DE19719295A1

DE19719295A1 - Fuel injection valve for internal combustion engines

Info

Publication number: DE19719295A1
Application number: DE1997119295
Authority: DE
Inventors: Karl Hofmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-05-07
Filing date: 1997-05-07
Publication date: 1998-11-12
Also published as: FR2763101A1; FR2763101B1; JPH10318099A

Abstract

Fuel is injected into an internal combustion engine by a valve having a valve member with sealing face, axially displaceable in a valve body and interacting with a valve seat. A pressure body (10) in the form of a plate spring and acting on a stop acts as the valve spring, which exerts a force on the valve member directed towards the valve seat. The plate spring preferably has an axially projecting bearing face (17) on the side facing the stop, located at a distance (d) from the outer surface (16) of the spring, particularly in the form of a circular face, concentric to the axis of the spring.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen umfassend ein in einem Ventilkörper axial verschiebliches Ventilglied mit einer Ventildicht fläche, die zur Steuerung des Einspritzquerschnitts mit einem ortsfesten Ventilsitz zusammenwirkt, und wenigstens einer Ventilfeder, die sich einerseits an einem orts festen Anschlag, andererseits an dem Ventilglied abstützt und auf dieses eine Kraft in Richtung des Ventilsitzes ausübt.The invention relates to a fuel injection valve for Internal combustion engines comprising a valve body axially displaceable valve member with a valve seal area used to control the injection cross section a fixed valve seat cooperates, and at least a valve spring located on one hand in one place fixed stop, on the other hand supported on the valve member and on this a force in the direction of the valve seat exercises.

Ein derartiges Kraftstoffeinspritzventil geht beispiels weise aus der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 195 47 102.4 hervor. Bei diesem Kraftstoffeinspritz ventil bildet die Ventilfeder eine Spiralfeder, die sich an einem ortsfesten Anschlag, der an einem Ventilhalte körper des Kraftstoffeinspritzventils angeordnet ist, abstützt und auf das Ventilglied eine zum Ventilsitz hin gerichtete Kraft ausübt. Such a fuel injector goes for example as from the unpublished patent application DE 195 47 102.4. With this fuel injection valve, the valve spring forms a spiral spring that extends on a fixed stop, on a valve holder body of the fuel injector is arranged, supports and on the valve member towards the valve seat exerts directed force.

Die Federkraft der Ventilfeder bestimmt den Öffnungsdruck am Einspritzventil, der vom in Öffnungsrichtung am Ventilglied angreifenden Kraftstoffhochdruck aufgebaut wird.The spring force of the valve spring determines the opening pressure on the injection valve, which is in the opening direction on Valve element attacking high fuel pressure built up becomes.

Zur Erzeugung einer genügend hohen Federkraft, aber auch um eine lange Lebensdauer des Kraftstoffeinspritzventils sicherzustellen, weisen die aus dem Stand der Technik bekannten Spiralfedern nicht nur eine beträchtliche Länge auf, um mehrere Federwicklungen vorsehen zu können, sondern erfordern auch einen recht dicken Federdraht, der auf aufwendige Weise zu einer Spiralfeder aufgewickelt und gegebenenfalls nach Herstellung der Spiralfeder noch bearbeitet werden muß, wie es beispielsweise aus der oben bereits erwähnten DE 195 47 102.4 hervorgeht.To generate a sufficiently high spring force, however for a long service life of the fuel injector ensure that the state of the art known coil springs not only a considerable length to be able to provide several spring windings, but also require a rather thick spring wire that wound up in a complex manner to form a spiral spring and if necessary after the spiral spring has been manufactured must be edited, such as from the above already mentioned DE 195 47 102.4 emerges.

