DE102021214077A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

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DE102021214077A1
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plastic
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Ralf Kromer
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
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Abstract

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil (1) zeichnet sich besonders dadurch aus, dass eine verbesserte Abdichtung eines Zulaufstutzens (7) gegenüber der Aufnahmeöffnung (12) einer Brennstoffverteilerleitung (4) realisiert ist. Dazu ist am Zulaufstutzen (7) ein Stützring (25) vorgesehen, der den zulaufseitigen Dichtring (5) untergreift. Das Brennstoffeinspritzventil (1) weist zudem eine zumindest einen Teil eines Ventilgehäuses (22) bildende Kunststoffumspritzung (18) auf. Erfindungsgemäß ist der den Dichtring (5) untergreifende Stützring (25) derart am Brennstoffeinspritzventil (1) positioniert, dass er an einer dem Dichtring (5) zugewandten oberen Stirnseite (28) der Kunststoffumspritzung (18) unmittelbar aufliegt, so dass die axiale Abstützung des Dichtrings (5) mittelbar über die Kunststoffumspritzung (18) erfolgt. Erfindungsgemäß ist die Außengeometrie der Kunststoffumspritzung (18) unterhalb des Dichtrings (5) zumindest über einen axialen Teilbereich in stromabwärtiger Richtung verjüngend ausgeführt.Das Brennstoffeinspritzventil eignet sich besonders zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • In der 1 ist beispielhaft eine aus dem Stand der Technik bekannte Brennstoffeinspritzvorrichtung gezeigt, deren Zulaufstutzen mittels eines bekannten Dichtrings aus Elastomer gegen die Aufnahmetasse einer Brennstoffverteilerleitung abgedichtet ist. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung eignet sich besonders für den Einsatz in Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen. Derartige Brennstoffeinspritzventile sind zahlreich bekannt, beispielhaft sei die DE 103 59 299 A1 genannt.
  • Bekannt ist aus der DE 10 2017 207 091 A1 bereits ein Brennstoffeinspritzventil, das zulaufseitig einen konischen Anschlussstutzen aufweist. Der Anschlussstutzen umfasst dabei einen Dichtabschnitt, an dem ein ringförmiges Dichtelement zur Abdichtung gegenüber der Aufnahmetasse einer Brennstoffverteilerleitung angeordnet ist. Das ringförmige Dichtelement umschließt den Dichtabschnitt bezüglich einer Längsachse umfänglich. Ferner ist das ringförmige Dichtelement mittels eines Stützrings am unteren Ende des Dichtabschnitts abgestützt. Der Dichtabschnitt des Anschlussstutzens ist zumindest in dem Bereich, in dem das ringförmige Dichtelement und der Stützring den Anschlussstutzen umschließen, mit einem sich entlang der Längsachse vergrößernden Umfang, also einer Konizität ausgestaltet.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine verbesserte Abdichtung eines Zulaufstutzens gegenüber der Aufnahmeöffnung einer Brennstoffverteilerleitung realisiert ist. Dazu ist am Zulaufstutzen in vorteilhafter Weise ein Stützring vorgesehen, der den zulaufseitigen Dichtring untergreift, wobei der Stützring an einer dem Dichtring zugewandten oberen Stirnseite einer den Zulaufstutzen zumindest teilweise umgebenden Kunststoffumspritzung unmittelbar aufliegt, so dass die axiale Abstützung des Dichtrings mittelbar über die Kunststoffumspritzung erfolgt.
  • Ein besonderer Vorteil ergibt sich bei sogenannten Langventilen, die aufgrund ihrer besonderen Einbausituation im Zylinderkopf eine große axiale Länge aufweisen müssen. Erfindungsgemäß kann auf zusätzliche metallische Verlängerungen des Zulaufstutzens, die auch eine zusätzliche Verbindung z.B. in der Form einer Schweißnaht erfordern würden, verzichtet werden. Insofern können in vorteilhafter Weise die Herstellungskosten des Brennstoffeinspritzventils reduziert werden.
