DE29519296U1

DE29519296U1 - Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE29519296U1
Application number: DE29519296U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-12-06
Filing date: 1995-12-06
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2005-12-07
Also published as: JPH09170523A; FR2742189B1; FR2742189A1

Description

R. 29690 1.12.1995 Dg/Br

ROBERT BOSCH GMBH; 70442 STUTTGART

Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs aus. Bei einem derartigen, aus der DE-OS 44 08 245 bekannten Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen ist ein kolbenförmiges Ventilglied axial verschiebbar in einem Ventilkörper geführt. Das Ventilglied weist an seinem einen Ende eine Ventildichtfläche auf, die mit einem Ventilsitz am in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragenden Ende des Ventilkörpers zusammenwirkt. Dabei sind der Ventilsitzfläche stromabwärts Einspritzöffnungen in den Brennraum nachgeordnet.

Der Ventilkörper ist an seinem brennraumabgewandten Ende mittels einer Spannmutter axial gegen einen Ventilhalter verspannt, wobei zwischen den Stirnflächen von Ventilkörper und Ventilhalter eine Zwischenscheibe eingespannt ist. Im Ventilhalter ist eine das Ventilglied in Schließrichtung gegen den Ventilsitz beaufschlagende Ventilfeder angeordnet, die über einen Federteller an einem in eine Durchgangsöffnung der Zwischenscheibe ragenden, im Durchmesser verringerten Druckstück des Ventilglieds angreift. Dabei bildet der Ringabsatz am Querschnittsübergang zwischen dem im Durchmesser größeren

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Ventilgliedschaft und dem kleineren Druckstück eine Anschlagfläche am Ventilglied, die zur Begrenzung des maximalen Öffnungshubs mit einem, durch die Stirnfläche der Zwischenscheibe gebildeten ortsfesten Anschlag zusammenwirkt.

Dabei hat das bekannte Kraftstoffeinspritzventil jedoch den Nachteil, daß an der Kontaktfläche zwischen der Ventilgliedanschlagfläche und dem ortsfesten Anschlag verstärkt mechanischer und korrosiver Verschleiß auftritt, der die Lebensdauer des gesamten Einspritzventils beeinträchtigt.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die mittels einer entsprechenden geometrischen Formgebung des Ventilgliedes erzielte Vergrößerung der wirksamen Anschlagfläche zwischen Ventilgliedanschlagfläche und ortsfestem Anschlag, sich bei gleichbleibender Ventilgliedanschlagskraft die Druckbelastung auf die Anschlagflächen und somit der dadurch verursachte Verschleiß erheblich reduzieren läßt.

Diese Vergrößerung der Ventilgliedanschlagfläche wird dabei gemäß einer ersten Ausführungsvariante durch einen gegenüber dem Ventilgliedschaft im Querschnitt vergrößerten Teil im Bereich des Übergangs zwischen Schaft und Druckstück gebildet, der dabei in vorteilhafter Weise z.B. als Ringbund ausgebildet ist. Der Hebelarm für die an der Zwischenscheibe angreifende resultierende Anschlagskraft wird dabei radial nach außen verschoben und somit kleiner, so daß eine ausweichende Kippbewegung bzw. ein sogenanntes "Umstülpen" der Zwischenscheibe verringert oder bei genügend großer

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Anschlagfläche ganz verhindert werden kann. Den Verschleißformen Dellen und Korrosion wird auf diese Weise wirksam entgegengewirkt.

Eine weitere Möglichkeit besteht in der elastischen Auslegung der Ventilgliedanschlagfläche, wozu eine radial umlaufende ringförmige Anformung am Querschnittsübergang des Ventilgliedes vorgesehen ist, deren radial äußere Enden axial gegenüber der Ringschulter zwischen Ventilgliedschaft und Druckstück vorstehend angeformt sind. Dabei wird dort die Anschlagkraft neben einer vergrößerten Anlagefläche durch elastische Verformung der Ventilgliedanschlagfläche herabgesetzt.

