DE10336096A1

DE10336096A1 - Elastisches Element

Info

Publication number: DE10336096A1
Application number: DE10336096A
Authority: DE
Inventors: Roland Schirrmacher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2003-08-06
Publication date: 2005-03-03

Abstract

Ein elastisches Element (7), insbesondere zur elastischen Kapselung eines hydraulischen Kopplers oder eines Aktormoduls eines Brennstoffeinspritzventils, ist aus einer Spiralfeder (8) und einer Elastomerhülle (9) zusammengesetzt.

Description

Die Erfindung geht aus von einem elastischen Element nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Elastische Elemente in Form von Faltenbälgen kommen in Ventilen in verschiedenen Baugruppen zur Anwendung. Beispielsweise werden piezoelektrische Aktoren von Brennstoffeinspritzventilen in Faltenbälgen gekapselt, um einerseits eine Abdichtung des empfindlichen Aktors gegen den aggressiven Brennstoff und andererseits eine Temperaturkompensation der Längenveränderungen der einzelnen Bauteile während des Betriebs des Brennstoffeinspritzventils zu ermöglichen. Auch hydraulische Koppler in Brennstoffeinspritzventilen werden mit Faltenbälgen versehen.

Beispielsweise ist aus der DE 41 01 860 A1 ein Faltenbalg für ein Ventil bekannt, welcher das Ventilgehäuse überbrückt, die Ventilstange umschließt und einerseits am Schließglied und andererseits direkt am Ventilgehäuse befestigt ist. Die axiale Bewegung der Ventilstange ist durch eine Hubbegrenzung begrenzt, so daß die Dehnung des Faltenbalges ebenfalls in Dehnungsrichtung begrenzt ist.

Nachteilig bei bekannten Faltenbälgen ist insbesondere, daß die gewöhnlich auftretenden gegenläufigen Belastungskomponenten Hub und Druck problematisch zu handhaben sind, da der Faltenbalg auf Druck beispielsweise durch vorbeiströmenden Brennstoff steif und auf Hub weich reagieren soll. Dies ist meist nicht gleichzeitig zu erreichen. Bei sehr kleinen Bauräumen, wie häufig in Brennstoffeinspritzventilen anzutreffen, ist die Herstellung besonders aufwendig und damit teuer.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße elastische Element mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß statt eines einstückigen wellrohrförmigen Faltenbalgs eine Kombination aus einer Spiralfeder und einer Elastomerhülle verwendet wird. Dies hat den Vorteil, daß die Elastomerhülle weich auf die axiale Hubbewegung und die Spiralfeder steif auf radialen Druck reagieren kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen elastischen Elements möglich.

Vorteilhafterweise ist die Spiralfeder zwischen zwei Anschlußstücken eingespannt und leicht vorgespannt.

Von Vorteil ist außerdem, daß die Elastomerhülle mit den Anschlußstücken in einfacher Weise beispielsweise durch vulkanisieren verbunden ist.

Weiterhin ist von Vorteil, daß die Elastomerhülle je nach Richtung der radialen Druckbelastung innerhalb oder außerhalb der Spiralfeder angeordnet sein kann.

Außerdem kann das elastische Element vorteilhafterweise einstückig ausgebildet sein, dergestalt, daß die Spiralfeder oder auch die Spiralfeder und die Anschlußsstücke mit dem Elastomer umspritzt und dadurch einstückig ausgebildet sind.

Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen schematischen Schnitt durch ein Beispiel eines Faltenbalgs gemäß dem Stand der Technik, und
2 einen schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten elastischen Elements.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhaft beschrieben. Übereinstimmende Bauteile sind dabei in allen Figuren mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.
Ein in 1 dargestelltes Beispiel eines Faltenbalgs 1 gemäß dem Stand der Technik stellt einen Faltenbalg 1 dar, welcher als Temperaturausgleichselement in einem hydraulischen Koppler eines Brennstoffeinspritzventils zum Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingesetzt sein kann. Derartige Faltenbälge 1 sind wellrohrförmig ausgeführt und weisen mehrere vorkragende Wülste 2 auf, deren Flanken 3 senkrecht zu einer axialen Richtung verlaufen, welche durch den Pfeil 4 gekennzeichnet ist und parallel zu einer Symmetrieachse 5 des Faltenbalgs 1 verläuft. Die Wülste 2 sorgen für die Elastizität des Faltenbalgs 1. Der Faltenbalg 1 kann dadurch in einer axialen Richtung gedehnt oder gestaucht werden. Dies ist wichtig, um beispielsweise eine Temperaturkompensation zu ermöglichen. Auch Faltenbälge 1, welche zur Umhüllung von Aktoren für Brennstoffeinspritzventile verwendet werden, müssen axial elastisch sein, um an der Hubbewegung, welche ebenfalls in Richtung des Pfeils 4 verläuft, teilnehmen zu können.
Von Nachteil ist bei dem in 1 dargestellten Faltenbalg 1 insbesondere, daß radial wirkende Kräfte, beispielsweise Druckkräfte durch ein Hydraulikmedium eines in dem Faltenbalg 1 enthaltenen Kopplers oder auch außen anliegender Druck durch vorbeiströmenden Brennstoff, welcher in Richtung der Pfeile 6 wirkt, zu einer Verformung des Faltenbalgs 1 führen können. Nachfolgend können Fehlfunktionen durch Belastungsrisse oder Verklemmen durch Ein- oder Auswandern auftreten.
Demgegenüber ist das erfindungsgemäß ausgestaltete elastische Element 7 gemäß 2 mehrteilig aus einer Spiralfeder 8, einer Elastomerhülle 9 und zwei Anschlußteilen 10 gebildet. Die Spiralfeder 8 ist dabei zwischen den Anschlußteilen 10 vorgespannt und wird mit diesen durch die Elastomerhülle 9 umhüllt. Die Elastomerhülle 9 ist dabei an einer radial äußeren Seite 11 der Spiralfeder 8 angeordnet. Für einen von innen druckbelasteten Anwendungsfall wäre es ebenfalls denkbar, die Elastomerhülle 9 an einer radial inneren Seite 12 der Spiralfeder 8 anzuordnen. Die Dehnung und Stauchung des elastischen Elements 7 in axialer Richtung des Pfeils 3 ist in einfacher Weise möglich, während das elastische Element 7 in radialer Richtung der Pfeile 6 eine hohe Biegesteifigkeit aufweist.
Die Elastomerhülle 9 übernimmt zudem die Abdichtung des von dem elastischen Element 7 umschlossenen Raums, beispielsweise des Koppler- oder Aktorraums. Die Verbindung zwischen der Elastomerhülle 9 und den Anschlußteilen 10 kann dabei beispielsweise mittels Vulkanisierens erfolgen. Bei Druckbelastung in Richtung der Pfeile 6 legt sich die Elastomerhülle 9 an die Spiralfeder 8 an, ohne jedoch Gefahr zu laufen, in dieser eingeklemmt zu werden.
Zwar ist die Herstellung des elastischen Elements 7 bedingt durch die Verwendung mehrerer einzelner Bauteile etwas aufwendiger, jedoch immer noch günstiger als die Herstellung eines hochfesten Faltenbalgs 1. Die einzelnen Bauteile wie z. B. die Spiralfeder 8 sind einfach herstellbar und schnell und einfach zusammensetzbar.
Ebenso ist denkbar, die Montage zu vereinfachen, indem die Spiralfeder 8 oder auch die Spiralfeder 8 und die Anschlußteile 10 mit dem Elastomer umspritzt sind. Dadurch ist eine einfachere Montage möglich. Die Herstellung ist in einfacher Weise durch Spritzguß möglich.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt und z. B. auch zur Anbindung eines Brennstoffeinspritzventils an eine Brennstoffverteilerleitung geeignet. Insbesondere sind beliebige Kombinationen der verschiedenen Merkmale möglich.

Claims

Elastisches Element (7), insbesondere zur elastischen Kapselung eines hydraulischen Kopplers und/oder eines Aktormoduls eines Brennstoffeinspritzventils bzw. zur elastischen Verbindung eines Brennstoffeinspritzventils an einer Brennstoffverteilerleitung, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (7) aus einer Spiralfeder (8) und einer Elastomerhülle (9) zusammengesetzt ist.
Elastisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder (8) zwischen zwei Anschlußteilen (10) eingespannt ist.
Elastisches Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomerhülle (9) mit den Anschlußteilen (10) dichtend verbunden ist.
Elastisches Element nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomerhülle (9) mittels Vulkanisieren mit den Anschlußteilen (10) verbunden ist.
Elastisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomerhülle (9) an einer radial äußeren Seite (11) der Spiralfeder (8) angeordnet ist.
Elastisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomerhülle (9) an einer radial inneren Seite (12) der Spiralfeder (8) angeordnet ist.
Elastisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (7) in einer axialen Richtung parallel zu einer Längsachse (4) des elastischen Elements (7) biegeweich ist.
Elastisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (7) in einer radialen Richtung senkrecht zu einer Längsachse (4) des elastischen Elements (7) biegesteif ist.
Elastisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder (8) mit der Elastomerhülle (9) einstückig durch Umspritzen ausgebildet ist.
Elastisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder (8) und die Anschlußteile (10) mit der Elastomerhülle (9) einstückig durch Umspritzen ausgebildet sind.