DE102008040637A1 - Kraftstoffeinspritzventileinrichtung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzventileinrichtung mit einem Steuerventil, das einen Ventilkörper (18) umfasst. Um die Herstellung einer Kraftstoffeinspritzventileinrichtung mit einem Steuerventil, das einen Ventilkörper umfasst, zu vereinfachen und/oder deren Lebensdauer zu verlängern, ist der Ventilkörper (18) mindestens zweiteilig mit einem Schließelement (40) und einem Führungselement (54) ausgeführt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzventileinrichtung mit einem Steuerventil, das einen Ventilkörper umfasst.
- Stand der Technik
- Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2004 061 800 A1 ist ein Injektor eines Kraftstoffeinspritzsystems mit einem doppelt schaltenden Steuerventil bekannt, bei dem ein einteiliger Ventilkörper in dem Gehäuse des Steuerventils geführt wird, so dass der Verschleiß an einem Ventilkegel des Ventilkörpers und einem Ventilsitz im Gehäuse des Steuerventils verringert wird. - Offenbarung der Erfindung
- Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung einer Kraftstoffeinspritzventileinrichtung mit einem Steuerventil, das einen Ventilkörper umfasst, zu vereinfachen und/oder deren Lebensdauer zu verlängern.
- Die Aufgabe ist bei einer Kraftstoffeinspritzventileinrichtung mit einem Steuerventil, das einen Ventilkörper umfasst, dadurch gelöst, dass der Ventilkörper mindestens zweiteilig mit einem Schließelement und einem Führungselement ausgeführt ist. Die Kraftstoffeinspritzventileinrichtung wird auch als Kraftstoffinjektor bezeichnet. Durch die zweiteilige Ausführung des Ventilkörpers wird die Fertigung vereinfacht. Darüber hinaus können das Führungselement und das Schließelement aus unterschiedlichen Materialien gebildet werden. Des Weiteren kann die Oberflächenbeschaffenheit beziehungsweise die Härte einzelner Funktionsflächen des Schließelements und des Führungselements einfacher an die unterschiedlichen Funktionen angepasst werden. Schließlich können auf einfache Art und Weise unterschiedliche Ventilhübe realisiert werden.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement als Ventilstift ausgeführt ist. Der Ventilstift hat im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylinders und übt eine Führungsfunktion aus.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstift in einer Führungshülse hin und her bewegbar geführt ist. Die Führungshülse hat im Wesentlichen die Gestalt eines Kreiszylindermantels.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement einen Ventilringkörper umfasst. Der Ventilring ist vorzugsweise deutlich härter als der Ventilstift ausgeführt, um den Verschleiß an einem Ventilsitz zu minimieren. Vorzugsweise ist ein Federteller in den Ventilringkörper integriert.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilringkörper eine umlaufende Dichtfläche aufweist. Die Dichtfläche kann gekrümmt oder konusartig ausgeführt sein und wirkt mit einer Dichtkante zusammen, um einen Ventilsitz darzustellen.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilringkörper eine umlaufende Dichtkante aufweist. Die Dichtkante wirkt mit einer Dichtfläche zusammen, um einen Ventilsitz darzustellen.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilringkörper auf das Führungselement aufgepresst ist. Vorzugsweise wird durch eine Presspassung eine reibschlüssige beziehungsweise kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Ventilringkörper und dem Führungselement geschaffen.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement einen Ab satz aufweist, an dem das Schließelement anliegt. Der Absatz kann beim Aufpressen des Schließelements einen Anschlag bilden.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement und das Führungselement aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind. Durch die gezielte Auswahl unterschiedlicher Werkstoffe können die beiden Elemente besser an ihre Funktion im Betrieb der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung angepasst werden.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement und das Führungselement unterschiedliche Härten aufweisen. Das Schließelement hat vorzugsweise eine größere Härte als das Führungselement, um einen unerwünschten Verschleiß am Ventilsitz zu minimieren.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.