Problematisch bei derartigen Kraftstoffeinspritzventilen ist nicht nur die durch die Spiralfeder bedingte große Baulänge des gesamten Kraftstoffeinspritzventils, sondern auch die aufwendige und daher auch kostenintensive Herstellung der Spiralfeder und deren Montage in dem Kraftstoffeinspritzventil.Problematic with such fuel injection valves is not only the large one due to the spiral spring Overall length of the entire fuel injector, but also the complex and therefore also expensive Manufacture of the coil spring and its assembly in the Fuel injector.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffeinspritzventil der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß dieses nicht nur auf technisch einfache Weise und daher kostengünstig hergestellt werden kann, sondern auch eine sehr kompakte Bauform aufweist.The invention is therefore based on the object Fuel injector of the generic type to improve this not just on technical simple way and therefore inexpensive to manufacture can, but also has a very compact design.

Advantages of the invention

Diese Aufgabe wird bei einem Kraftstoffeinspritzventil der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ventilfeder ein als Tellerfeder ausgebil deter Druckkörper ist.This task is done with a fuel injector of the type described in the introduction solved that the valve spring trained as a plate spring the pressure body is.

Durch diesen als Tellerfeder ausgebildeten Druckkörper kann eine Spiralfeder vollständig entfallen, wodurch sich eine sehr vorteilhafte erhebliche Reduzierung der Baugröße des gesamten Kraftstoffeinspritzventils ergibt, da der als Tellerfeder ausgebildet Druckkörper gegenüber einer Spiralfeder eine Baulänge aufweist, die nur einen Bruchteil der Baulänge der Spiralfeder darstellt. Des weiteren ist ein derartiger, als Tellerfeder ausge bildeter Druckkörper auch auf technisch besonders einfache und daher kostengünstige Weise herzustellen. Er ist darüber hinaus auch auf einfache und daher kostengün stige Weise zu montieren.Through this pressure body designed as a plate spring a coil spring can be completely omitted, which means a very beneficial significant reduction in Size of the entire fuel injector, as opposed to the pressure body designed as a plate spring a coil spring has a length that only one Represents a fraction of the overall length of the spiral spring. Of another such is out as a plate spring formed pressure hull also on technically special simple and therefore inexpensive way to manufacture. He is also simple and therefore inexpensive way to assemble.

Um eine leichte Deformation insbesondere in Radialrich tung des als Tellerfeder ausgebildeten Druckkörpers in einer für ihn vorgesehenen Ausnehmung in dem Ventilhalte körper, die aus dem Anschlag und einer den Druckkörper radial umgebenden Mantel fläche gebildet wird, sicherzu stellen, wenn auf diesen durch das Ventilglied in Axialrichtung ein Druck ausgeübt wird, ist vorteilhafter weise vorgesehen, daß der als Tellerfeder ausgebildete Druckkörper auf seiner dem Anschlag zugewandten Seite wenigstens eine Auflagefläche aufweist, die in Radial richtung mit einem Abstand von der äußeren Mantelfläche des als Tellerfeder ausgebildeten Druckkörpers angeordnet ist.A slight deformation, especially in radial direction tion of the pressure body designed as a plate spring in a recess provided for him in the valve holder body made up of the stop and one the pressure body radially surrounding jacket surface is formed, surely if on this through the valve member in Axial direction pressure is more advantageous as provided that the formed as a plate spring Pressure body on its side facing the stop has at least one contact surface that is radial direction at a distance from the outer surface arranged as a plate spring pressure body is.

Rein prinzipiell können die unterschiedlichsten Auflage flächen vorgesehen sein. So können die Auflageflächen beispielsweise in einem gleichen Winkel voneinander gleichförmig auf der dem Anschlag zugewandten Seite des als Tellerfeder ausgebildeten Druckkörpers angeordnet sein.In principle, the most varied of editions areas should be provided. So the contact surfaces for example at an equal angle from each other uniformly on the side of the stop facing the stop arranged as a plate spring pressure body be.

Eine in bezug auf die Herstellung besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Auflagefläche eine konzentrisch zur Achse des als Tellerfeder ausgebildeten Druckkörpers umlaufende Ringfläche ist.A particularly advantageous one in terms of manufacture Embodiment provides that the bearing surface is a concentric to the axis of the disc spring Pressure body circumferential ring surface.

