewandten Stirnfläche (30) mindestens eine Erhöhung (27) aufweist. - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erhöhung (27) die Form mindestens eines Teilrings (27A) auf der dem Deckel-(28) zugewandten Stirnfläche (30) des Spulenträgers (3) aufweist. - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Deckel (28) zugewandte Stirnfläche (30) des Spulenträgers (3) mindestens zwei (27A) als Erhöhung (27) aufweist - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder der Teilringe (27A), die sich auf der dem Deckel (28) zugewandten Stirnfläche (30) des Spulenträgers (3) befinden, Teil eines Kreises ist. - Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt (27B) der zumindest einen Erhöhung (27) dreieckförmig oder trapezförmig ist. - Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt (27B) der zumindest einen Erhöhung (27) Teil eines Kreises ist. - Brennstoffeinsprizventil nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet
daß eine Höhe des Querschnitts (27B) der zumindest einen Erhöhung (27)kleiner als eine radiale Erstreckung der dem Deckel (28) zugewandten Stirnfläche (30) ist. - Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Magnetspule (2) unter axialer Vorspannung zwischen Spulenträger (3) und Ventilgehäuse (4) fixiert ist. - Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Magnetspule (2) spielfrei zwischen Spulenträger (3) und Ventilgehäuse (4) fixiert ist. - Brennstöffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Spulentrager (3) an einer einem Deckel (28) abgewandte Stirnfläche einen Kragen oder mehrere Noppen (12) aufweiset, die die Scheibe (25) umfänglich umgeben.
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