DE2631620A1

DE2631620A1 - Einspritzventil fuer kraftstoff und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2631620A1
Application number: DE19762631620
Authority: DE
Inventors: Lloyd E Johnson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-07-21
Filing date: 1976-07-14
Publication date: 1977-02-10
Also published as: FR2319024B1; GB1524436A; FR2319024A1; US4152932A; CA1053521A; JPS5231222A

Description

DIPL.-PHYS. JÜRGEN WEISSE DIPL.-CHEM. DR. RUDOLF WOLGÄST

D 562o Velbert 11 - Langenberg, Bökenbusch 41 Postfach 11 o3 86 Telefon (o2127) 4ol9 Telex 8516895

Patentanmeldung Lloyd E. Johnson, 7oo Highview Road, East Peoria, Illinois 61611 Einspritzventil für Kraftstoff und Verfahren zu seiner

Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil für Kraftstoff bei einer Verbrennungskraftmaschine, bestehend aus einem Ventilgehäuse mit einer Zylinderkammer an einem Ende und einem Ventilsitz am anderen Ende, aus einem Ventilglied und einer Schließfeder, die in der Zylinderkammer zusammen angeordnet sind, wobei das sich um eine Achse erstreckende Ventilglied eine Halterung und eine Anlagefläche besitzt, die so bemessen ist, daß sie abdichtend an dem Ventilsitz zur Anlage kommt, und wobei die Feder im eingebauten Zustand eine kleinere als die freie Länge zwischen ihren parallelen Enden besitzt, und aus einem an der Halterung des Ventilgliedes angebrachten Federlager, an dem sich ein Ende der Feder abstützt.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung, speziell zum Zusammenbau eines solchen Einspritzventils.

Hochleistungsdieselmotoren, besonders zum Antrieb von Kraftfahrzeugen, sollen bei hohem Wirkungsgrad und mit niedriger Abgasabgabe über einen weiten Bereich von Belastungen und Betriebs-

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geschwindigkeiten arbeiten. Es wird vorausgesetzt, daß diese Motoren auch unter Leerlaufbedingungen, unter denen nur eine sehr geringe Kraftstoffmenge in den jeweiligen Zylinder eingespritzt wird, rund und sauber laufen. Die gleichen Motoren sollen aber auch sauber und mit hohem Wirkungsgrad bei einigen tausend Einspritzvorgängen in der Minute arbeiten, wenn bei jedem Einspritzvorgang genügend große Kraftstoffmengen zugeführt werden, um die durch Turbokompressoren mit hoher Dichte zugeführten Luftmengen auszunutzen.

Zur Erzielung einer annehmbaren Leistung und Abgasabgabe muß jedes Einspritzventil an solchen Motoren nicht nur sehr hohe Ansprechempfindlichkeit besitzen, sondern auch in seiner Abgabecharakteristik mit den anderen Einspritzventilen des Motors identisch sein, soweit das wirtschaftlich realisierbar ist.

Einspritzventile für hauptsächlich größere und langsamere Motoren, die in der Vergangenheit entwickelt worden sind, sind nicht nur reaktionsträge, sondern bringen beim Einbau in die Zylinderkopfe kleiner, kompakter Motoren Probleme mit sich. Da die beweglichen Teile in solchen Ventilen relativ groß sind, ist ihre Trägheit für eine optimale Arbeitsweise zu hoch, und zwar sowohl dann, wenn durch sie sehr kleine Mengen von Kraftstoff zugemessen werden sollen, als auch dann, wenn bei hohen Motorgeschwindigkeiten über kurze Einspritzperioden größere Brennstoffmengen mit bestimmten Flußgeschwindigkeiten zugeführt werden sollen.

Durch die bekannte Maßnahme der Reduzierung des Durchmessers und der Länge sowohl des Ventils als auch der Feder und durch Weglassen getrennter Kraftübertragungsglieder zwischen ihnen kann die Masse der beweglichen Teile merklich verringert werden. Bei solchen kompakten Einspritzventilen für Dieselmotoren werden Schraubendruckfedern aus hochfestem Draht mit einem hohen Torsionselastizitätsmodul verwendet. Diese Federn

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sind notwendig, damit eine große Hubkraft und eine hohe Federreaktion auf kleinem Raum zur Verfugung steht, so daß die Federn in einem begrenzten Raum und in heißer Umgebung ohne Verlust an Zuverlässigkeit untergebracht werden können.

Nach dem Stand der Technik im Aufbau und in der Herstellung von Federn können solche Druckfedern nicht zu tragbaren Kosten mit gleichförmig parallelen Enden in Mengen hergestellt werden. Noch schwieriger ist die Herstellung von Federn, deren Enden ohne äußere Einspannung parallel bleiben, wenn die Federn durch axial gerichtete Kräfte zusammengedrückt werden. Außerdem treten auch bei den besten Herstellungsverfahren noch meßbare Abweichungen im Federdurchmesser, in der freien Länge, in der genauen Zahl der wirksamen Windungen und in der Festigkeit des Schlusses der Endwindungen auf. Es müssen daher Mittel zur Einstellung der Länge der Federn nach dem Zusammenbau vorgesehen werden, wenn die Belastung der Federn in eingebauter Form genau bestimmt werden soll. Darüber hinaus ändern sich selbst innerhalb eines Produktionslaufs von Federn die Auslenkungen, die die einzelnen Federn bei einer bestimmten zusätzlichen Belastung erfahren, beträchtlich.

Bleiben die Enden einer Feder beim Zusammendrücken nicht parallel, so trachtet ihr freies Ende seitlich auszuweichen und sich im Winkel umzulegen, wobei sie die Teile, die diesem Ende anliegen, mitnehmen. Um dies zu verhindern, sind Haltekräfte erforderlich, die im Vergleich zur anliegenden Axiallast beträchtlich sind.

Solche Federmängel lassen sich nicht vermeiden und viele von ihnen sind daher mit unerwünschten Ergebnissen beim Aufbau kompakter Einspritzventile einfach vernachlässigt worden. Ein Federende, das sich umlegt, verursacht aber, daß die Ventilglieder sich beim Abheben und Wiederanlegen an die daran angepaßten Ventilsitze seitlich bewegen. Eine solche Bewegung vergrößert den Weg, um den sich diese Teile bei einem vorgege-

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benen Öffnungsgrad des Ventils bewegen. Daraus ergibt sich eine geringe, aber doch bedeutende Abweichung im Ansprechen der einzelnen Einspritzventile. Die seitliche Verschiebung leitet außerdem den Kraftstoff unsymmetrisch durch die öffnung zwischen dem Ventil und seinem Sitz.

Ist ein Ventilteil mit Präzision in eine abdichtende Hülse eingepaßt, die gegenüber dem befestigten Ende einer solchen Feder festgehalten wird, so kann dadurch, daß sich das freie Ende beim Zusammendrücken umzulegen trachtet, eine beträchtliche seitlich gerichtete Kraft zwischen den aneinander angepaßten Teilen, die aufeinander gleiten sollen, auftreten. Dadurch wird eine Verzögerung und eine die Bewegung dämpfende Reibung erzeugt, die bei den einzelnen Einspritzventilen unterschiedlich ist.