Insbesondere hinsichtlich einer einfachen Montage aber auch zur Verbesserung der Gleiteigenschaften des als Tellerfeder ausgebildeten Druckkörpers auf dem Anschlag, auf dem er in dem Ventilgehäuse aufliegt, ist vorgesehen, daß auf dem Anschlag eine Auflagescheibe angeordnet ist, auf welcher der als Tellerfeder ausgebildete Druckkörper aufliegt.Especially with regard to simple assembly also to improve the sliding properties of the as Belleville spring formed pressure body on the stop, on which it rests in the valve housing is provided that a washer is arranged on the stop, on which the pressure body designed as a plate spring lies on.

Zur Erzielung besonders guter Gleiteigenschaften ist die Auflagescheibe vorzugsweise auf ihrer dem tellerförmigen Druckkörper zugewandten Seite poliert.To achieve particularly good sliding properties, the Washer preferably on the plate-shaped Pressure body facing side polished.

drawing

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegen stand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichneri schen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.Further features and advantages of the invention are opposed stood the following description and the drawing cal representation of some embodiments.

In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:

Fig. 1 eine geschnittene Ausschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils; Fig. 1 is a sectional detail view of a fuel injection valve according to the invention;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen als Tellerfeder ausgebildeten Druckkörper eines erfindungs gemäßen Kraftstoffeinspritzventils; Figure 2 is a plan view of a pressure body formed as a plate spring of a fuel injection valve according to the Invention.

Fig. 3 eine entlang der Linie III-III geschnittene Darstellung des in Fig. 2 dargestellten, als Tellerfeder ausgebildeten Druckkörpers und Fig. 3 is a section along the line III-III representation of the pressure body shown in Fig. 2, designed as a plate spring and

Fig. 4 eine teilweise weggebrochene Darstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten Kraft stoffeinspritzventils. Fig. 4 is a partially broken away illustration of a fuel injection valve known from the prior art.

Description of the embodiments

Ein an sich bekanntes, in Fig. 4 dargestelltes Kraft stoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen umfaßt ein kolbenförmiges Ventilglied 41, das axialverschieblich in einer Bohrung 42 eines Ventilkörpers 43 geführt ist. Das Ventilglied 41 weist an seinem einen, dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugewandten Ende eine konische Ventildichtfläche 44 auf, mit der es mit einem konischen Ventilsitz 45 am nach innen ragenden geschlossenen Ende der Bohrung 42 zusammenwirkt. Der Ventilkörper 43 ist dabei mit seinem brennraumfernen Ende mittels einer Spannmutter 46 axial gegen einen Ventilhaltekörper 47 verspannt, wobei zwischen den Stirnflächen des Ventilkör pers 43 und des Ventilhaltekörpers 47 eine Zwischen scheibe 48 mit einer zentralen Öffnung eingespannt ist.A known fuel injection valve for internal combustion engines shown in Fig. 4 comprises a piston-shaped valve member 41 which is axially displaceably guided in a bore 42 of a valve body 43 . The valve member 41 has at its one end facing the combustion chamber of the internal combustion engine a conical valve sealing surface 44 , with which it interacts with a conical valve seat 45 on the inwardly projecting closed end of the bore 42 . The valve body 43 is clamped with its combustion-chamber-remote end by means of a clamping nut 46 axially against a valve holding body 47, wherein between the end faces of the Ventilkör pers 43 and the valve holding body 47 a is clamped between the disc 48 with a central opening.

An seinem dem Ventilsitz 45 abgewandten Ende wird das Ventilglied 41 über ein Druckstück 49, das die Zwischen scheibe 48 durchragt, von einer als Schraubenfeder 50 ausgebildeten Ventilfeder, die sich an einem ortsfesten Anschlag 51, der an dem Ventilhaltekörper 47 angeordnet ist, abstützt und auf das Ventilglied 41 eine zum Ventilsitz 45 hin gerichtete Kraft ausübt, mit einer Kraft beaufschlagt. Zwischen der Ventildichtfläche 44 und dem Ventilsitz 45 ist in der Wand des Ventilkörpers 43 eine Einspritzöffnung 53 vorgesehen, die in den Brennraum der Brennkraftmaschine mündet.At its end facing away from the valve seat 45 , the valve member 41 is supported by a pressure piece 49 , which extends through the intermediate plate 48 , by a valve spring designed as a coil spring 50 , which is supported on a stationary stop 51 , which is arranged on the valve holding body 47 , and on the valve member 41 exerts a force directed toward the valve seat 45 and is subjected to a force. An injection opening 53 is provided in the wall of the valve body 43 between the valve sealing surface 44 and the valve seat 45 , which opens into the combustion chamber of the internal combustion engine.