Eine weitere Ausführungsvariante der vergrößerten Anschlagfläche am Ventilglied ist das Vorsehen einer in Hubrichtung geneigten Fläche, wozu der Querschnittsübergang zwischen Ventilgliedschaft und Druckstück vorzugsweise konisch ausgebildet ist. Der mit der geneigten Anschlagfläche am Ventilglied zusammenwirkende ortsfeste Anschlag ist dabei komplimentär geneigt ausgebildet. Dabei hat die konische Anschlagfläche den Vorteil, daß durch das Einleiten von Radialkraftkomponenten und dem damit verbundenen Festpressen der Zwischenscheibe im Ventilkörper verhindert wird, daß die Zwischenscheibe aufgrund der Axialkraftkomponente vom Ventilkörper abhebt (Spaltbildung). Dabei können die Konuswinkel an der

Ventilgliedanschlagfläche und am ortsfesten Anschlag gleich groß sein oder eine geringe Differenz aufweisen (Sitzwinkeldifferenz).

Durch das Vorsehen eines zentralen zylindrischen Fortsatzes an der brennraumseitigen Stinseite der Zwischenscheibe, der in eine entsprechend geformte Aufnahmeöffnung des Ventilkörpers ragt, kann weiterhin in vorteilhafter Weise

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ein radiales Aufeinandergleiten der Zwischenscheibe auf dem Ventilkörper verhindert werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils für Brennkraftmaschinen sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der folgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen die Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in einem Schnitt durch das Kraftstoffeinspritzventil, bei dem die vergrößerte Anschlagfläche durch einen Ringbund am Ventilglied gebildet ist, die Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Figur 1 im Bereich des Ringbundes, die Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel in einem Ausschnitt aus der Figur 1, bei dem die vergrößerte Anschlagfläche durch eine ringförmige elestische Anformung gebildet ist und die Figur 4 ein drittes Ausführungsbeispiel analog zur Darstellung der Figur 3, bei dem die vergrößerte Anschlagfläche durch eine in Hubrichtung geneigte Übergangsfläche gebildet ist.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das in der Figur 1 in einem Längsschnitt und in der Figur in einem daraus vergrößerten Ausschnitt dargestellte erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils weist einen Ventilkörper 1 auf, der zusammen mit einer Zwischenscheibe 3 mittels einer Überwurfmutter 5 axial an einem Ventilhalter 7 festgespannt ist. In einer Ventilbohrung 9 des Ventilkörpers 1 ist ein

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kolbenförmiges Ventilglied 11 axial verschiebbar gelagert, das an seiner brennrauraseitigen Stirnfläche eine Ventildichtfläche 13 aufweist, mit der es mit einem am brennraumseitig geschlossenen Ende 15 der Ventilbohrung 9 gebildeten, nach innen gekehrten Ventilsitz 17 im Ventilkörper 1 zusammenwirkt, der mehreren Einspritzöffnungen vorgelagert ist. Die als Führungsbohrung für den Schaft 21 des Ventilgliedes 11 wirkende Ventilbohrung 9 ist an einer Stelle zu einem Druckraum 23 erweitert, in dessen Bereich das Ventilglied 11 eine Druckschulter 25 aufweist und der über einen Druckkanal 27 mit einem nicht näher gezeigten Anschlußstutzen am Ventilhalter zum Anschließen einer von einer Einspritzpumpe abführenden Einspritzleitung verbunden ist. Dabei ist der Druckraum 23 über einen zwischen dem Ventilglied 11 und der Wand der Ventilbohrung 9 verbleibenden Ringspalt 28 mit dem Ventilsitz 17 verbunden.

