DE10056005A1

DE10056005A1 - Brennstoffeinspritzanlage

Info

Publication number: DE10056005A1
Application number: DE10056005A
Authority: DE
Inventors: Uwe Liskow
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-11-11
Filing date: 2000-11-11
Publication date: 2002-05-16
Also published as: JP2004513293A; WO2002038943A3; EP1332281B1; ES2257464T3; EP1332281A2; US6701899B2; WO2002038943A2; JP4021762B2; US20030145831A1; DE50109021D1

Abstract

Eine Brennstoffeinspritzanlage weist zumindest ein Brennstoffeinspritzventil (1) mit einem Zulaufabschnitt (4) und eine Brennstoffverteilerleitung (2) mit einem Verbindungsstutzen (3) für jedes Brennstoffeinspritzventil (1) auf. Zur dichtenden Verbindung jedes Brennstoffeinspritzventils (1) mit dem jeweiligen Verbindungsstutzen (3) der Brennstoffverteilerleitung (2) ist jeweils ein ringförmiger Dichtungsträger (30) vorgesehen, der eine Innenhülse (8), die von einem Führungsabschnitt (5) des Zulaufabschnittes (4) geführt wird, und der eine Außenhülse (9) aufweist, die die Innenhülse (8) radial umfaßt und die mit der Innenhülse (8) radial elastisch verbunden ist. Der Dichtungsträger (30) umgibt mit der Außenhülse (9) ein Dichtelement (14). Das Dichtelement (14) liegt zugleich umfänglich an einer Innenwandung (22) des Verbindungsstutzens (3) und axial an einer radialen Stirnfläche (6) des Zulaufabschnittes (4) des Brennstoffeinspritzventils (1) an.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzanlage zum Einspritzen von Brennstoff in eine Brennkraftmaschine, insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum bzw. die Brennräume der Brennkraftmaschine.

Die Erfindung geht aus von einer Brennstoffeinspritzanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine solche Brennstoffeinspritzanlage ist aus der DE 197 25 076 A1 bekannt. Sie weist zur dichtenden Verbindung zwischen einem Brennstoffeinspritzventil und einem zugeordneten Verbindungsstutzen einer Brennstoffverteilerleitung jeweils einen ringförmigen Dichtungsträger auf, der mit einem ersten Dichtungselement zur Abdichtung des Dichtungsträgers gegenüber einer Stirnfläche eines Zulaufabschnitts des Brennstoffeinspritzventils und mit einem zweiten Dichtungselement zur Abdichtung des Dichtungsträgers gegenüber dem Verbindungsstutzen der Brennstoff verteilerleitung zusammenwirkt. Eine in eine Brennstoff- Einlaßöffnung des Zulaufabschnitts einsetzbare Buchse durchdringt den ringförmigen Dichtungsträger, so daß der Dichtungsträger zwischen einem stromaufwärtigen Kragen der Buchse und dem Zulaufabschnitt des Brennstoff- Einspritzventils in radialer Richtung beweglich arretiert ist.

Nachteilig an der in der obengenannten Druckschrift beschriebenen Anordnung ist, daß durch insgesamt zwei Dichtungselemente zwei Bauteile vorhanden sind, an denen Fehler auftreten können und es insbesondere zu Undichtigkeiten kommen kann. Die zwei Dichtungselemente sind übereinanderliegend montiert und erfordern daher Bauhöhe. Da die Dichtelemente nicht direkt aneinander liegen können und genügend Material vorhanden sein muß, um die Ringnuten ausformen zu können, ist die für den Dichtungsträger erforderliche zusätzliche Bauhöhe nicht unerheblich. Weiterhin nachteilig an der in der obengenannten Druckschrift beschriebenen Anordnung ist, daß die radiale Beweglichkeit des Dichtungsträgers nur gewährleistet ist, wenn dieser noch ein gewisses axiales Spiel hat und nicht von der Buchse gegen den Zulaufabschnitt gepreßt wird. Folglich muß die Buchse bei der Montage mit einer genau definierten Tiefe in die Brennstoffeinlaßöffnung eingesetzt werden und die Buchse wie auch die Brennstoffeinlaßöffnung in dem Brennstoffeinspritzventil sehr genau gefertigt werden.

Es ist bereits aus der JP-OS 08-312503 bekannt, ein in eine Aufnahmebohrung einsetzbares Brennstoffeinspritzventil, das einen Zulaufabschnitt aufweist, durch einen O-Ring an diesem Zulaufabschnitt gegenüber einem Verbindungsstutzen einer Brennstoffverteilerleitung abzudichten. Dabei liegt der O-Ring an einer Innenwandung des Verbindungsstutzens dichtend an.