Sogenannte selbstausrichtende Ausführungen, bei denen Kegeloder Kugelflächen verwendet werden, haben sich in ihrer Einstellfähigkeit während der Ventilbewegung als unwirksam erwiesen. Solche aneinander angepaßten Flächen befinden sich ständig unter der vollen oder auch einer höheren Belastung, wie sie beim zusammengebauten Einspritzventil vorhanden ist. Der Reibungskoeffizient zwischen'ihnen ist daher so hoch, daß er ein Aufeinandergleiten dieser Teile unter der Einwirkung der von der Feder bei der Ventilbewegung hervorgerufenen Umlegekräfte wirksam verhindert.

Ein weiteres Erfordernis besteht darin, daß die Wartung der Einspritzventile wirtschaftlich sein soll. Die Kosten dafür sind niedrig, wenn die Teile, die wahrscheinlich ersetzt werden müssen, wenig kosten und weiterhin nur wenig oder gar nicht ausgebildete Arbeitskräfte für die Durchführung der Arbeiten benötigt werden.

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Es ist weiterhin derzeit wohlbekannt, daß das restliche Kraftstoff volumen, das in der Spitze der Einspritzdüse zwischen dem Ventilsitz und der Brennkammer zurückbleibt, die Menge an Rauch und anderen, unverbrannten Kohlenwasserstoffen ungünstig beeinflußt, die durch den Auspuff eines Dieselmotors abgegeben werden. Es ist daher notwendig, dieses Restvolumen möglichst sehr klein zu halten. Außerdem neigen einige Ausgestaltungen des betreffenden Raumes aus Gründen der Größe, der Form und der Proportionen wesentlich weniger als andere dazu, am Ende des Einspritzvorgangs ein Überschußvolumen des Brennkammergases zu erzeugen. Eine Verminderungdes so eingezogenen Gases verringert die Abgabe von Kohlenwasserstoffen durch den Auspuff des Motors.

Die Erfindung bezieht sich somit insbesondere auf solche Einspritzventile der vorgenannten Art, die kompakt gebaut sind, eine hohe Ansprechempfindlichkeit besitzen und zur Verwendung in Hochleistungsdieselmotoren unter Erfüllung der Vorschriften für die Abgasabgabe geeignet sind. Sie bezieht sich auf Einspritzventile mit sehr kompakten Schraubendruckfedern aus hochfestem Draht, die dicht an dem beweglichen Ventil angeordnet sind, um die Kraft zur Verfügung zu stellen, die benötigt wird, um das Ventil zwischen den Einspritzvorgängen in Anlage an seinem Sitz zu halten. Solche Feder ist sehr stark beansprucht und sollte für ihre Größe sehr steif sein um zu ermöglichen, daß sie das Ventil mit hoher Ansprechempfindlichkeit auf Druckänderungen betätigt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einem Einspritzventil der vorgenannten Art eine Kraftübertragungsverbxndung zwischen einem Ende der Druckfeder und dem beweglichen Ventil zu schaffen, die gestattet, daß sich das Ende der Feder gegenüber dem Ventil umlegen kann, ohne daß dadurch die vorher erwähnten, nachteilhaften Reibungswirkungen auftreten. Dabei soll die Verbindung so gestaltet sein, daß die Einspritzventile in möglichst einfacher, aber kontrollierter Weise so zusammen-

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gebaut werden können, daß eine weitgehende Gleichheit in der Arbeitsweise der zu einem Motor gehörenden Einspritzventile erzielt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Halterung des Ventilglieds eine senkrecht zu der Achse verlaufende Zapfenaufnahme besitzt, die an einem Teil mit einer gekrümmten Lagerflache versehen ist, daß das Federlager aus einem Widerlager und einem Zapfen mit einer mittigen, gekrümmten Lagerfläche besteht, der sich unter Anlage der Lagerflächen aneinander durch die Zapfenaufnahme erstreckt, und daß die Krümmung der Lagerfläche an dem Zapfen größer als die Krümmung der Lagerfläche am Ventilglied ist, wobei nur Linienkontakt zwischen den beiden Lagerflächen besteht und der Zapfen gegenüber dem Ventilglied hin- und herbeweglich ist und das Widerlager die Federbelastung an dem Zapfen aufnimmt.

Auf diese Weise wird erreicht, daß bei einem Umlegen des Federendes gegenüber dem Ventil eine Rollbewegung und nicht eine Gleitbewegung der belasteten Flächen aufeinander erfolgt. Dabei ist die eine Fläche das Mittelteil einer Wandung einer zylindrischen Bohrung, die durch die Mittellinie des Ventilgliedes benachbart zum freien Ende der Feder verläuft. Die andere Fläche befindet sich an der Oberfläche eines Zapfens aus gehärtetem Stahl von kleinerem Durchmesser als die Aufnahme in dem Ventilglied, in die der Zapfen zur Herstellung der Lagerung eingeführt wird. Der Zapfen wirkt hier als ein Träger, dessen Außenenden mit der Kraft der zusammengedrückten Feder belastet sind.

Nach der Erfindung besitzt der Zapfen ein Widerlager, mittels dessen der Zapfen in der Zapfenaufnahme an seinem Platz gehalten ist, wenn das Ventilglied, das Federlager und die Feder unter Last zusammengesetzt sind. Die Zapfenaufnahme mit der Lagerfläche kann zylindrisch sein, der Linienkontakt kann den Zylinder schneiden und symmetrisch zu der Achse sein und

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die Zapfenaufnahme kann sich von beiden Enden der Lagerfläche aus unter einem kleinen eingeschlossenen Winkel kegelförmig erweitern. Das Widerlager kann eine um seine Achse verlaufende Innenbohrung und eine dazu benachbarte und zu seiner Achse zentrierte Flachseite besitzen, die parallel zu einem Ende der Feder verläuft, von der Flachseite können Anschläge nach außen vorstehen und zwischen sich einen Zwischenraum bestimmen, der gerade weit genug ist, um den Zapfen frei aufzunehmen, der Zapfen kann zwei Enden und im Mittelteil die Lagerfläche besitzen, die Enden können mit koplanaren Flächen an der Flachseite anliegen, und das Mittelteil des Zapfens kann in die Innenbohrung eingepaßt sein. Das Ventilglied kann an den Enden der Zapfenaufnahme Abflachungen aufweisen, wodurch diese Enden in einer Ebene liegen, das Widerlager kann ringförmig ausgebildet sein und seine Wände können die Innenbohrung begrenzen, das Ventilglied kann sich durch die Innenbohrung erstrecken, die zwei zu den Abflachungen parallele Wandungen und zwei diese verbindende, gekrümmte Wandungen besitzt, und der Abstand zwischen den ebenen Wandungen kann wenigstens 5 % und höchstens 15 % größer sein als der Abstand zwischen den Abflachungen. Das Widerlager kann an einer Seite dem Zapfen anliegen und einen von dieser Seite axial vorspringenden Haltering tragen, der ebenfalls dem Zapfen anliegt, der Haltering kann eine zylindrische Innenfläche besitzen, deren Durchmesser etwas größer ist als die Länge des Zapfens, die axiale Länge des Halterings kann ausreichen, um an jedem Ende ein Segment des Zapfens abzudecken, und die Höhe des abgedeckten Segmentes kann nicht größer sein als der Unterschied zwischen den Längen der Feder im freien und im eingebauten Zustand. Die Halterung des Ventilgliedes kann eine kugelförmige Außenfläche besitzen, deren Mittelpunkt an der Kreuzungsstelle zwischen der Achse und der Linie des Linienkontaktes der Zapfenaufnahme liegt. Das Widerlager kann sich um die Achse erstrecken und zwei parallele Seiten und einen auf der Achse zentrierten, inneren Hohlraum besitzen, eine Seite des Widerlagers kann der Feder anliegen und einen axial davon vorspringenden und aus einem Stück damit