  • Ein weiterer positiver Aspekt besteht darin, dass auch bei einer größtmöglichen Schiefstellung des Brennstoffeinspritzventils gegenüber dem Anschlussstutzen der Brennstoffverteilerleitung ein metallischer Kontakt von Brennstoffeinspritzventil und Brennstoffverteilerleitung vollständig ausgeschlossen werden kann, so dass keine Schwingungen des Brennstoffeinspritzventils auf andere metallische Bauteile übertragen werden und insofern die Gefahr einer unerwünschten Geräuschentwicklung minimiert ist.
  • In besonders vorteilhafter Art und Weise ist aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Kunststoffumspritzung des Brennstoffeinspritzventils ausgeschlossen, dass es bei einer montage-/fertigungsbedingten Schiefstellung des Anschlussstutzens der Brennstoffverteilerleitung gegenüber einem Brennstoffeinspritzventil einseitig zu einer Anlage der Kunststoffumspritzung des Brennstoffeinspritzventils an der Wandung der Aufnahmeöffnung des Anschlussstutzens kommt.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
  • In vorteilhafter Weise ist die obere Stirnseite der Kunststoffumspritzung konisch schräg verlaufend ausgeführt, wobei auch der Stützring eine zur oberen Stirnseite der Kunststoffumspritzung hin gerichtete kegelförmige Innenseite besitzt, um eine optimierte Anlage des Stützrings an der Kunststoffumspritzung und eine ideale Krafteinleitung zu gewährleisten.
  • Besonders vorteilhaft ist es, dass der Stützring eine dem Dichtring zugewandte V-förmige Auflagefläche aufweist. Erfindungsgemäß ist der vom Dichtring beaufschlagte Stützring mit dieser V-förmigen Kegelauflage für den Dichtring versehen, die dafür sorgt, dass bei erhöhten Drücken ein geringfügiges radiales Ausweichen des Stützrings nach radial innen und außen ermöglicht ist und damit radiale Spalte stets vermieden werden.
  • In vorteilhafter Weise besitzt der Stützring im Bereich mit der V-förmigen Auflagefläche eine etwas größere radiale Erstreckung als über die restliche axiale Erstreckung des Stützrings. Auf diese Weise kann der Stützring bereits mit einer geringen radialen Pressung in diesem oberen Bereich des Stützrings in den Aufnahmeraum zwischen Brennstoffeinspritzventil und Anschlussstutzen eingebracht werden. Durch den Fluiddruck wirken über den Dichtring zwei Kraftkomponenten auf die beiden Flanken der V-förmigen Auflagefläche des Stützrings. Diese Kräfte bewirken, dass es zu einer geringfügigen elastischen Verformung des Stützrings kommt, und zwar in den dünnwandigen Bereichen radial innen und außen unterhalb der Auflagefläche im radial etwas größeren oberen Bereich. Dies verhindert, dass der Dichtring zwischen den Stützring und die Wandungen der Aufnahmeöffnung bzw. des Anschlussstutzens extrudieren kann, da keine unerwünschten Spalte auftreten können.
  • Von großem Vorteil ist es, dass am Außenumfang des Zulaufstutzens nahe der oberen Stirnseite der Kunststoffumspritzung wenigstens ein umlaufender Einstich vorgesehen ist, in den bei der Finalumspritzung der Kunststoffumspritzung der Kunststoff dort hinein eindringen kann und so die Kunststoffumspritzung gegen axiales Verschieben gegenüber dem Zulaufstutzen gesichert ist. Für eine verbesserte Krafteinleitung ist es von besonderem Vorteil, wenn der in axialer Richtung am weitesten stromaufwärtige Einstich auf Höhe der konisch verlaufenden oberen Stirnseite der Kunststoffumspritzung und damit auch in unmittelbarer Nähe zum an der Kegelfläche anliegenden Stützring eingebracht ist. Ein großer Vorteil bei dieser Auslegung besteht darin, dass, auch wenn die Kunststoffumspritzung oder der Stützring kriechen, also sich über Zeit und Last verformen, die Kraft durch eine axiale Bewegung des Stützrings in Richtung Brennraum immer aufrechterhalten bleibt.