Nachteilig an diesem bekannten Stand der Technik ist, daß die durch Fertigungstoleranzen auftretenden Positionsabweichungen des Brennstoffeinspritzventils gegenüber der Brennstoffverteilerleitung, soweit die Achsen des Verbindungsstutzens der Brennstoffverteilerleitung und des Brennstoffeinspritzventils gegeneinander verschoben sind, nur durch unsymmetrische Quetschung des O-Rings ausgeglichen werden können. Hierbei kommt es bereits bei relativ geringen Quetschungen des O-Rings zu Undichtigkeiten.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß Positionsabweichungen der Achsen des Verbindungsstutzens der Brennstoff verteilerleitung und des Brennstoffeinspritzventils gegeneinander sicher ausgeglichen werden. Eine unerwünschte Verspannung des Brennstoffeinspritzventils gegenüber der Brennstoffverteilerleitung kann dadurch vermieden werden. Vor allem wird gegenüber den bekannten Dichtungen, die Toleranzen ausgleichen können, eine geringere Baugröße erreicht.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in dem Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzanlage möglich.

In einer vorteilhaften Ausführung werden Innenhülse und Außenhülse über spiralförmige Federn verbunden.

Besonders vorteilhaft ist es, in der Außenhülse Druckausgleichsbohrungen vorzusehen, die den abzudichtenden Brennstoffraum mit einem sich zwischen Dichtkanten des Dichtungsmittels und der Außenhülse bildenden Totraum verbinden. Dadurch wird das Dichtungsmittel durch den Druck des Brennstoffs auf einem größeren Umfang seines Querschnitts beaufschlagt und der Anpreßdruck der Dichtkanten erhöht.

Günstig wird der Dichtungsträger durch einen Sicherungsring an dem Führungsabschnitt des Brennstoffeinspritzventils mit seiner Innenhülse gegen die Stirnfläche des Zulaufabschnitts fixiert. Ebenfalls günstig verbleibt durch die Elastizität des Dichtungselements auch unter Beaufschlagung mit unter Druck stehendem Brennstoff zwischen der Stirnfläche des Zulaufabschnitts und der Außenhülse des Dichtungsträgers ein Spalt. Auch wenn die Innenhülse durch Fertigungstoleranzen durch den Sicherungsring gegen die Stirnfläche gepreßt wird, behält der Außenring mit dem Dichtungselement seine Funktionsfähigkeit.

In einer vorteilhaften Ausführung dient als Führungsabschnitt eine Hohlschraube, die in eine Gewindebohrung des Brennstoffeinspritzventils eingeschraubt wird und den Dichtungsträger gegen das Brennstoffeinspritzventil hält.

Günstig weist der Außenring eine stromaufwärtige radial außen gelegene, umfängliche, kegelförmige Anschrägung auf. Durch diese wird das Einführen des Dichtungsträgers in den Verbindungsstutzen erleichtert.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel in einer auszugsweisen Darstellung des Verbindungsbereichs zwischen dem Brennstoffeinspritzventil und der Brennstoffverteilerleitung;

Fig. 2 in Aufsicht einen Dichtungsträger des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels;

Fig. 3 in Aufsicht eine alternative Ausführungsform eines Dichtungsträgers; und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzanlage in einem Detail entsprechend dem Ausschnitt IV der Fig. 1.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt in geschnittener Darstellung ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Brennstoffeinspritzanlage in einer auszugsweisen Darstellung des Verbindungsbereichs zwischen einem Brennstoffeinspritzventil 1 und einer Brennstoff verteilerleitung 2. Die Brennstoffverteilerleitung 2 ist hier nur im Bereich eines Verbindungsstutzens 3 und das Brennstoffeinspritzventil 1 nur im Bereich eines Zulaufabschnitts 4 gezeichnet, der einen Führungsabschnitt 5 aufweist.

Der Zulaufabschnitt 4 ist mit dem Brennstoffeinspritzventil 1 einstückig ausgeformt. An dem Übergang des Zulaufabschnitts 4 zu dem Führungsabschnitt 5 ist eine Stirnfläche 6 ausgeformt. Den Führungsabschnitt 5 und den Zulaufabschnitt 4 durchdringt eine Brennstoffzulaufbohrung 7 des Brennstoffeinspritzventils 1. Ein Dichtungsträger 30 besteht aus einer Innenhülse 8 und einer Außenhülse 9, die die Innenhülse 8 radial umfaßt und mit der Innenhülse 8 über spiralförmig angeordnete Blattfedern 10 elastisch verbunden ist. Die Innenhülse 8 wird von dem Führungsabschnitt 5 durchdrungen und geführt. Durch einen Sicherungsring 11 wird die Innenhülse 8 in ihrer Lage festgehalten und gegen die Stirnfläche 6 des Zulaufabschnitts 4 gedrückt.