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gebildeten, konzentrischen Führungsring tragen, der Innendurchmesser des Führungsrings kann gerade etwas größer sein als der Außendurchmesser der Feder, und der Radius des inneren Hohlraums kann wenigstens 3 %, aber nicht mehr als 1o % größer sein als der Radius der kugelförmigen Außenfläche. Das Ventilgehäuse kann um einen Teil der Zylinderkammer eine axial konzentrische, zylindrische Führungsfläche aufweisen, und das Widerlager kann eine zylindrische Außenfläche besitzen, die eng, aber axial frei beweglich in die Führungsfläche eingepaßt ist.

Nach der Erfindung kann das Federlager auch aus einem Widerlager und einer Hülse bestehen, das Widerlager kann sich um die Achse erstrecken und zwei parallele Seiten haben, deren eine mit der Feder und deren andere mit der Hülse in Berührung steht, die Hülse kann eine Achse, zwei parallele, zu ihrer Achse senkrechte Seiten, einen axial konzentrischen, inneren Hohlraum und eine zylindrische Außenfläche und ein Paar zueinander ausgerichteter, zylindrischer Zapfenaufnahmeöffnungen haben, die durch die Hülse hindurch verlaufen und eine gemeinsame Achse besitzen, die die Achse schneidet und parallel zu den Hülsenseiten verläuft, der Zapfen kann zylindrisch sein und sich durch die Zapfenaufnahmeöffnungen der Hülse erstrecken, der Durchmesser der zylindrischen Außenfläche der Hülse kann kleiner als der Außendurchmesser des Widerlagers sein, das Widerlager kann einen damit aus einem Stück gebildeten Stützring aufweisen, der von der Hülsenseite aus axial vorsteht und eine zylindrische Innenfläche besitzt, deren Durchmesser etwas größer ist als der Außendurchmesser der Hülse, die Länge des Zapfens kann etwas geringer sein als der Außendurchmesser der Hülse, und der Stützring des Widerlagers kann in seiner Höhe ausreichen, um einen Teil der Zapfenaufnahmeöffnungen in der Hülse abzudecken, wenn die Hülse der Hülsenseite des Widerlagers anliegt.

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Bei einer solchen Ausbildung des Einspritzventils und seiner Teile wird erreicht, daß der Zapfen gegenüber dem Ende der Feder zentriert ist und bei bestimmten Ausbildungen der konzentrischen, ringförmigen Mündungsöffnung eine seitliche Zentrierung des sonst freien Endes der Feder und gleichzeitig einen hubbegrenzenden Anschlag zur Verfügung stellt.

Durch diese Ausbildung wird auch ein dichtes Einspritzventil von kleinem Durchmesser erhalten, das aus einer kleinstmöglichen Anzahl von Einzelteilen besteht, deren jedes so ausgebildet ist, daß es seine Verarbeitung durch miteinander verbundene Anlagen zum Bearbeiten, Handhaben, Sortieren, Prüfen und Zusammenbauen erleichtert.

Nach der Erfindung ist für ein nach außen öffnendes Ventil mit einer Zylinderkammer an einem Ende, einem Ventilsitz am anderen Ende und einem axial konzentrischen, zylindrischen Kanal, der die Zylinderkammer und den Ventilsitz verbindet, in dem Ventilgehäuse und mit einem Ventilglied mit einem kugelförmigen Kopfende, das eine axial konzentrische Kugelfläche hat, die eine Anlagefläche bildet und so bemessen ist, daß sie abdichtend an den Ventilsitz im Ventilgehäuse angepaßt ist, vorgesehen, daß das Ventilgehäuse am Ventilsitzende eine Kopfaufnähme aufweist, daß die Kopfaufnähme eine axial konzentrische, kreisförmige Außenöffnung mit einem Durchmesser und einer Tiefe hat, die in bezug auf den Ventilsitz so ausgebildet sind, daß sich bei geschlossenem Ventilglied der Mittelpunkt seines kugelförmigen Kopfendes in einem axialen Abstand von dem offenen Ende der Kopfaufnähme in dem Ventilgehäuse befindet, der gleich oder nicht mehr als 1o % größer ist als der Durchmesser des kugelförmigen Kopfendes, und daß der Durchmesser der Außenöffnung der Kopfaufnahme gerade hinreichend größer als der Durchmesser des kugelförmigen Kopfendes ist, um dazwischen eine ringförmige Mündung mit einstellbarer Fläche zu bilden. Das Widerlager kann dann einen damit aus einem Stück bestehenden,

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axial konzentrisch verlaufenden Führungsring mit einem Innendurchmesser besitzen, der größer als der Außendurchmesser der Feder ist und das benachbarte Ende der Feder umgibt, der Führungsring kann eine Anschlagfläche tragen, die in einer vorgewählten Höhe von der Federseite des Widerlagers vorsteht, das Ventilgehäuse kann eine senkrecht zu der Achse und nahe dem. offenen Ende der Zylinderkammer verlaufende Anschlagschulter besitzen, die mit der Anschlagfläche den maximal zulässigen Hubweg des Ventilgliedes vom Ventilsitz bestimmt, und die Höhe des Führungsrings kann so gewählt sein, daß die Feder in ihrer Einbaulänge zusammendrückbar und das Ventilglied vom Ventilsitz des Ventilgehäuses um den maximal zulässigen Hubweg abhebbar ist, der durch Anschlag der Anschlagfläche an der Anschlagschulter begrenzt ist und bei dem das genannte Einspritzventil unter bestimmten Bedingungen einen genau bestimmten Durchflußwiderstand hat. Die Außenöffnung kann einen gleichförmigen Zylinderdurchmesser mit einer Axiallänge unter o,1 mm und die Kopfaufnahme eine innere, axial konzentrische Fläche haben, deren größter Durchmesser größer als der der Außenöffnung ist. Dabei kann die Außenfläche des Kopfendes des Ventilgliedes zwischen der Anlagefläche und seiner Ebene maximalen Kopfdurchmessers axial und radial von der Kugelfläche einwärts so profiliert sein, daß die Profilflächen symmetrisch um die Achse des Ventilgliedes ausgebildet sind.