  • Figurenliste
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
    • 1 eine teilweise dargestellte Brennstoffeinspritzvorrichtung in einer bekannten Ausführung,
    • 2 eine bekannte hydraulische Schnittstelle im Bereich einer Aufnahmeöffnung der Brennstoffverteilerleitung,
    • 3 eine hydraulische Schnittstelle im Bereich einer Aufnahmeöffnung der Brennstoffverteilerleitung mit einem an einem Brennstoffeinspritzventil angeordneten Stützring, der sich an der Kunststoffumspritzung abstützt,
    • 4 eine hydraulische Schnittstelle im Bereich einer Aufnahmeöffnung der Brennstoffverteilerleitung mit einem an einem Brennstoffeinspritzventil angeordneten Stützring, der sich an der Kunststoffumspritzung abstützt, mit einem maximal verkippten Brennstoffeinspritzventil in der Aufnahmeöffnung in einer nicht maßstäblichen Darstellung und
    • 5 eine hydraulische Schnittstelle im Bereich einer Aufnahmeöffnung der Brennstoffverteilerleitung mit einem an einem Brennstoffeinspritzventil angeordneten Stützring, der sich an der Kunststoffumspritzung abstützt, und mit einer sich erfindungsgemäß verjüngenden Kunststoffumspritzung.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Zum Verständnis der Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 eine bekannte Ausführungsform einer Brennstoffeinspritzvorrichtung näher beschrieben. In der 1 ist als ein Ausführungsbeispiel ein Ventil in der Form eines Einspritzventils 1 für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen in einer Seitenansicht dargestellt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist Teil der Brennstoffeinspritzvorrichtung. Mit einem stromabwärtigen Ende ist das Brennstoffeinspritzventil 1, das in Form eines direkt einspritzenden Einspritzventils zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum 16 der Brennkraftmaschine ausgeführt ist, in eine Aufnahmebohrung 20 eines Zylinderkopfes 9 eingebaut. Ein Dichtring 2, insbesondere aus PTFE oder PTFE mit Füllstoffen, sorgt für eine optimale Abdichtung des Brennstoffeinspritzventils 1 gegenüber der Wandung der Aufnahmebohrung 20 des Zylinderkopfes 9.
  • Zwischen einem Absatz 21 eines Ventilgehäuses 22 (nicht gezeigt) oder einer unteren Stirnseite 21 eines Abstützelements 19 (1) und einer z.B. rechtwinklig zur Längserstreckung der Aufnahmebohrung 20 verlaufenden Schulter 23 der Aufnahmebohrung 20 ist ein Zwischenelement 24 eingelegt, das z.B. als Dämpfungs- oder Entkopplungselement dient. Mit Hilfe eines solchen Zwischenelements 24 werden auch Fertigungs- und Montagetoleranzen ausgeglichen und eine querkraftfreie Lagerung auch bei leichter Schiefstellung des Brennstoffeinspritzventils 1 sichergestellt.
  • Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist an seinem zulaufseitigen Ende 3 eine Steckverbindung zu einer Brennstoffverteilerleitung (Fuel Rail) 4 auf, die durch einen Dichtring 5 zwischen einem Anschlussstutzen (Railtasse) 6 der Brennstoffverteilerleitung 4, der im Schnitt dargestellt ist, und einem Zulaufstutzen 7 des Brennstoffeinspritzventils 1 abgedichtet ist. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist in eine Aufnahmeöffnung 12 des Anschlussstutzens 6 der Brennstoffverteilerleitung 4 eingeschoben. Der Anschlussstutzen 6 geht dabei z.B. einteilig aus der eigentlichen Brennstoffverteilerleitung 4 hervor und besitzt stromaufwärts der Aufnahmeöffnung 12 eine durchmesserkleinere Strömungsöffnung 15, über die die Anströmung des Brennstoffeinspritzventils 1 erfolgt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 verfügt über einen elektrischen Anschlussstecker 8 für die elektrische Kontaktierung zur Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 1.