Die Kraftstoffhochdruckzufuhr erfolgt in bekannter Weise über einen zwischen dem Schaft des Ventilgliedes 41 und der Wand der Bohrung 42 gebildeten Ringkanal 54, der sich in einen Druckraum 55 erweitert, in den eine von einer nicht gezeigten Einspritzpumpe abführende Druckleitung 56 mündet.The high-pressure fuel supply takes place in a known manner via an annular channel 54 formed between the stem of the valve member 41 and the wall of the bore 42 , which widens into a pressure chamber 55 , into which a pressure line 56 discharging from an injection pump (not shown) opens.

Ein Ausführungsbeispiel eines Einspritzventils ist in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt.An embodiment of an injection valve is shown in FIGS. 1, 2 and 3.

Diejenigen Elemente, die mit denen des obenbeschriebenen identisch sind, sind mit denselben Bezugszeichen ver sehen, so daß bezüglich deren Beschreibung auf die obenstehenden Ausführungen voll inhaltlich Bezug genommen wird.Those elements that match those of the above are identical, are ver with the same reference numerals see, so that regarding their description to the The above statements are referred to in full becomes.

Bei dem in Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Ausführungsbei spiel ist die aus dem Stand der Technik bekannte, als Ventilfeder dienende Spiralfeder 50 ersetzt durch einen als Tellerfeder ausgebildeten Druckkörper 10, der an einem in dem Ventilhaltekörper 47 ausgebildeten Anschlag 11 zur Anlage kommt. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist auf dem Anschlag 11 eine Auflagescheibe 12 angeordnet, auf der der als Tellerfeder ausgebildete Druckkörper 10 aufliegt.Is play in the illustrated in Fig. 1, 2 and 3 Ausführungsbei known from the prior art, serving as a valve spring coil spring 50 is replaced by a formed as a plate spring pressure body 10 which engages a formed in the valve holding body 47 stop 11 to the plant. As can be seen from FIG. 1, a support disc 12 is arranged on the stop 11 , on which the pressure body 10 designed as a plate spring rests.

Die Auflagescheibe 12 ist vorteilhafterweise auf ihrer dem als Tellerfeder ausgebildeten Druckkörper 10 zu gewandten Seite poliert, um die Gleiteigenschaften zwischen dem als Tellerfeder ausgebildeten Druckkörper 10 und der Auflagefläche zu verbessern. Dies ist immer dann erforderlich, wenn auf den als Tellerfeder ausgebildeten Druckkörper 10 durch das Ventilglied 41 (in Fig. 1 nicht dargestellt) dessen oberes Ende in eine ringförmige Ausnehmung 14 des Druckkörpers 10 eingreift, in Richtung der Auflageflächen 11 eine axial wirkende Kraft F
(Fig. 1) ausgeübt wird. In diesem Falle deformiert sich der Druckkörper in Kraftrichtung, wobei sein tellerförmi ger Rand 13 geringfügig nach außen deformiert wird und dabei auf der Auflagefläche 12 gleitet.The support disk 12 is advantageously polished on its side facing the pressure body 10 designed as a plate spring in order to improve the sliding properties between the pressure body 10 designed as a plate spring and the contact surface. This is always necessary when the pressure element 10 , which is designed as a plate spring, engages through the valve member 41 (not shown in FIG. 1), the upper end of which engages in an annular recess 14 of the pressure element 10 , in the direction of the bearing surfaces 11, an axially acting force F
( Fig. 1) is exercised. In this case, the pressure body deforms in the direction of the force, its tellerörmi ger edge 13 is slightly deformed outwards and thereby slides on the bearing surface 12 .