Der Sicherungsring 11 ist in eine umlaufende Nut 12 des Führungsabschnitts 5 eingesetzt. In eine rechteckförmig ausgebildete und der Stirnfläche 6 zugewandte Abstufung 13 der Außenhülse 9 ist ein O-Ring 14 als Dichtelement eingesetzt. Ein zwischen der Außenhülse 9 und dem O-Ring 14 gebildeter Totraum 15 ist über eine Druckausgleichsbohrung 16 mit dem abzudichtenden Brennstoffraum 17 verbunden. Der Totraum 15 wird zwischen Dichtkanten 18, 19 des O-Rings 14 gegenüber der Abstufung 13 der Außenhülse 9 gebildet. Mit einer Axialdichtkante 20 liegt der O-Ring 14 auf der Stirnfläche 6 und mit einer Umfangsdichtkante 21 an einer Innenwandung 22 des Verbindungsstutzens 3 auf. Die Außenhülse 9 weist an ihrem stromaufwärtigen Ende eine umfängliche kegelförmige Anschrägung 23 auf. Durch das Brennstoffeinspritzventil 1 ist zur Verdeutlichung eine Mittelachse 24 gezeichnet. Ebenso ist durch den Verbindungsstutzen 3 eine Mittelachse 25 gezeichnet. Durch Fertigunstoleranzen kann ein Versatz der Achsen 24, 25 um das Maß a entstehen.

Die Außenhülse 9 ist mit der Innenhülse 8 nur elastisch über die Blattfedern 10 verbunden, derart, daß nur geringe Kräfte in axialer Richtung übertragen werden. Unabhängig davon, ob und mit welcher Kraft die Innenhülse 8 gegen die Stirnfläche 6 gedrückt wird, bildet sich zwischen Außenhülse 9 und Stirnfläche 6 ein Spalt b, dessen Größe von der Elastizität des O-Rings 14 und dem herrschenden Druck im Brennstoffraum 17 abhängt. Dadurch ist die Außenhülse 9 leicht radial verschiebbar. In Verbindung mit der Anschrägung 23 stellt sich die Außenhülse 9 bei der Montage auf den Versatz a ein. Dies ist solange möglich, wie die Axialdichtkante 20 noch vollständig auf der Stirnfläche 6 aufliegt. Im Betrieb des Brennstoffeinspritzventils 1 wird die Dichtwirkung des O-Rings 14 durch die Druckausgleichsbohrung 16 verstärkt. Durch die Druckausgleichsbohrung 16 wird der O-Ring 14 auch in dem Totraum 15 auf seinem Querschnittsumfang zwischen den Dichtkanten 18, 19 zu der Außenhülse 9 mit Brennstoff unter Druck beaufschlagt. Dadurch wird der Anpreßdruck auf die Axialdichtkante 20 und die Umfangsdichtkante 21 verstärkt.

Fig. 2 zeigt in Aufsicht den Dichtungsträger 30 aus Fig. 1 mit einer erfindungsgemäßen Ausbildung von Blattfedern 26. Die Außenhülse 9 umgibt konzentrisch die Innenhülse 8. Beide sind elastisch miteinander verbunden über die Blattfedern 26, die radial nach außen gerichtet sind und in der dargestellten Ausbildung eine Faltung aufweisen.

Fig. 3 zeigt in Aufsicht den Dichtungsträger 30 aus Fig. 1 mit einer weiteren erfindungsgemäßen Ausbildung von Blattfedern 27. Die Außenhülse 9 umgibt konzentrisch die Innenhülse 8. Beide sind über die Blattfedern 27 miteinander verbunden, die radial nach außen gerichtet als Spiralfederblätter ausgebildet sind.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzanlage in einem Detail entsprechend dem Ausschnitt IV der Fig. 1. Da die Ausführungsform nur in diesem Detail von der Ausführungsform abweicht, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, werden für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen benutzt. Der Dichtungsträger 30 besteht aus der Innenhülse 8 und der Außenhülse 9, die die Innenhülse 8 radial umfaßt und mit der Innenhülse 8 über spiralförmig angeordnete Blattfedern 10 elastisch verbunden ist. Ein Sicherungsring 28, der in der Nut 12 sitzt, hält Innenhülse 8 und Außenhülse 9 gegen die Stirnfläche 6. Der in der Abstufung 13 der Außenhülse 9 gelegene O-Ring 14 wird von einem Stützring 29, der zwischen O-Ring 14 und Stirnfläche 6 angeordnet ist, gestützt. Der O- Ring 14 liegt dichtend an dem Verbindungsstutzen 3 an.