  • Der elektrische Anschlussstecker 8 ist über entsprechende elektrische Verbindungen mit einem nicht gezeigten Aktuator verbunden, durch dessen Erregung eine Hubbewegung einer Ventilnadel erzielbar ist, wodurch eine Betätigung eines Ventilschließkörpers, der zusammen mit einer Ventilsitzfläche einen Dichtsitz bildet, ermöglicht ist. Diese letztgenannten Bauteile sind nicht explizit dargestellt und können jegliche hinlänglich bekannte Bauformen aufweisen. Der Aktuator kann beispielsweise elektromagnetisch, piezoelektrisch oder magnetostriktiv betrieben werden.
  • Um das Brennstoffeinspritzventil 1 und die Brennstoffverteilerleitung 4 weitgehend radialkraftfrei voneinander zu beabstanden und das Brennstoffeinspritzventil 1 sicher in der Aufnahmebohrung 20 des Zylinderkopfes 9 niederzuhalten, ist ein Niederhalter 10 zwischen dem Brennstoffeinspritzventil 1 und dem Anschlussstutzen 6 vorgesehen. Der Niederhalter 10 ist als bügelförmiges Bauteil ausgeführt, z.B. als Stanz-Biege-Teil. Der Niederhalter 10 weist ein teilringförmiges Grundelement 11 auf, von dem aus abgebogen ein Niederhaltebügel 13 verläuft, der an einer stromabwärtigen Endfläche 14 des Anschlussstutzens 6 an der Brennstoffverteilerleitung 4 im eingebauten Zustand anliegt.
  • In der 2 ist eine bekannte hydraulische Schnittstelle im Bereich der Aufnahmeöffnung 12 der Brennstoffverteilerleitung 4 dargestellt. Der Dichtring 5 ist zwischen der Innenwand der Aufnahmeöffnung 12 und dem metallischen Zulaufstutzen 7, der bei so genannten Langventilen mit besonders großer axialer Erstreckung ein zusätzliches Anbauteil am eigentlichen Zulaufstutzen 7 darstellt, verspannt. Zudem ist ein Stützring 25 unterhalb des Dichtrings 5 vorgesehen, der sich z.B. an einer konisch verlaufenden Schulter 26 des metallischen Zulaufstutzens 7 bzw. dessen Anbauteils abstützt. Bei dem in der 2 dargestellten metallischen Zulaufstutzen 7 des Brennstoffeinspritzventils 1 ist also ein konisch verlaufender Abschnitt vorgesehen, der vom Stützring 25 mit einer ebenfalls konisch verlaufenden Innenöffnung und teilweise vom Dichtring 5 umgeben ist. Aufgrund einer Kraftaufteilung der Radialkraft an der konisch verlaufenden Wandung des Zulaufstutzens 7 u.a. auch in eine axiale Kraftkomponente besteht die Gefahr eines einseitigen Verrutschens des Dichtrings 5 nach oben vom konischen Abschnitt weg, wenn die Axialkraft des Stützrings 25 größer als die Verschiebekraft des Dichtrings 5 ist. Dieses Verrutschen könnte mit einer Reduzierung der Pressung des Dichtrings 5 einhergehen. Bei dieser Ausführung des Brennstoffeinspritzventils 1 weist dieses deshalb zur Verliersicherung an seinem zulaufseitigen Ende 3 im Bereich eines Endkragens 29 eine Radialstützscheibe 30 auf. Die Radialstützscheibe 30 ist dabei als dünne, aber kompakte Scheibe ausgeführt, die aus einem Kunststoff (z.B. PEEK, PPS, POM) oder aus einem Metall (z.B. Aluminium) bestehen kann. Die Radialstützscheibe 30 wird z.B. über einen Hilfsdorn axial von oben auf das Brennstoffeinspritzventil 1 montiert. Alternativ kann die Radialstützscheibe 30 mittels eines Spreizgreifers oder eines ähnlichen Werkzeugs montiert werden. Insofern ist die Radialstützscheibe 30 in Strömungsrichtung gesehen noch vor dem Dichtring 5 angeordnet.