- Kurze Beschreibung der Zeichnung
- Es zeigen:
-
1 eine Kraftstoffeinspritzventileinrichtung im Längsschnitt; -
2 einen vergrößerten Ausschnitt II aus1 ; -
3 einen vergrößerten Ausschnitt III aus1 und -
4 eine ähnliche Darstellung wie in3 mit einem Ausbruch an einem Ventilkörper. - Beschreibung der Ausführungsbeispiele
- In
1 ist eine Kraftstoffeinspritzventileinrichtung1 im Längsschnitt dargestellt. Die Kraftstoffeinspritzventileinrichtung1 wird auch als Kraftstoffinjektor bezeichnet und dient dazu, mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff in einen Brennraum (nicht dargestellt) einer Brennkraftmaschine einzuspritzen. Zu diesem Zweck steht der Kraftstoffinjektor1 mit einer zentralen Kraftstoffhochdruckquelle (ebenfalls nicht dargestellt) in Verbindung, die auch als Common Rail bezeichnet wird. - Der Kraftstoffinjektor
1 umfasst ein Injektorgehäuse2 mit einem Haltekörper4 , einem Düsenkörper5 , einer Ventilplatte6 und einer Drosselplatte8 . Ein Hochdruckzulaufkanal10 erstreckt sich durch das Injektorgehäuse2 zu einer Einspritzdüse12 , aus welcher mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt wird, wenn eine Düsennadel14 von einem zugehörigen Düsennadelsitz abhebt. Die Öffnungs- und/oder Schließbewegung der Düsennadel14 wird über den Druck in einem Steuerraum15 eines Steuerventils16 gesteuert. - In
2 sieht man, dass das Steuerventil16 einen Ventilkörper18 umfasst, der unter Zwischenschaltung eines Ventilkolbens19 und eines Kopplerkolbens20 durch einen Aktor24 betätigbar ist. Das Steuerventil16 kann durch elektromagnetische oder piezoelektrische Aktoren betätigt werden. Der Ventilkörper18 befindet sich in seiner Schließstellung und kann über einen an dem brennraumnahen Ende des Kopplerkolbens20 vorgesehenen Stempel22 aus seiner Schließstellung in eine Öffnungsstellung bewegt werden. - In
3 sieht man, dass das Steuerventil16 eine Führungshülse30 umfasst, die durch die Vorspannkraft einer Ventilfeder32 in dichter Anlage an der Drosselplatte8 gehalten wird. Die Ventilfeder32 ist zusammen mit der Führungshülse30 und dem Ventilkörper18 in einem Ventilraum34 angeordnet, der mit dem Steuerraum (15 in2 ) des Steuerventils16 in Verbindung steht. - Da der Steuerraum über einen (nicht dargestellten) Zulaufkanal, der vorzugsweise mit einer Zulaufdrossel ausgestattet ist, mit dem Hochdruckzulaufkanal (
10 in2 ) in Verbindung steht, herrscht sowohl in dem Steuerraum als auch in dem Ventilraum Hochdruck, solange sich der Ventilkörper18 in seiner Schließstellung befindet. - Dagegen herrscht in einem Druckentlastungsraum
36 , der in radialer Richtung von der Führungshülse30 und in axialer Richtung von dem Ventilschließkörper18 und der Drosselplatte8 begrenzt wird, Niederdruck, da der Druckentlastungsraum36 über einen Ablaufkanal37 , der mit einer Ablaufdrossel ausgestattet sein kann, mit einem (nicht dargestellten) Rücklauf des Kraftstoffinjektors1 in Verbindung steht. - In
4 ist durch einen Ausbruch an dem Ventilkörper18 dargestellt, dass der Ventilkörper18 zweiteilig ausgeführt ist. Der Ventilkörper18 umfasst zum einen ein Schließelement40 mit einem Federteller41 und einem Ventilringkörper42 . Der Ventilringkörper42 ist einstückig mit dem Federteller41 verbunden. Die Ventilfeder32 ist zwischen dem Federteller41 und der Führungshülse30 eingespannt. - An dem Ventilringkörper
42 ist eine im dargestellten Schnitt gekrümmte Dichtfläche44 ausgebildet, die dichtend an einer Dichtkante45 anliegt, um einen Ventilsitz zu bilden. Durch die Vorspannkraft der Ventilfeder32 wird der Ventilringkörper42 in der dargestellten Schließstellung gehalten. - Wenn der Ventilringkörper
42 mit seiner Dichtfläche44 von der Dichtkante45 abhebt, dann wird der Ventilsitz geöffnet und eine Verbindung zwischen dem Ventilraum34 und einem Druckentlastungsraum48 freigegeben. Wenn sich der Ventilringkörper42 in seiner Öffnungsstellung befindet, dann wird der Druck in dem Ventilraum34 und in dem Steuerraum15 abgebaut, so dass die Düsennadel von dem zugehörigen Düsennadelsitz abhebt und Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. - Der Ventilringkörper