Bei einer solchen Ausbildung des Einspritzventils kann die Neigung einer Kugel, in einer Strömung von hoher Geschwindigkeit axial zentriert gehalten zu werden, dazu ausgenutzt werden, das Kopfende eines nach außen öffnenden Rückschlagventils innerhalb einer Mündungsöffnung, die konzentrisch mit der Mittellinie des Ventilkopfes im geschlossenen Zustand ist, zu zentrieren. Mit einem so im abgehobenen Zustand zentrierten Kopfende des Ventils wird eine symmetrische, ringförmige Mündung mit einem steuerbaren Durchflußquerschnitt gebildet, ohne daß zentrierende Führungen für das Ventil eingesetzt werden müssen, die die Symmetrie der Strömung aufheben würden. Durch eine geringe Abänderung in der stromaufwärtigen Formgebung des Innen- oder

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Außenrandes dieser ringförmigen Mündung kann die Sprühform so verändert werden, daß eine optimale Kraftstoffvertexlung für die verschiedenen, üblicherweise verwendeten Brennkammern von Dieselmotoren von Automobilen erreicht wird.

Erfindungsgemäß weist bei einem Einspritzventil, bei dem das Ventilgehäuse eng an das Düsenende einer Haltevorrichtung angeschlossen ist, das Ventilgehäuse einen Flansch mit einer Dichtfläche und eine dieser benachbarte, konzentrische, zylindrische, vorspringende Führungsfläche von geringerem Durchmesser als der Führungsdurchmesser der Haltevorrichtung auf, so daß das Ventilgehäuse und die Haltevorrichtung frei gegeneinander drehbeweglich sind, und das Ventilgehäuse und die Haltevorrichtung sind über die Dichtfläche des Ventilgehäuses und das Düsenende der Haltevorrichtung durch rotierendes Reibschweißen miteinander verbunden.

Die automatische Reibschweißung der Haltevorrichtung an das die Mündung tragende Ende der Einspritzeinheit erleichtert ebenfalls durch eine erhebliche Vereinfachung den Zusammenbau des Ventils und sichert gleichzeitig in besonderem Maße einen sehr widerstandsfähigen, druckdichten Zusammenbau. Es kann dadurch der Durchmesser der Verlängerung für den Anschluß der Haltevorrichtung an die Kraftstoffversorgungsleitung vermindert und das Gewinde der Halteschrauben für die Brennstoffleitung, die ein getrennt hergestelltes Teil darstellt, angebracht werden. Weiterhin kann so in einem Teil sowohl der feststehende Ventilsitz, als auch die Federkammer angeordnet werden; diese Anordnung wird dadurch möglich gemacht, daß im letzten Schritt des Zusammenbaus der Zapfen in die Halterung am Ventilglied eingesetzt wird.

Nach der Erfindung ist bei einem nach außen öffnenden Ventil der vorbeschriebenen Art ein becherförmiger öffnungsträger vorgesehen, der das Ventilgehäuse und das Ventilglied in zusammengebauter Form zusammenhält und um die Achse herum

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gebildet ist, es weist der Öffnungsträger einen zylindrischen Abschnitt mit einem axial konzentrischen, zylindrischen Innenraum auf, dessen Stirnwand dem Ventilsitzende des Ventilgehäuses anliegt, es besitzt das Ventilgehäuse eine axial konzentrische, zylindrische Außenfläche, die eng in den zylindrischen Innenraum des Öffnungsträgers eingepaßt ist, der Öffnungsträger hat in seiner Stirnwand einen axial symmetrischen Fangraum, in dem das Kopfende des Ventilglieds angeordnet ist, und die Stirnwand des Öffnungsträgers trägt wenigstens eine Öffnung. Dabei kann die Anlagefläche an dem Ventilglied an einer axial konzentrischen Kugelfläche am Kopfende ausgebildet sein, der Ventilsitz am Ventilgehäuse einen axial konzentrischen Kegel mit einem nicht über 9o° liegenden Kegelwinkel bilden, der Kegel einen größeren Durchmesser an der Stelle haben, an der er das Ventilsitzende des Ventilgehäuses schneidet und der Durchmesser wenigstens 5 %, aber nicht mehr als 15 % größer sein als der größte Durchmesser des Kopfendes, und der Fangraum kann in dem Öffnungsträger in dessen Stirnwand eine kreisförmige Öffnung haben, deren Durchmesser an den größten Durchmesser des Kegels des Ventilgehäuses angepaßt ist. Das Kopfende des Ventilgliedes kann in einer axial konzentrischen, zurückspringenden Kegelfläche mit großem eingeschlossenen Winkel unter Ausbildung eines zentrierten, symmetrischen Fangraums in der Endfläche des Ventilgliedes auslaufen, die Stirnwand des Öffnungsträgers den Fangraum mit einer axial konzentrischen, konischen Stirnfläche mit ebenfalls einem großen eingeschlossenen Winkel begrenzen, dessen Spitze weiter von dem Ventilgehäuse entfernt ist als die übrigen Kegelflächen, und die Öffnungen können von der Spitze der konischen Stirnfläche des Fangraums ausgehen. Dabei kann der dem Fangraum begrenzende Teil des Öffnungsträgers eine den Fangraum innen umgebende, halbkugelförmige Stirnfläche haben, dieser Teil kann wenigstens eine durch ihn hindurch und im Winkel zur Achse des Öffnungsträgers verlaufende öffnung besitzen, und das Kopfende des Ventilgliedes kann eine konische Spitze haben, die in einer konvexen, kugelförmigen Anschlagfläche endet, deren Radius dem der Fangraumstirnflache gleich ist.

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Bei einer solchen Ausbildung des nach außen öffnenden Einspritzventils wird die Form und Größe des Fangraums optimiert, indem der Ventilsitz so dicht wie möglich am Brennkammerende der ganzen Anordnung angebracht wird. Dies wird dadurch erreicht, daß das den Ventilsitz tragende Teil in einen Öffnungsträger eingesetzt wird, dessen Stirnwand nicht stärker ausgebildet ist als es für den Widerstand gegen die Beanspruchung durch den Einspritzdruck notwendig ist. Die Verwendung einer sehr kurzen Mündung mit nur begrenztem Raum für eine axiale Strömung des Kraftstoffes an der Zuflußseite der Mündung verringert die Masse an Kraftstoff, die sich im Augenblick des Druckabfalls am Ende der Einspritzung in Richtung eines zu der Mündung ausgerichteten Vektors bewegt. Es ist zum großen Teil gerade die Trägheit dieser Kraftstoffmenge, die sich in Richtung der Mündung bewegt, die beim Austritt aus der Mündung innerhalb des Austrittsendes ein Vakuum erzeugt, das schließlich durch komprimierte Gase aus der Brennkammer ausgefüllt wird.