Ein Ausführungsbeispiel eines als Tellerfeder ausgebilde ten Druckkörpers 10 ist in Fig. 2 und 3 dargestellt. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weist der tellerförmige Rand 13 eine Mehrzahl von Einschnitten 15, die sich von der äußeren Mantelfläche 16 radial einwärts zur Symmetrie achse 16 des Druckkörpers 10 erstrecken und so eine Federwirkung des Druckkörpers 10 ermöglichen. Es versteht sich, daß auch jede andere Ausbildung einer Tellerfeder, welche die Gestalt des Druckkörpers aufweist, vorgesehen sein kann. So können sich beispielsweise die Einschnitte 15 auch vom Zentrum des Druckkörpers 10 in Radialrichtung nach auswärts erstrecken, wobei in diesem Fall die äußere Mantelfläche 16 keine Unterbrechung aufweist.An embodiment of a pressure body 10 designed as a plate spring is shown in FIGS. 2 and 3. As is apparent from Fig. 2, the dish-shaped edge 13 a plurality of notches 15 radially from the outer surface 16 inward axis of symmetry 16 extending the pressure body 10, thus allowing a spring action of the pressure body 10. It goes without saying that any other design of a plate spring which has the shape of the pressure body can also be provided. For example, the cuts 15 can also extend radially outward from the center of the pressure body 10 , in which case the outer lateral surface 16 has no interruption.

Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, weist der als Tellerfeder ausgebildete Druckkörper 10 auf seiner dem Anschlag 11 zugewandten Seite eine axial vorspringende Auflagefläche 17 auf, die in Radialrichtung mit einem Abstand d von der äußeren Mantelfläche 16 angeordnet ist. Die Auflagefläche 17 ist als eine - bis auf die Ein schnitte 15 - konzentrisch zur Achse umlaufende Ring fläche. Bei einer Deformation des Druckkörpers in Richtung der Kraft F (vergl. Fig. 1) wandert die Ring fläche 17 geringfügig in Axialrichtung nach außen, wobei sich der tellerförmige Rand 13 deformiert.As can be seen in particular from FIG. 3, the pressure body 10 designed as a plate spring has on its side facing the stop 11 an axially projecting bearing surface 17 which is arranged in the radial direction at a distance d from the outer lateral surface 16 . The bearing surface 17 is as a - except for the one cuts 15 - concentric to the axis circumferential ring surface. If the pressure body is deformed in the direction of the force F (see FIG. 1), the ring surface 17 moves slightly outward in the axial direction, the plate-shaped edge 13 deforming.

Der tellerförmige Druckkörper 10 besteht vorteilhafter weise aus Federstahl, der Federweg ist verhältnismäßig gering, er beträgt bei gängigen Kraftfahrzeugeinspritz ventilen lediglich etwa 0,4 mm.The plate-shaped pressure body 10 is advantageously made of spring steel, the spring travel is relatively short, it is only about 0.4 mm in common automotive injection valves.

Claims

1. Fuel injection valve for internal combustion engines comprising an axially displaceable in a valve body Lich valve member with a valve sealing surface which cooperates to control the injection cross section with a stationary valve seat and at least one valve spring which is supported on a stationary stop and on the valve member a force directed towards the valve seat exercises, characterized in that the valve spring is designed as a Tel lerfeder pressure body ( 10 ).

2. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the pressure body designed as a plate spring ( 10 ) on its side facing the stop ( 11 ) has at least one axially projecting bearing surface ( 17 ) which is in the radial direction with a distance (d) from the outer jacket surface ( 16 ) of the pressure body ( 10 ) is arranged.

3. Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that the bearing surface ( 17 ) is an annular surface arranged concentrically to the axis.

4. Fuel injection valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the stop ( 11 ) a support disc ( 12 ) is arranged on which the pressure spring designed as a plate body ( 10 ) rests.

5. Fuel injection valve according to claim 4, characterized in that the support disc ( 12 ) on its side designed as a plate spring pressure body ( 10 ) is polished.