  • In der 3 ist eine hydraulische Schnittstelle im Bereich der Aufnahmeöffnung 12 der Brennstoffverteilerleitung 4 mit einem an dem Brennstoffeinspritzventil 1 angeordneten Stützring 25 dargestellt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist eine zumindest einen Teil des Ventilgehäuses 22 bildende Kunststoffumspritzung 18 auf, die dabei u.a. den metallischen Zulaufstutzen 7 über einen Großteil seiner Erstreckung umgibt. Die Kunststoffumspritzung 18 erstreckt sich in axialer Ausdehnung bis hin zur hydraulischen Schnittstelle mit der Brennstoffverteilerleitung 4. Der den Dichtring 5 untergreifende Stützring 25 liegt an einer dem Dichtring 5 zugewandten oberen Stirnseite 28 der Kunststoffumspritzung 18 unmittelbar auf, so dass die axiale Abstützung des Dichtrings 5 mittelbar über die Kunststoffumspritzung 18 erfolgt. Im vorliegenden Fall ist die obere Stirnseite 28 der Kunststoffumspritzung 18 konisch schräg verlaufend ausgeführt.
  • Der Stützring 25 besitzt eine im Querschnitt V-förmige, kerbenartige Kegelauflage für den Dichtring 5. Ein anderer wichtiger Aspekt dieser Ausführung ist das Einbringen von Einstichen 33 am Zulaufstutzen 7 sehr nahe der oberen Stirnseite 28 der Kunststoffumspritzung 18. Dabei liegt der in axialer Richtung am weitesten stromaufwärtige Einstich 33 auf Höhe der konisch verlaufenden oberen Stirnseite 28 der Kunststoffumspritzung 18 und damit also auch in unmittelbarer Nähe zum an der Kegelfläche anliegenden Stützring 25. Es ist wenigstens ein Einstich 33 am Zulaufstutzen7 nahe der oberen Stirnseite 28 vorgesehen; denkbar sind auch mehrere, z.B. zwei bis vier Einstiche 33, die geringfügig axial beabstandet zueinander eingebracht sind und die dafür sorgen, dass bei der Finalumspritzung der Kunststoffumspritzung 18 der Kunststoff dort hinein eindringen kann und so die Kunststoffumspritzung 18 gegen axiales Verschieben gegenüber dem Zulaufstutzen 7 gesichert ist.
  • Durch diese Anordnung kann die Kunststoffumspritzung 18 in vorteilhafter Weise deutlich höhere Axialkräfte auf den Zulaufstutzen 7 übertragen als bei fehlenden oder entfernteren Einstichpositionen. Die Wirkungsweise ist dabei wie folgt. Der Systemdruck wirkt auf den zwischen Zulaufstutzen 7 und Anschlussstutzen 6 dichtenden Dichtring 5. Dadurch wird der Dichtring 5 in Richtung Brennraum 16 gedrückt. Der Dichtring 5 läuft auf den Stützring 25 auf und schiebt diesen in Richtung Brennraum 16 bis deren kegelförmige Innenseite auf der ebenfalls kegelförmigen oberen Stirnseite 28 der Kunststoffumspritzung 18 anliegt. Zu diesem Zeitpunkt hat die lange zylindrische Außenseite des Stützrings 25 noch einen kleinen Spalt zum Anschlussstutzen 6. Durch den hohen Systemdruck wird der Stützring 25 weiter in Richtung Brennraum 16 gedrückt, wobei der Stützring 25 durch die kegelförmige Kontaktfläche aufgedehnt wird bis die weitgehend zylindrische Außenseite des Stützrings 25 am Innendurchmesser des Anschlussstutzens 6 vollständig anliegt. Der brennraumseitig keilförmige Querschnitt des Stützrings 25 sorgt dafür, dass die durch den Dichtring 5 unter Systemdruck eingebrachte Axialkraft normal zur Kegelfläche in die Kunststoffumspritzung 18 eingeleitet wird.