Vorteilhafterweise ist nach der Erfindung vorgesehen, daß das Kopfende des Ventilgliedes eine Verlängerung mit Führungsteilen und ein Endteil aufweist, daß sich die Verlängerung im Fangraum des Öffnungsträgers befindet, daß die Führungsteile aus axial konzentrischen Zylinderflächen bestehen, die durch wenigstens zwei symmetrisch angeordnete Längskanäle getrennt sind, daß das Endteil einen Dichtrand besitzt, der einen kurzen, besonderen Axialteil der Verlängerung bildet, daß die Zylinderflächen sich zwischen dem Dichtrand und der Anlagefläche des Kopfendes des Ventilgliedes befinden, daß der Öffnungsträger eine axial konzentrische, zylindrische Fläche aufweist, in die die Zylinderflächen genau, aber nicht eng anliegend eingepaßt sind, und daß sich die zylindrische Fläche des Fangraums zwischen diesem und dem Ventilsitz befindet und der Fangraum eine Kammer bildet, deren Innendurchmesser wenig größer ist als der ihrer zylindrischen Fläche und die vom Ventilsitzende des Ventilgehäuses bei Anlage des Ventilgliedes weiter entfernt ist als das Ende des Ventilsitzes von der nächsten Kante des Dichtrandes

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am Endteil des Ventilgliedes. Es kann auch die Kammer des Öffnungsträgers eine axial konzentrische, konkave, innen kugelförmige Stirnfläche und das Endteil des Ventilgliedes eine konische Verlängerung besitzen, deren größter Durchmesser der des Dichtrandes ist, und die Verlängerung kann in einer konvexen kugelförmigen Anschlagfläche auslaufen, deren Radius dem der Kammer gleich ist.

Durch diese Maßnahmen wird ebenfalls das Volumen des Fangraums und damit das auf die Mündung ausgerichtete Kraftstoffvolumen auf einem kleinstmöglichen Wert gehalten. Dazu dient einmal eine Verringerung des Durchmessers des Kopfendes des Ventils, sowie die Anbringung einer Verlängerung daran, die sich in eine Kammer vor dem vielfach durchlöcherten Mündungsende erstreckt und am Ende so geformt ist, daß sie dem halbkugelförmigen Innenprofil der Spitze angeglichen ist und dadurch den Hubweg des Ventils begrenzt. Weiter wird dies dadurch erreicht, daß . das Ventil mit einer Führung und einem die Spitze abdichtenden Dichtrand versehen wird, deren Durchmesser nicht größer ist als der Innendurchmesser der Ventilsitzfläche. Der Dichtrand dichtet den größten Teil des Raumes um das Kopfende des Ventilgliedes herum gegen die Kammer ab und gestattet so, daß diese in der Weise minimal gehalten werden kann, wie es bei einem nach außen öffnenden Ventil mit einem hinreichenden Durchflußquerschnitt vereinbar ist.

Nach der Erfindung ist weiter für ein nach innen öffnendes Ventil mit einem Ventilgehäuse, das am Ventilsitzende wenigstens eine durch dieses hindurch verlaufende Mündungsöffnung besitzt, mit einer Zylinderhülse in der Zylinderkammer, in die das Ventilglied mit Präzision und engem Arbeitsspiel mittig eingepaßt ist, mit einem nadeiförmigen Ventilglied, das an einem Ende eine Anlagefläche und am anderen Ende einen Anschlag besitzt, mit einer Anschlagplatte, die ein Ende des Ventilgehäuses abdeckt, gegen die die Zylinderhülse stößt und durch die Kanäle zur Zuführung und Ableitung von Kraftstoff verlaufen,

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und mit einem Flächenbereich, gegen den der Anschlag am Ende des Ventilgliedes zur Begrenzung seiner vom Ventilsitz weggerichteten Axialbewegung stößt, vorgesehen, daß die Anschlagplatte parallele, mit Präzision auf nahezu optische Güte und Glätte bearbeitete Flächen besitzt, daß die Kanäle senkrecht zu den Flächen und vollständig durch die Anschlagplatte hindurch verlaufen, daß die Zylinderhülse ein mit Präzision auf nahezu optische Güte und Glätte bearbeitetes Ende aufweist, das einer der Flächen der Anschlagplatte anliegt, und daß das Ventilglied am Ende eine zu der Achse senkrecht verlaufende, ebene Anschlagfläche besitzt. Dabei kann die Zylinderhülse ein weiteres, auf nahezu optische Güte und Glätte bearbeitetes Ende, eine mit Präzision gearbeitete, zentrische Zylinderkammer, konzentrische, ebene Entlastungsflächen an beiden Enden, konische übergänge von den fein bearbeiteten Enden zu den Entlastungsflächen und parallel zueinander und im rechten Winkel zu der Zylinderkammer verlaufende Enden aufweisen, die Feder kann an beiden Enden ihres Innendurchmessers identische, konzentrische Schrägkanten haben, die Entlastungsflächen können parallel zum Außendurchmesser und diesen reduzierend an beiden Enden der Zylinderhülse angebracht sein, so daß der Außendurchmesser der Zylinderhülse dem Innendurchmesser der Feder gleich ist, und die konischen Übergänge und die konischen Schrägkanten können etwa gleiche Kegelwinkel haben. Das Ventil kann zur Anbringung an der Kraftstoffleitung mit einer Haltevorrichtung mit zwei Enden versehen sein, deren eines Ende eng abdichtend gegen die Anschlagplatte liegt und deren anderes Ende einen Anschluß zur Verbindung mit der Kraftstoffleitung trägt, ein Durchbohrungskanal in der Haltevorrichtung kann von dem Anschluß zu dem Kraftstoffzuführungskanal in der Anschlagplatte verlaufen und die Haltevorrichtung kann Zylinderkammern besitzen, die sich nur zueinander und zu dem Kraftstoffableitungskanal in der Anschlagplatte öffnen.

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Es wird auf diese Weise erreicht, daß eine durch die Feder verursachte Verbiegung des nadeiförmigen Ventilgliedes und dadurch seitlich gerichtete Drücke zwischen den aufeinander gleitenden zylindrischen und mit Präzision aneinander angepaßten Flächen des Nadelventils und der Zylinderhülse vermindert werden.

Weiter können die Fläche der Anschlagplatte, gegen die die Zylinderhülse dichtet, die Zylinderhülse und die Feder viel leichter erkannt und gehandhabt werden, ohne daß eine Gefahr besteht, daß die Teile mit falschen Enden zusammengebaut werden, wie sie bei an beiden Enden identisch ausgebildeten Teilen besteht. Außerdem sind ebene Flächen mit dem geringsten Aufwand mit hoher Genauigkeit herzustellen und leicht bezüglich ihrer Abmessungen, Parallelität und Ebenheit zu kontrollieren. Eine genaue anfängliche Ausrichtung des nadeiförmigen Ventilgliedes zum Ventilsitz wird dadurch erreicht, daß sich die Zylinderhülse frei in eine solche Stellung auf der ebenen Fläche der Anschlagplatte einstellt, in der die Mittellinie des nadeiförmigen Ventilgliedes auf der Mittellinie des Ventilsitzes liegt. In der Haltevorrichtung sind Hohlräume zur Aufnahme beträchtlicher Volumina von austretendem Brennstoff vorgesehen.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Ausübung so ausgebildet, daß damit die Federbelastung der in ein nach außen öffnendes Einspritzventil eingebauten Feder durch die Bestimmung der Gesamtstärke der jeweils zum Zusammenbau ausgewählten Teile zwischen dem Federende und einer Wandung der Zapfenaufnahme in dem Ventil eingestellt wird. Dazu sind Haltemittel für das Ventilgehäuse, Positioniermittel zur axialen, abdichtenden Einstellung des Ventilgliedes in bezug auf das Ventilgehäuse, Federbelastungsmittel mit einer Belastungsfläche in einer senkrecht zu der Achse verlaufenden Ebene, mit denen eine bestimmte Belastung an die Feder angelegt werden kann, und eine erste Meßeinrichtung zur Bestimmung des größten Abstandes in Richtung der Achse