Im Ventilhalter 7 ist zur Aufnahme einer als Schraubendruckfeder ausgebildeten Ventilfeder 29 ein Federraum 31 in Form einer zur Zwischenscheibe 3 hin offenen Sackbohrung ausgebildet, an deren nicht gezeigten Grund sich die Ventilfeder 29 mit ihrem einen Ende abstützt. Mit ihrem anderen, der Zwischenscheibe 3 zugewandten Ende greift die Ventilfeder 29 mit einer bestimmten Vorspannung über einen Federteller 33 an einem, in eine Durchgangsöffnung 35 der Zwischenscheibe 3 ragenden Druckstück 37 des Ventilgliedes 11 an. Das im Ausführungsbeispiel vorzugsweise einstückig mit dem Ventilglied 11 ausgebildete Druckstück 37 weist dabei einen gegenüber dem Schaft 21 des Ventilgliedes 11 verringerten Durchmesser auf, wobei die Querschnittsübergangsfläche zwischen Schaft 21 und Druckstück 37 eine Anschlagfläche 39 am Ventilglied 11 bildet, die zur Begrenzung der maximalen Öffnungshubbewegung des Ventilgliedes 11 mit einem ortsfesten Anschlag 41

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zusammenwirkt, der durch die untere, dem Ventilkörper 1 zugewandte Stirnfläche der Zwischenscheibe 3 gebildet ist.

Um dabei eine möglichst große Anlagefläche zwischen den Anschlagflächen 39, 41 zu erreichen, ist der Querschnitt des Ventilgliedes 11 im Übergangsbereich zwischen Schaft 21 und Druckstück 37 vergrößert, wobei diese Vergrößerung beim in den Figuren 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel durch einen Ringbund 43 am Ventilglied 11 erreicht wird.

Dabei weist der Ringbund 43 einen gegenüber dem Ventilgliedschaft 21 vergrößerten Durchmesser auf, wobei die Ventilbohrung 9 in ihrem an die Zwischenscheibe 3 angrenzenden Bereich ebenfalls eine Querschnittserweiterung zur Aufnahme des Ringbundes 43 aufweist. Die obere, der Zwischenscheibe 3 zugewandte Ringstirnfläche des Ringbundes 43 bildet nunmehr die Ventilgliedanschlagfläche 39, die dabei gegenüber der reinen Durchmesserdifferenz zwischen Ventilgliedschaft 21 und Druckstück 37 erheblich vergrößert ist.

Bei dem in der Figur 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist die Anschlagfläche 3 9 des Ventilgliedes 11 an einer ringförmigen elastischen Anformung 45 angeordnet, deren radial äußerer Rand axial gegenüber dem Ringabsatz zwischen Schaft 21 und Druckstück 37 vorsteht. Dabei ist die die Anschlagfläche 3 9 bildende obere Ringstirnfläche der Anformung 45 so ausgebildet, daß sie bei Erreichen der maximalen Öffnungshublage des Ventilgliedes 11, nach einer federnden Ausweichbewegung plan am ortsfesten Anschlag 41 anliegt.

Bei dem in der Figur 4 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel ist die, die Ventilgliedanschlagfläche 3 9 bildende Übergangsfläche zwischen dem Ventilgliedschaft 21 und dem Druckstück 3 7 zur Hubrichtung des Ventilgliedes 11 hin geneigt ausgebildet. Die vorzugsweise konische

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Anschlagfläche 3 9 wirkt dabei mit einer ebenfalls komplimentär zur Fläche 3 9 konisch ausgebildeten ortsfesten Anschlagfläche 41 an der Zwischenscheibe 3 zusammen, wobei diese Anschlagfläche 41 an einem zentralen zylindrischen Fortsatz 47 der Zwischenscheibe 3 an deren dem Ventilkörper 1 zugewandter Stirnseite angeordnet ist. Dabei weist der Ventilkörper 1 an seiner der Zwischenscheibe 3 zugewandten Stirnseite eine entsprechend geformte Aufnahmeöffnung 49 auf, an der sich der Fortsatz 47 axial und radial abstützt.

