DE29519296U1 - Fuel injection valve for internal combustion engines - Google Patents
Fuel injection valve for internal combustion enginesInfo
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Description
R. 29690 1.12.1995 Dg/BrR. 29690 1.12.1995 Dg/Br
ROBERT BOSCH GMBH; 70442 STUTTGARTROBERT BOSCH GMBH; 70442 STUTTGART
Stand der TechnikState of the art
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.The invention is based on a fuel injection valve for internal combustion engines according to the type of the patent claim. In such a fuel injection valve for internal combustion engines, known from DE-OS 44 08 245, a piston-shaped valve member is guided axially displaceably in a valve body. The valve member has a valve sealing surface at one end, which interacts with a valve seat at the end of the valve body that protrudes into the combustion chamber of the internal combustion engine to be supplied. Injection openings in the combustion chamber are arranged downstream of the valve seat surface.
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 größerenThe valve body is clamped axially against a valve holder at its end facing away from the combustion chamber by means of a clamping nut, with an intermediate disk clamped between the end faces of the valve body and the valve holder. In the valve holder, a valve spring is arranged which acts on the valve member in the closing direction against the valve seat, which acts via a spring plate on a pressure piece of the valve member which is reduced in diameter and projects into a through hole in the intermediate disk. The annular shoulder at the cross-sectional transition between the larger diameter
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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.Valve member shaft and the smaller pressure piece, a stop surface on the valve member, which interacts with a fixed stop formed by the front surface of the intermediate disk to limit the maximum opening stroke.
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.However, the known fuel injection valve has the disadvantage that increased mechanical and corrosive wear occurs on the contact surface between the valve member stop surface and the stationary stop, which impairs the service life of the entire injection valve.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
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.The fuel injection valve for internal combustion engines according to the invention with the characterizing features of patent claim 1 has the advantage that the increase in the effective stop surface between the valve member stop surface and the stationary stop achieved by means of a corresponding geometric shape of the valve member allows the pressure load on the stop surfaces and thus the wear caused thereby to be significantly reduced while the valve member stop force remains the same.
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 großerThis enlargement of the valve member stop surface is formed according to a first embodiment by a part in the area of the transition between the shaft and the pressure piece that is larger in cross-section than the valve member shaft, which is advantageously designed as an annular collar, for example. The lever arm for the resulting stop force acting on the intermediate disk is thereby shifted radially outwards and thus smaller, so that an evasive tilting movement or a so-called "turning over" of the intermediate disk is reduced or, if sufficiently large,
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Anschlagfläche ganz verhindert werden kann. Den Verschleißformen Dellen und Korrosion wird auf diese Weise wirksam entgegengewirkt.contact surface can be completely prevented. This effectively counteracts the forms of wear such as dents and corrosion.
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.Another possibility is the elastic design of the valve member stop surface, for which a radially circumferential ring-shaped formation is provided at the cross-sectional transition of the valve member, the radially outer ends of which are formed axially protruding from the ring shoulder between the valve member shaft and the pressure piece. In this case, the stop force is reduced there by an enlarged contact surface through elastic deformation of the valve member stop surface.
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 derAnother variant of the enlarged stop surface on the valve member is the provision of a surface that is inclined in the stroke direction, for which the cross-sectional transition between the valve member shaft and the pressure piece is preferably designed to be conical. The stationary stop that interacts with the inclined stop surface on the valve member is designed to be complementarily inclined. The conical stop surface has the advantage that the introduction of radial force components and the associated pressing of the intermediate disk in the valve body prevents the intermediate disk from lifting off the valve body due to the axial force component (gap formation). The cone angles on the
Ventilgliedanschlagfläche und am ortsfesten Anschlag gleich groß sein oder eine geringe Differenz aufweisen (Sitzwinkeldifferenz).Valve member stop surface and stationary stop must be the same size or have a small difference (seat angle difference).
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 WeiseBy providing a central cylindrical extension on the combustion chamber side of the intermediate disc, which projects into a correspondingly shaped receiving opening in the valve body, it is also possible to
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ein radiales Aufeinandergleiten der Zwischenscheibe auf dem Ventilkörper verhindert werden.A radial sliding of the intermediate disc on the valve body can be prevented.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the subject matter of the invention can be found in the description, the drawing and the claims.
Zeichnungdrawing
Drei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils für Brennkraftmaschinen sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der folgenden Beschreibung näher erläutert.Three embodiments of the fuel injection valve according to the invention for internal combustion engines are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description.