  • Die auf den Kegelwinkel wirkende Kraft kann in eine radiale und axiale Kraft geteilt werden. Der axiale Kraftanteil auf die Kunststoffumspritzung 18 sorgt dafür, dass sich der Stützring 25 nicht weiter in Richtung Brennraum 16 bewegt. Der radiale Kraftanteil auf die Kunststoffumspritzung 18 sorgt bei einer solch ausgelegten Einstichposition am Zulaufstutzen 7 dafür, dass die Kunststoffumspritzung 18 in den Einstich bzw. die Einstiche 33 gedrückt wird und die Kraft über die Einstiche 33 in den Zulaufstutzen 7 geleitet werden kann. Ein großer Vorteil bei dieser Auslegung besteht darin, dass, auch wenn die Kunststoffumspritzung 18 oder der Stützring 25 kriechen, also sich über Zeit und Last verformen, die Kraft durch eine axiale Bewegung des Stützrings 25 in Richtung Brennraum 16 immer aufrechterhalten bleibt.
  • In vorteilhafter Weise beträgt im Falle einer gewünschten Konizität der Gesamtwinkel α der oberen Stirnseite 28 der Kunststoffumspritzung 18 bezüglich der Ventillängsachse zwischen 45° und 85°, idealerweise beträgt der Gesamtwinkel α ca. 60°. In korrespondierender Weise ist entsprechend die Schrägneigung der kegelförmigen Innenseite des Stützrings 25 ausgelegt.
  • Der Stützring 25 zeichnet sich durch seine V-förmige Auflagefläche 35 für den Dichtring 5 aus. In seinem oberen, dem Dichtring 5 zugewandten Bereich mit der V-förmigen Auflagefläche 35 besitzt der Stützring 25 eine etwas größere radiale Erstreckung als über die restliche axiale Erstreckung des Stützrings 25 bis hin zu seiner Unterseite. Auf diese Weise kann der Stützring 25 bereits mit einer geringen radialen Pressung in diesem oberen Bereich des Stützrings 25 in den Aufnahmeraum zwischen Brennstoffeinspritzventil 1 und Anschlussstutzen 6 eingebracht werden. Durch den Fluiddruck wirken über den Dichtring 5 zwei Kraftkomponenten auf die beiden Flanken der V-förmigen Auflagefläche 35 des Stützrings 25. Diese Kräfte bewirken, dass es zu einer geringfügigen elastischen Verformung des Stützrings 25 kommt, und zwar in den dünnwandigen Bereichen radial innen und außen unterhalb der Auflagefläche 35 im radial etwas größeren oberen Bereich. Bei erhöhten Fluiddrücken erfolgt also noch zusätzlich ein radiales Ausweichen und Pressen des Stützrings 25 nach radial innen und außen, so dass radiale Spalte stets vermieden werden.
  • In vorteilhafter Weise ist der Stützring 25 aus einem Kunststoff hergestellt, wobei sich z.B. der Werkstoff PA66 mit 30% Glasfasern eignet. Die V-förmige Auflagefläche 35 des Stützrings 25 muss nicht zentral spitz zulaufen, sondern kann in der Mitte am Grund etwas verrundet sein. Der Winkel zwischen den beiden Flanken der V-förmigen Auflagefläche 35 des Stützrings 25 beträgt ca. 60° bis 100°. Der Stützring 25 weist beispielsweise zwei sich unterschiedlich hoch erstreckende Flanken der V-förmigen Auflagefläche 35 auf, wobei die radial innere Flanke eine geringere Höhe in axialer Richtung aufweist als die Höhe der radial äußeren Flanke. Dies kann von Vorteil sein, wenn der Dichtring 5 in einer gegenüber dem Stützring 25 etwas vertieften Aufnahmenut 43 am Zulaufstutzen 7 mit kleinerem Durchmesser eingebracht ist.