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zwischen der Ebene der Belastungsfläche und der Linie des Linienkontaktes vorgesehen, und die Halterung des Ventilgliedes weist wenigstens ein Element auf, das eine auswählbare Stärkenabmessung parallel zu der Achse besitzt, wodurch die Halterungen nach wählbaren Stärkenabmessungen ihrer Elemente zum Zusammenbau in der Weise auswählbar sind, daß die Gesamtstärke dem größten gemessenen Abstand gleich ist. Dabei kann das Widerlager zwei parallele Seiten besitzen, die durch eine auswählbare Stärkenabmessung getrennt sind, und der Zapfen kann eine Zylinderfläche mit einem Durchmesser haben, der kleiner ist als der der Zapfenaufnahme des Ventilgliedes und ebenfalls nach der Stärke wählbar ist. Das Federlager kann auch aus einem Widerlager und einer Hülse bestehen, die symmetrisch zu der Achse sind und zwei dazu senkrechte Seiten haben, die Hülse kann ein Paar fluchtender, zu den Hülsenseiten parallele Zapfenaufnahmeöffnungen aufweisen, und die Hülse kann das nach seiner Stärke wählbare Element sein, wobei die Stärke die minimale Stärkenabmessung zwischen der Zylinderfläche der Zapfenaufnahmeöffnungen und jeder Seite der Hülse ist. Der Zapfen kann auch eine durch zwei identische Abflachungen unterbrochene Zylinderfläche besitzen, wobei jeweils eine Abflachung von einem Ende des Zapfens ausgeht und diese in derselben Ebene liegen, und der Zapfen kann eine auswählbare Stärkenabmessung senkrecht von diesen Abflachungen durch die Zapfenachse zu der der Abflachung gegenüberliegenden Zylinderfläche haben.

Die Vorrichtung kann an beiden Seiten des Ventilgehäuses Dichtmittel besitzen, sowie Hochdruckdurchflußprüfmittel, die an beide Enden des Ventilgehäuses angeschlossen sind und eine Meßflüssigkeit durch das Ventilgehäuse leiten und den Durchfluß und den Druckabfall messen, eine axial verstellbare Ventilgliedstütze, eine axial verstellbare Hilfsschraube zum Zusammendrücken der Feder und eine zweite Meßeinrichtung zur Bestimmung des Abstandes zwischen der Ebene der Federbelastungsfläche und der Anschlagschulter des Ventilgehäuses bei von der Anlage im Ventilgehäuse abgehobenen Ventil, wobei ein bestimmter minimaler Durchflußwiderstand gegen die Meßflüssigkeit

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im Ventilgehäuse besteht. Es können Mittel zur Messung der Differenz zwischen der durch das Ventil gegen die Ventilstütze ausgeübten Kraft und der durch die Hilfsmittel zum Zusammendrücken der Feder auf die Belastungsfläche ausgeübten Kraft vorgesehen sein, wobei bei einer bestimmten Kräftedifferenz ein bestimmter Durchfluß der Meßflüssigkeit besteht.

Ein Verfahren zum Zusammenbau des Einspritzventils unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung besteht erfindungsgemäß aus den folgenden Schritten:

Einbau des Ventilgehäuses, der Feder und des Ventilglieds mit dem Ventilglied in Schließstellung,

Anlegen einer bestimmten Last an die Feder mittels der Federbelastungsmittel,

Messung des Abstandes zwischen der Ebene der Belastungsfläche und der Linie des Linienkontaktes und

Auswahl der Halterungselemente in der Weise, daß ihre Gesamtstärke gleich dem gemessenen Abstand ist.

Das Verfahren kann aber auch die folgenden Schritte enthalten: Einbau des Ventilgehäuses, der Feder und des Ventilglieds mit dem Ventilglied in Schließstellung,

Anlegen einer bestimmten Last an die Feder mittels der Federbelastungsmittel ,

Messung und Einhaltung des Abstandes zwischen der Ebene der Belastungsfläche und der Linie des Linienkontaktes in der Zapfenaufnahme mittels der ersten Meßeinrichtung, axiale Verstellung des Ventilgliedes vom Ventilsitz mittels der Ventilstütze und gleichzeitige Vergrößerung der Federbelastung durch Verstellung der Hilfsschraube wobei die Belastungsfläche dadurch um den gleichen Betrag verstellt wird wie das Ventilglied, daß die Anzeige der ersten Meßeinrichtung konstant gehalten wird.

Einschaltung des Durchflusses von Meßflüssigkeit durch das Ventilgehäuse,

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Fortsetzung der gleichzeitigen Verstellung von Ventilglied und Belastungsfläche bis zu einer solchen Einstellung des Ventilgliedes, daß bei einem bestimmten Durchfluß ein bestimmter Druckabfall besteht, und

Bestimmung der Höhe des Anschlagrings für die Halterung durch die zweite Meßeinrichtung.

Dabei kann auch die gleichzeitige Verstellung von Ventilglied und Belastungsfläche bis zu einer solchen Einstellung fortgesetzt werden, daß der Durchfluß der Meßflüssigkeit einen bestimmten Wert hat und eine bestimmte Kräftedifferenz besteht.

Nach einem solchen Verfahren, das mit der Vorrichtung mit den vorgenannten Merkmalen betrieben werden kann, ist es möglich, den Weg zu bestimmen, über den das Ventil und das Federende sich bewegen müssen, um einen Öffnungsguerschnitt um das Ventil herum mit einem bestimmten Durchsatzbereich zu schaffen. Nach dem Verfahren wird die Höhe einer Anschlagfläche an den Teilen, die zwischen dem Federende und der Zapfenaufnahme zusammengebaut werden müssen, gemessen, um dadurch Gleichförmigkeit in der Erzeugung von Einspritzventilen zu erhalten, die bei entsprechenden Hubwegen gleiche Durchflußcharakteristik besitzen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt und werden nachfolgend anhand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 schematisch die allgemeine Anordnung und Verbindung eines Einspritzventils an beziehungsweise mit einer Brennkraftmaschine;

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein vollständiges, nach außen öffnendes Einspritzventil nach der Erfindung in mehrfacher Vergrößerung;

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Fig. 3 einen Querschnitt in der Ebene 3-3 von Fig. mit einer bevorzugten Ausführungsform des Federlagers in einer anderen Ebene unter weiterer Vergrößerung;