42 ist auf einen Zapfen51 aufgepresst, der von einem Führungselement54 ausgeht, welches das zweite Teil des Ventilkörpers18 darstellt. Das Führungselement54 ist als Ventilstift55 ausgeführt, der einstückig mit dem Zapfen51 verbunden ist. Zwischen dem Zapfen51 und dem Ventilstift55 ist ein Absatz56 ausgebildet, der einen Anschlag beim Aufpressen des Ventilringkörpers42 auf den Zapfen51 darstellt. - Der Ventilstift weist an seinem brennraumnahen Ende einen Führungsabschnitt
57 auf, mit dem der Ventilstift55 in der Führungshülse30 in Längsrichtung verschiebbar geführt ist. Der Führungsabschnitt57 hat, zum Beispiel aufgrund einer zusätzlichen Bearbeitung, einen etwas kleineren Außendurchmesser als ein Verbindungsabschnitt58 des Ventilstifts55 . Der Verbindungsabschnitt58 verbindet den Führungsabschnitt57 des Ventilstifts55 einstückig mit dem Zapfen51 am brennraumfernen Ende des Führungselements54 . - Der Ventilstift
55 mit seiner Führungsfunktion zur Führungshülse30 kann auf einfache Art und Weise, zum Beispiel durch Drehen, gefertigt werden. Die Härte des Ventilstifts kann, insbesondere in dem Führungsabschnitt57 , an die Führungsfunktion angepasst werden. Der Führungsspalt zwischen dem Ventilstift55 und der Führungshülse kann auf einfache Art und Weise bei der Fertigung eingestellt werden. - Der Ventilringkörper
42 ist, insbesondere an der Dichtfläche44 , besonders hart ausgeführt, um den im Betrieb auftretenden Verschleiß am Ventilsitz zu minimieren. Die Härte des Ventilringkörpers42 ist vorzugsweise an die Härte der Ventilplatte5 angepasst. Demgegenüber kann die Härte des Ventilstifts55 an die Härte der Führungshülse30 angepasst werden. Die Materialien, aus denen der Ventilringkörper42 und der Ventilstift55 gebildet sind, können variieren. Durch die zweiteilige Ausführung sind unterschiedliche Werkstoffe und Härten von Ventilstift55 und Ventilringkörper42 einfach realisierbar. - Der Ventilhub des Ventilkörpers
18 kann entweder über eine variable Höhe61 am Ventilstift55 oder über eine variable Höhe62 am Ventilringkörper42 eingestellt werden. Auch die Einpresstiefe beziehungsweise Aufpresstiefe des Ventilringkörpers42 kann variiert werden. Das Einpressen oder Aufpressen des Ventilringkörpers42 erfolgt gegebenenfalls nicht bis zu dem Absatz56 an dem Ventilstift55 . Darüber hinaus kann die Ventilsitzgeometrie, insbesondere der Sitzwinkel und die Konvexität, durch einen einfachen Austausch des Ventilringkörpers42 verändert werden. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102004061800 A1 [0002]
Claims (10)
- Kraftstoffeinspritzventileinrichtung mit einem Steuerventil (
16 ), das einen Ventilkörper (18 ) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (18 ) mindestens zweiteilig mit einem Schließelement (40 ) und einem Führungselement (54 ) ausgeführt ist. - Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (
54 ) als Ventilstift (55 ) ausgeführt ist. - Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstift (
55 ) in einer Führungshülse (30 ) hin und her bewegbar geführt ist. - Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement
40 einen Ventilringkörper (42 ) umfasst. - Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilringkörper (
42 ) eine umlaufende Dichtfläche (44 ) aufweist. - Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilringkörper (
42 ) eine umlaufende Dichtkante aufweist. - Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilringkörper (
42 ) auf das Führungselement (54 ) aufgepresst ist. - Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (
54 ) einen Absatz (56 ) aufweist, an dem das Schließelement anliegt. - Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement (
40 ) und das Führungselement (54 ) aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind. - Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement (
40 ) und das Führungselement (54 ) unterschiedliche Härten aufweisen.
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