  • 4 zeigt eine hydraulische Schnittstelle im Bereich der Aufnahmeöffnung 12 der Brennstoffverteilerleitung 4 mit einem an einem Brennstoffeinspritzventil 1 angeordneten Stützring 25, der sich an der Kunststoffumspritzung 18 abstützt, mit einem maximal verkippten Brennstoffeinspritzventil 1 in der Aufnahmeöffnung 12 in einer nicht maßstäblichen Darstellung. Diese Darstellung wurde als Extrembeispiel gewählt, um zu zeigen, dass es bei einer montage-/fertigungsbedingten Schiefstellung des Anschlussstutzens 6 der Brennstoffverteilerleitung 4 gegenüber einem Brennstoffeinspritzventil 1 einseitig zu einer Anlage der Kunststoffumspritzung 18 des Brennstoffeinspritzventils 1 an der Wandung der Aufnahmeöffnung 12 des Anschlussstutzens 6 kommen kann. Dies soll die Anlagestelle 40 symbolhaft verdeutlichen. Auf diese Weise könnten nachteilig Querkräfte in das Brennstoffeinspritzventil 1 eingeleitet werden, die zu einer Reduzierung der Zuverlässigkeit oder Funktion führen könnten.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Maßnahme zu finden, die eine Anlage der Kunststoffumspritzung 18 des Brennstoffeinspritzventils 1 an der Wandung der Aufnahmeöffnung 12 des Anschlussstutzens 6 auch im größten anzunehmenden Verkippungsfall verhindert.
  • In der 5 ist eine hydraulische Schnittstelle im Bereich einer Aufnahmeöffnung 12 der Brennstoffverteilerleitung 4 mit einem an einem Brennstoffeinspritzventil 1 angeordneten Stützring 25, der sich an der Kunststoffumspritzung 18 abstützt, und mit einer sich erfindungsgemäß verjüngenden Kunststoffumspritzung 18 gezeigt. In besonders vorteilhafter Weise ist die Außengeometrie der Kunststoffumspritzung 18 insbesondere im Erstreckungsbereich bzw. im eingebauten Zustand im axialen Überlappungsbereich mit der Wandung der Aufnahmeöffnung 12 des Anschlussstutzens 6 brennraumseitig des Stützrings 25 in stromabwärtiger Richtung, also in Richtung Brennraum 16, verjüngend verlaufend ausgestaltet. Dabei besitzt die Kunststoffumspritzung 18 des Brennstoffeinspritzventils 1 zumindest über die axiale Länge der Aufnahmeöffnung 12 des Anschlussstutzens 6 betrachtet ihre größte radiale Ausdehnung unmittelbar unterhalb des ersten Einstichs 33 des Zulaufstutzens 7. Vorzugsweise beginnt die Verjüngung ausgehend von dieser größten radialen Ausdehnung der Kunststoffumspritzung 18 in einer kegelförmigen Weise. In vorteilhafter Weise ist der einseitige Kegelwinkel so gewählt, dass er gleich oder größer der möglichen Verkippung des Anschlussstutzens 6 der Brennstoffverteilerleitung 4 gegenüber einem einzubauenden Brennstoffeinspritzventil 1 ist.
  • Grundsätzlich lässt sich als Grundgedanke der Erfindung festhalten, dass die Außengeometrie der Kunststoffumspritzung 18 unterhalb des Dichtrings 5, und insbesondere unterhalb des Stützrings 25, zumindest über einen axialen Teilbereich in stromabwärtiger Richtung verjüngend ausgeführt ist.
  • Im vorliegenden Fall ist der Zulaufstutzen 7 nur mit einem einzigen Einstich 33 versehen. Diese Ausführung bietet den Vorteil einer besonders nah unterhalb des Stützrings 25 beginnenden Verjüngungsverlaufs der Außengeometrie der Kunststoffumspritzung 18, wodurch noch besonders starke Schiefstellungen des Anschlussstutzens 6 der Brennstoffverteilerleitung 4 gegenüber einem Brennstoffeinspritzventil 1 möglich wären, ohne dass es zu einer Anlage der Kunststoffumspritzung 18 des Brennstoffeinspritzventils 1 an der Wandung der Aufnahmeöffnung 12 des Anschlussstutzens 6 kommt. Lösungen mit mehreren, z.B. zwei bis vier Einstichen 33, die geringfügig axial beabstandet zueinander eingebracht sind und die in den 3 und 4 beispielhaft dargestellt sind, sind ebenso denkbar. In diesen Fällen würde die Verjüngung der Kunststoffumspritzung 18 eventuell etwas weiter stromabwärts beginnen.