Fig. 4 eine Aufsicht auf einen Federring, der die Spannvorrichtung für den Kraftstoff an ihrem Platz hält, aus der Sicht der Linie 4-4 in Fig. 2;

Fig. 5 eine Seitenansicht des Federrings von der Linie 5-5 in Fig. 4;

Fig. 6 eine andere Ausführung des Federlagers in der gleichen Ebene und im gleichen Maßstab wie in Fig. 3;

Fig.6A eine vergrößerte Ansicht des Federlagers von Fig. 6 entlang der Linie 6A-6A in Fig. 6, teilweise im Aufriß;

Fig.6B einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie 6B-6B in Fig. 6;

Fig. 7 einen Querschnitt durch ein vollständiges, nach außen öffnendes Einspritzventil mit einem anderen Filter und einer Spitze mit mehreren Mündungsöffnungen, die im Winkel von der Mittellinie des Ventilgliedes her verlaufen und mit einem verlängerten Kopfende des Ventilgliedes mit Dichtrand;

Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführung eines nach außen öffnenden Exnspritzventxls mit einer einfachen Mündung und mit einer in üblicher Weise verbundenen Haltevorrichtung;

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Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des nach außen öffnenden Einspritzventils mit mehreren Mündungsöffnungen, das aus besonders wenigen Teilen zusammengesetzt ist;

Fig.io einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführung eines nach innen öffnenden Einspritzventils;

Fig.11 eine stirnseitige Ansicht der Haltevorrichtung mit den stirnseitigen öffnungen der Hohlräume zur Aufnahme von austretendem Brennstoff entlang der Linie 11-11 in Fig. 9 und

Fig.12 in halb-diagrammartiger Form die Prüfvorrichtung zur Bestimmung der Stärke von ausgewählten Teilen für den Zusammenbau von nach außen öffnenden Einspritzventilen.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors üblicher Bauart mit einer zusätzlichen Kraftstoffeinspritzanlage, die ein Einspritzventil enthält. Der Motor E besitzt einen Zylinderkopf H mit einem in üblicher Anordnung befindlichen Lufteinlaßventil V. Der Kolben 1o bewegt sich in einem Zylinder 11 auf und ab, von dem ein Teil die Brennkammer C bildet. Der Kolben 1o befindet sich in Antriebsverbindung mit einer Kurbelwelle 12 über eine Pleuelstange 13. über ein Getriebe 14 wird eine Antriebswelle 16 in zum Betrieb der Kraftstoffeinspritzpumpe P geeigneter Weise in Drehung versetzt. Der Kraftstoff wird von der Pumpe P unter hohem Druck abgegeben und wird dem Kraftstoffeinspritzventil über die Kraftstoffeinspritzleitung 17 zugeführt; das allgemein mit bezeichnete Kraftstoffeinspritzventil wird durch die Leitungsarmatur 19 in dem Zylinderkopf H gehalten. Die Kraftstoffleitung 17 steht in abgedichteter Verbindung mit einer Haltevorrichtung 21 des Kraftstoffeinspritzventils 18 durch die Anschlußmutter

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Fig. 2 zeigt ein Kraftstoffeinspritzventil 18 in einer sich nach außen öffnenden Ausführung im Schnitt. Bei dieser Ausführungsform trägt das Ventilgehäuse 23 eine damit aus einem Stück gebildete Einbauschulter 24, die mit Hilfe der Dichtung 27 abgedichtet am Sitz 26 des Zylinderkopfes H aufliegt. Innerhalb des Ventilgehäuses 23 befindet sich eine Zylinderkammer 28, die eine Schraubendruckfeder 29 enthält. Von der Zylinderkammer 28 führt ein mittiger, zylindrischer Kanal 31 zu einem konischen Ventilsitz 32 nahe des der Brennkammer C zugekehrten Ventilsitzendes 33 des Ventilgehäuses 23. Ein nach Art eines Rückschlagventils ausgebildetes und allgemein mit 34 bezeichnetes Ventilglied ist innen in das Ventilgehäuse 23 eingepaßt. Das Ventilglied besitzt ein halbkugelförmig ausgebildetes Kopfende 36, das als Schließglied dient und so bemessen ist, daß es bei geschlossener Stellung des Ventils dem Ventilsitz 32 dicht genug aufsitzt, um einen Fluß von Kraftstoff in das Ventil oder aus dem Ventil zu verhindern. Das Ventilglied 34 besitzt einen Stößel 37, der das Kopfende 36 mit einer Halterung 38 verbindet. Der Stößel 37 ist im Durchmesser beträchtlich schmaler als der Kanal 31, um einen zum Durchfluß des Kraftstoffs während der Einspritzung ausreichenden ringförmigen Durchflußquerschnitt zu schaffen. Die Feder 29 hält das Ventil zwischen den Einspritzvorgängen dicht geschlossen und muß dazu an ihrem freien Ende 4o durch ein Federlager zusammengedrückt werden, das mit dem Ventilglied 34 des Rückschlagventils verbunden ist.

Im Gegensatz zu früher üblichen Ausführungen der Halterung ist die Halterung 38 hier nicht so ausgebildet, daß sie einer Schulter oder einem Gewinde an dem Ventilglied 34 anliegt. Die Federlast liegt über eine sehr begrenzte Fläche an, die auf einer Seite einer zylindrischen Zapfenaufnahme 41 in der Halterung 38 des Ventilgliedes 34 zur Achse des Ventilgliedes 34 zentriert ist. Ein Zapfen 42 aus gehärtetem Stahl mit einem Durchmesser, der deutlich kleiner ist als der Durchmesser der Zapfenaufnahme 41, liegt innerhalb der Zapfenaufnahme 41 dem Ventilglied 34 in ähnlicher Weise an wie eine Rolle in der

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ringförmigen Laufbahn eines Rollenlagers. Ein relativ enger Spielraum zwischen dem.Zapfen 42 und dem Ventilglied 34 kann durch eine Rollbewegung den geringen Winkel ausgleichen, um den sich das Ende der Feder 29 aus der Parallelen zu einer senkrecht zur Zapfenachse verlaufenden Ebene bei der Öffnungsbewegung des Einspritzventils verschiebt.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Halterung 38 in einer gegenüber der Fig. 2 um 9o° veränderten Ansicht. Der Zapfen 42 wird in aufeinander zulaufenden, zylindrischen Zapfenaufnahmeöffnungen in einer Hülse 43 getragen, die die Halterung 38 des Rückschlagventils umgibt. Die Hülse 43 ist innerhalb einer zylindrischen Ausnehmung 44 an der Oberfläche eines Widerlagers 46 angeordnet, das dem freien Ende 4o der Feder 29 anliegt. Der Zapfen 42 ist etwas kürzer als der Durchmesser der Ausnehmung 44. Diese Ausnehmung ist hinreichend tief, so daß das Widerlager 46 sich über beide Enden des Zapfens 42 erstreckt, um diesen sicher innerhalb der Hülse 43 zu halten.