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil arbeitet in bekannter Weise, indem das Ventilglied 11 bei Zuführung von unter hohem Druck stehenden Kraftstoff, der an der Druckschulter 25 des Ventilgliedes 11 angreift, entgegen der Schließkraft der Ventilfeder 29 vom Ventilsitz 17 abgehoben wird und so einen Öffnungsquerschnitt zu den Einspritzöffnungen 19 freigibt. Die Öffnungshubbewegung wird dabei durch die Anlage der Anschiagfläche 3 9 des Ventilgliedes 11 am ortsfesten Anschlag 41 begrenzt, wobei diese Anschlagfläche 3 9 zur Verminderung des Verschleißes vergrößert ausgeführt ist.

Das Ende der Einspritzung erfolgt durch die Beendigung der Hochdruckzufuhr zum Einspritzventil, in dessen Folge die Ventilfeder 29 das Ventilglied 11 zur Anlage an den Ventilsitz 17 zurückbewegt.

Claims

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ROBERT BOSCH GMBH; 70442 STUTTGART

Ansprüche

1. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem Ventilkörper (1), in dem ein kolbenförmiges Ventilglied (11) axial beweglich geführt ist, das an seinem brennraumseitigen Ende eine Ventildichtfläche (13) aufweist, mit der es mit einem am Ventilkörper (1) vorgesehenen Ventilsitz (17) zusammenwirkt, mit einem über eine Zwischenscheibe (3) axial mit dem Ventilkörper (1) verbundenen Ventilhalter (7), in dem eine das Ventilglied (11) in Schließrichtung gegen den Ventilsitz (17) beaufschlagende Ventilfeder (29) angeordnet ist, die über einen Federteller (33) an einem in die Zwischenscheibe (3) ragenden, im Durchmesser verringerten Druckstück (3 7) des Ventilgliedes (11) angreift, wobei am Querschnittsübergang zwischen dem im Durchmesser größeren Schaft (21) des Ventilgliedes (11) und dem im Durchmesser kleineren Druckstück (3 7) eine Anschlagfläche gebildet ist, die zur Begrenzung des maximalen Öffnungshubs des Ventilgliedes (11) mit einem ortsfesten Anschlag (41) an der Zwischenscheibe (3) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die am Querschnittsübergang zwischen Ventilgliedschaft (21) und Druckstück (3 7) gebildete Anschlagfläche (39) am Ventilglied (11), mittels einer Formgebung des Ventilgliedes (11) in diesem Bereich, größer ausgebildet ist, als eine sich durch

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die reine Durchmesserdifferenz zwischen Ventilgliedschaft (21) und Druckstück {37) geometrisch ergebende Ringfläche.

2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die vergrößerte Anschlagfläche (39) am

Ventilglied (11) durch einen gegenüber dem Ventilgliedschaft (21) im Querschnitt vergrößerten Teil im Bereich des Übergangs zwischen Schaft (21) und Druckstück (37) gebildet ist.
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3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Querschnitt vergrößerte Teil am Ventilglied (11) als Ringbund (43) ausgebildet ist.

4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Querschnitt vergrößerte Teil am Ventilglied (11) durch eine umlaufende elastische Anformung (45) gebildet ist, deren radial äußerer Rand axial über einen zwischen Ventilgliedschaft (21) und Druckstück (37) gebildeten Absatz vorsteht und der unter Einwirkung der Öffnungskraft am Ventilglied (11) nach Durchfahren der maximalen Öffnungshubbewegung plan zur Anlage am ortsfesten Anschlag (41) gelangt.

5. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vergrößerte Anschlagfläche (3 9) am Ventilglied (11) als zur Hubrichtung des Ventilglieds (11) geneigte Fläche ausgebildet ist.

6. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ortsfeste Anschlag (41) an der Zwischenscheibe (3) komplimentär zur Anschlagfläche (39) am Ventilglied (11) geneigt ausgebildet ist.

7. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenscheibe (3) an ihrer dem

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Ventilkörper (1) zugewandten Stirnseite einen zentralen zylindrischen Fortsatz {47) aufweist, der in eine entsprechende Aufnahmeöffnung (49) des Ventilkörpers (1) ragt.