  • 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 10359299 A1 [0002]
    • DE 102017207091 A1 [0003]

Claims (13)

  1. Brennstoffeinspritzventil (1) für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Aktuator, durch dessen Erregung eine Hubbewegung einer Ventilnadel erzielbar ist, wodurch eine Betätigung eines Ventilschließkörpers, der zusammen mit einer Ventilsitzfläche einen Dichtsitz bildet, ermöglicht ist, mit einem zulaufseitigen Zulaufstutzen (7) für eine Brennstoffzufuhr, wobei am Zulaufstutzen (7) ein ihn umgebender Dichtring (5) vorgesehen ist, und mit einer zumindest einen Teil eines Ventilgehäuses (22) bildenden Kunststoffumspritzung (18), dadurch gekennzeichnet, dass die Außengeometrie der Kunststoffumspritzung (18) unterhalb des Dichtrings (5) zumindest über einen axialen Teilbereich in stromabwärtiger Richtung verjüngend ausgeführt ist.
  2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der verjüngende Verlauf der Außengeometrie der Kunststoffumspritzung (18) zumindest über eine solche axiale Länge vorgesehen ist, dass im eingebauten Zustand des Brennstoffeinspritzventils (1) im gesamten axialen Überlappungsbereich mit der Wandung einer Aufnahmeöffnung (12) eines Anschlussstutzens (6) einer Brennstoffverteilerleitung (4) die Verjüngung anhält.
  3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (5) von einem Stützring (25) untergriffen ist, der wiederum an einer dem Dichtring (5) zugewandten oberen Stirnseite (28) der Kunststoffumspritzung (18) unmittelbar aufliegt, so dass die axiale Abstützung des Dichtrings (5) mittelbar über die Kunststoffumspritzung (18) erfolgt.
  4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (25) eine zur oberen Stirnseite (28) der Kunststoffumspritzung (18) hin gerichtete kegelförmige Innenseite besitzt.
  5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Stirnseite (28) der Kunststoffumspritzung (18) konisch schräg verlaufend ausgeführt ist.
  6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (25) eine dem Dichtring (5) zugewandte, im Querschnitt V-förmige Auflagefläche (35) für den Dichtring (5) aufweist.
  7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die V-förmige Auflagefläche (35) des Stützrings (25) zwei Flanken aufweist, auf die über den Dichtring (5) zwei Kraftkomponenten bei anliegendem Fluiddruck wirken.
  8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die V-förmige Auflagefläche (35) des Stützrings (25) in der Mitte verrundet ist.
  9. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innere Flanke der V-förmigen Auflagefläche (35) des Stützrings (25) niedriger in ihrer axialen Erstreckung ausgeführt ist als die radial äußere Flanke der V-förmigen Auflagefläche (35) des Stützrings (25).
  10. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang des Zulaufstutzens (7) nahe der oberen Stirnseite (28) der Kunststoffumspritzung (18) wenigstens ein umlaufender Einstich (33) vorgesehen ist, in den bei der Finalumspritzung der Kunststoffumspritzung (18) der Kunststoff dort hinein eindringen kann und so die Kunststoffumspritzung (18) gegen axiales Verschieben gegenüber dem Zulaufstutzen (7) gesichert ist.
  11. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der in axialer Richtung am weitesten stromaufwärtige Einstich (33) auf Höhe der konisch verlaufenden oberen Stirnseite (28) der Kunststoffumspritzung (18) und damit auch in unmittelbarer Nähe zum an der Kegelfläche anliegenden Stützring (25) eingebracht ist.
  12. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffumspritzung (18) des Brennstoffeinspritzventils (1), zumindest über die axiale Länge der Aufnahmeöffnung (12) des Anschlussstutzens (6) betrachtet, ihre größte radiale Ausdehnung unmittelbar unterhalb des ersten Einstichs (33) des Zulaufstutzens (7) besitzt.
  13. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung der Kunststoffumspritzung (18) ausgehend von ihrer größten radialen Ausdehnung in einer kegelförmigen Weise verläuft.
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