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.Figure 1 shows a first embodiment in a section through the fuel injection valve, in which the enlarged stop surface is formed by an annular collar on the valve member, Figure 2 shows an enlarged detail from Figure 1 in the area of the annular collar, Figure 3 shows a second embodiment in a detail from Figure 1, in which the enlarged stop surface is formed by an annular elastic formation and Figure 4 shows a third embodiment analogous to the illustration in Figure 3, in which the enlarged stop surface is formed by a transition surface inclined in the stroke direction.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
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 einThe first embodiment of the fuel injection valve according to the invention, shown in Figure 1 in a longitudinal section and in the figure in an enlarged detail thereof, has a valve body 1, which is clamped axially to a valve holder 7 together with an intermediate disk 3 by means of a union nut 5. A
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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.piston-shaped valve member 11 is mounted axially displaceably, which has a valve sealing surface 13 on its combustion chamber side end face, with which it interacts with an inwardly facing valve seat 17 in the valve body 1, which is formed at the closed end 15 of the valve bore 9 on the combustion chamber side and is located in front of several injection openings. The valve bore 9, which acts as a guide bore for the shaft 21 of the valve member 11, is expanded at one point to form a pressure chamber 23, in the area of which the valve member 11 has a pressure shoulder 25 and which is connected via a pressure channel 27 to a connection piece (not shown in detail) on the valve holder for connecting an injection line leading from an injection pump. The pressure chamber 23 is connected to the valve seat 17 via an annular gap 28 remaining between the valve member 11 and the wall of the valve bore 9.
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 41In the valve holder 7, a spring chamber 31 in the form of a blind hole open towards the intermediate disk 3 is formed to accommodate a valve spring 29 designed as a helical compression spring, on the base of which (not shown) the valve spring 29 is supported with one end. With its other end facing the intermediate disk 3, the valve spring 29 engages with a certain preload via a spring plate 33 on a pressure piece 37 of the valve member 11 that projects into a through opening 35 of the intermediate disk 3. The pressure piece 37, which in the exemplary embodiment is preferably formed in one piece with the valve member 11, has a diameter that is reduced compared to the shaft 21 of the valve member 11, the cross-sectional transition area between the shaft 21 and the pressure piece 37 forming a stop surface 39 on the valve member 11, which is connected to a stationary stop 41 to limit the maximum opening stroke movement of the valve member 11.
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zusammenwirkt, der durch die untere, dem Ventilkörper 1 zugewandte Stirnfläche der Zwischenscheibe 3 gebildet ist.which is formed by the lower end face of the intermediate disk 3 facing the valve body 1.
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.In order to achieve the largest possible contact surface between the stop surfaces 39, 41, the cross section of the valve member 11 is enlarged in the transition area between the shaft 21 and the pressure piece 37, whereby this enlargement is achieved in the first embodiment shown in Figures 1 and 2 by an annular collar 43 on the valve member 11.
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.The annular collar 43 has a larger diameter than the valve member shaft 21, whereby the valve bore 9 in its area adjacent to the intermediate disk 3 also has a cross-sectional expansion to accommodate the annular collar 43. The upper annular end face of the annular collar 43 facing the intermediate disk 3 now forms the valve member stop surface 39, which is significantly larger than the pure diameter difference between the valve member shaft 21 and the pressure piece 37.
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.In the second embodiment shown in Figure 3, the stop surface 39 of the valve member 11 is arranged on an annular elastic formation 45, the radially outer edge of which protrudes axially from the annular shoulder between shaft 21 and pressure piece 37. The upper annular end face of the formation 45 forming the stop surface 39 is designed in such a way that when the maximum opening stroke position of the valve member 11 is reached, it lies flat against the stationary stop 41 after a resilient evasive movement.
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 konischeIn the third embodiment shown in Figure 4, the transition surface between the valve member shaft 21 and the pressure piece 37 forming the valve member stop surface 39 is designed to be inclined towards the stroke direction of the valve member 11. The preferably conical
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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.Stop surface 3 9 interacts with a stationary stop surface 41 on the intermediate disk 3, which is also conical and complementary to surface 3 9, with this stop surface 41 being arranged on a central cylindrical extension 47 of the intermediate disk 3 on its front side facing the valve body 1. The valve body 1 has a correspondingly shaped receiving opening 49 on its front side facing the intermediate disk 3, on which the extension 47 is supported axially and radially.
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.The fuel injection valve according to the invention works in a known manner in that the valve member 11 is lifted off the valve seat 17 against the closing force of the valve spring 29 when fuel under high pressure is supplied, which acts on the pressure shoulder 25 of the valve member 11, thus releasing an opening cross-section to the injection openings 19. The opening stroke movement is limited by the contact of the stop surface 39 of the valve member 11 on the stationary stop 41, whereby this stop surface 39 is made larger to reduce wear.
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.The end of the injection occurs when the high pressure supply to the injection valve is terminated, as a result of which the valve spring 29 moves the valve member 11 back to rest against the valve seat 17.
Claims (7)
10Valve member (11) is formed by a part which is enlarged in cross-section compared to the valve member shaft (21) in the region of the transition between the shaft (21) and the pressure piece (37).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19970515 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19990429 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20020319 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20040513 |
|
| R071 | Expiry of right |