In der dargestellten Ausführungsform der Brennstoffeinspritzanlage wird die Außenhülse 9 sicherer in ihrer Position gehalten. Durch den Stützring 29 kann der O- Ring 14 stärker verformt werden, ohne daß es zu Undichtigkeiten kommt.

Claims

1. Brennstoffeinspritzanlage zum Einspritzen von Brennstoff in eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem Brenn stoffeinspritzventil (1), das einen Zulaufabschnitt (4) auf weist, und einer Brennstoffverteilerleitung (2), die für jedes Brennstoffeinspritzventil (1) einen mit dem Zulauf abschnitt (4) verbindbaren Verbindungsstutzen (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zur dichtenden Verbindung jedes Brennstoff einspritzventils (1) mit dem jeweiligen Verbindungsstutzen (3) der Brennstoffverteilerleitung (2) jeweils ein ringförmiger Dichtungsträger (30) vorgesehen ist, der eine Innenhülse (8), die von einem Führungsabschnitt (5) des Zulaufabschnittes (4) geführt ist, und eine Außenhülse (9) aufweist, die die Innenhülse (8) radial umfaßt und die mit der Innenhülse (8) radial elastisch verbunden ist, und daß der Dichtungsträger (30) mit der Außenhülse (9) ein Dichtelement (14) umgibt und das Dichtelement (14) zugleich umfänglich an eine Innenwandung (22) des Verbindungsstutzens (3) und axial an eine radiale Stirnfläche (6) des Zulaufabschnitts (4) des Brennstoffeinspritzventils (1) angelegt hält.

2. Brennstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (14) in einer zu dem Brennstoffeinspritzventil (1) gewandten Abstufung (13) der Außenhülse (9) geführt ist.

3. Brennstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Innenhülse (8) und Außenhülse (9) über Federn elastisch verbunden sind.

4. Brennstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn aus spiralförmig zwischen Innenhülse (8) und Außenhülse (9) angeordneten Blattfedern (10,26, 27) bestehen.

5. Brennstoffeinspritzanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (26) gefaltet sind.

6. Brennstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülse (9) wenigstens eine Druckausgleichsbohrung (16) aufweist, die einen abzudichtenden Brennstoffraum (17) mit einem zwischen Dichtkanten (18, 19) des Dichtelements (14) und der Außenhülse (9) gebildeten Totraum (15) verbindet.

7. Brennstoffeinspritzanlage einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsträger (30) durch einen Sicherungsring (11, 28) an dem Führungsabschnitt (5) des Brennstoffeinspritzventils (1) mit seiner Innenhülse (8) gegen die Stirnfläche (6) des Zulaufabschnitts (4) fixiert ist.

8. Brennstoffeinspritzanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (28) die Außenhülse (9) zumindest teilweise überdeckt.

9. Brennstoffeinspritzanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (28) Druckausgleichsbohrungen oder Rillen aufweist, über die ein abzudichtender Brennstoffraum (17) mit Druckausgleichsbohrungen (16) in der Außenhülse (9) verbünden ist, die mit einem zwischen Dichtkanten (18, 19) des Dichtungselements (14) und der Außenhülse (9) gebildeten Totraum (15) verbunden sind.

10. Brennstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (11, 28) an dem Führungsabschnitt (5) angeschweißt ist.

11. Brennstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (11, 28) an dem Führungsabschnitt (5) in einer Nut (12) gehalten wird.

12. Brennstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (11, 28) an dem Führungsabschnitt (5) durch eine Hohlschraube gehalten ist, die in eine als Gewindebohrung ausgebildete Brennstoffzulaufbohrung (7) eingreift.

13. Brennstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Elastizität des Dichtelements (14) auch unter Beaufschlagung mit unter Druck stehendem Brennstoff zwischen der Stirnfläche (6) des Zulaufabschnitts (4) und der Außenhülse (9) des Dichtungsträgers (30) ein Spalt (b) verbleibt.

14. Brennstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (14) als umlaufende Ringdichtung ausgebildet ist.

15. Brennstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülse (9) an ihrem stromaufwärtigen Ende eine radial außen gelegene, umfängliche kegelförmige Anschrägung (23) aufweist.

16. Brennstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Dichtelement (14) und Stirnfläche (6) des Zulaufabschnitts (4) ein Stützring (29) angeordnet ist.