Wie ebenfalls in Fig. 3 dargestellt ist, sind beide Enden der zylindrischen Zapfenaufnahme 41 in der Halterung 38 des Ventilgliedes 34 in der Art eines Kegels 45 mit sehr spitzem Winkel leicht aufgeweitet, wodurch die effektive Länge der Lagerfläche S für den Zapfen 42 innerhalb der Halterung 38 des Ventilgliedes 34 auf einen kleinen Mittelteil verkürzt wird. Da das Ventilglied 34 aus hochfestem Stahl besteht, der in solchen Fällen wie der vorliegenden Anwendung auf fast maximale Oberflächenhärte angelassen ist, um eine annehmbare Lebensdauer des Ventilgliedes 34 zu erhalten, sind die Flächen an den beiden Enden der Zapfenaufnahme 41 in den allermeisten Fällen durch Schleifen, durch Einwirkung elektrischer Entladungen oder durch elektrochemische Bearbeitung feinbearbeitet. Nach jeder von diesen Methoden kann ein glatt abgerundeter übergang von den konischen Endflächen 45 zu dem mittigen Zylinder in einer solchen Weise erzielt werden, daß die Länge von fast Null wird. Eine solche Ausbildung gestattet, daß die Halterung 38 des Rückschlagventils über die Länge des Zapfens 42 an diesem

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abrollen kann, um ein Ausweichen des Endes der Feder 29 aus der Ebene der Zapfenachse auszugleichen.

Das Ende der Halterung 38 des Ventilgliedes 34 bildet ein Teil einer kugelförmigen Außenfläche 47, deren Zentrum am Schnittpunkt der axialen Mittellinie des Ventilgliedes 34 und der Zylinderfläche der Zapfenaufnähme 41 innerhalb der Länge der Lagerfläche S liegt. Dieses Zentrum bildet in jedem Augenblick den Mittelpunkt für alle Schwenkbewegungen des an dem Zapfen abrollenden Ventilgliedes 3 4 bei seiner SeIbstausrichtung. Eine solche Formgebung erzeugt die wirksamste Zentrierung für das Ventilglied 34 gegenüber der Hülse 43, ohne daß diese Zentrierung durch eine Ausweichbewegung des einen Teils gegen das andere beeinträchtigt wird. Das Ende der Halterung 38 des Ventilgliedes 34 besitzt nicht nur Kugelform, um dadurch seine Zentrierung zu unterstützen, sondern diese Formgebung der Außenfläche des Materials, das die zylindrische Zapfenaufnahme 41 umgibt, vermeidet auch plötzliche Änderungen im Querschnitt und in der Steifigkeit des Laufbahnringes, die in einem so hochbelasteten Teil eine unerwünschte Konzentration der Beanspruchung an einer bestimmten Stelle hervorrufen würden, was zu einer kürzeren Lebensdauer des Teils führen würde.

Der Abstand zwischen der Ebene des Endes 4o der Feder 29 und der Lagerfläche des Ventilgliedes 34 in der Zapfenaufnahme 41 muß einen gewissen Wert haben, wenn sich das Ventilglied 3 4 am Ventilsitz in Schließstellung befindet und die Feder 29 durch eine vorgegebene Belastung im zusammengebauten Zustand zusammengedrückt wird. Der Durchmesser d des Zapfens 42, die Wandstärke w der Hülse 43 und die Dicke t des Widerlagers 46 können alle so ausgewählt werden, daß in ihrer Kombination eine Gesamtstärke entsteht, wie sie für jede einzelne Kombination von Federlager und Ventilglied 34 verlangt wird.

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Um eine zwangsläufige Zentrierung der Halterung 38 eines nach außen öffnenden Einspritzventils zu erreichen, hat das Widerlager 46 eine zylindrische Außenfläche 48, die gleitbeweglich und unter Führung in eine innere, zylindrische Führungsfläche 49 nahe dem Ende des Ventilgehäuses 23 eingepaßt ist. Ein aus einem Stück mit dem Widerlager 46 gebildeter Führungsring 51 dient dazu, das freie Ende 4o der Feder 29 innerhalb des Widerlagers 46 zu zentrieren. Nach Einpassung des Widerlagers 46 in das Ventilgehäuse 23 muß ein Durchflußweg für den Kraftstoff durch oder um das Widerlager 46 herum geschaffen werden. Ein Spielraum 52 befindet sich zwischen der Außenseite der Führungsfläche 49 des Ventilgehäuses 23 innerhalb der Haltevorrichtung 21 und erlaubt einen Zufluß von Kraftstoff zu öffnungen 53, die sich unterhalb der Führungsfläche 49 befinden.

Das halbkugelförmige Kopfende 36 des sich nach außen öffnenden Einspritzventils nach Fig. 2 bildet eine Anlagefläche für den Ventilsitz 32 und gleichzeitig die Innenfläche 54 einer ringförmigen Austrittsöffnung von begrenztem Durchtrittsquerschnitt. Das Ventilsitzende 33 des Ventilgehäuses 23 besitzt eine zylindrische Innenfläche 56, die konzentrisch zum Ventilsitz 32 ausgebildet ist und den Außenrand der ringförmigen Austrittsöffnung bildet. Der radiale Zwischenraum zwischen den Flächen 54 und 56 kann weniger als o,o127 mm betragen, so daß eine sehr genaue Zentrierung erforderlich ist, wenn der Kraftstofffluß gleichmäßig über den Umfang der ringförmigen Austrittsöffnung verteilt sein soll. Zentrierung durch Führungsglieder ist hier ungenügend, da diese Führungsglieder nicht hinreichend dicht an der Austrittsöffnung angeordnet werden können, ohne die Gleichförmigkeit des Kraftstoffflusses zu der Austrittsöffnung zu beeinträchtigen. Ist jedoch das kugelförmige Kopfende 3 6 des Ventilgliedes 34 in gewissem Maße frei beweglich, so wird es sich von selbst innerhalb der mit hoher Geschwindigkeit fließenden Strömung zentrieren. Die dazu notwendigen Zentrierkräfte sind gering, da sie nur an einer kleinen Fläche des Kopfendes 36 wirksam werden müssen und die

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vorstehend beschriebene, sich selbst mit sehr niedriger Reibung ausrichtende Konstruktion eine freie Beweglichkeit des Kopfendes 36 in einem solchen Umfang ermöglicht, daß damit eine Austrittsöffnung der vorstehend beschriebenen Art verwirklicht werden kann.

Die Richtung des aus dieser ringförmigen Austrittsöffnung aus- . tretenden KraftstoffStroms kann in Abhängigkeit vom Hub des Ventils dadurch bestimmt werden, daß die übergänge 57 und 58 zum Innenrand 54 und Außenrand 56 der ringförmigen Austrittsöffnung in einer Weise geformt werden, wie dies bei Einspritzventilen bekannt ist.

Der Hub des Ventilgliedes 34 des Rückschlagventils muß begrenzt werden, um die Abnutzung der Feder 29 durch wiederholtes Zusammendrücken bis zur Höchstgrenze zu verhindern und um die Austrittsquerschnitte der einzelnen, voll geöffneten Einspritzventile an Mehrzylindermotoren aneinander angleichen zu können. Der Führungsring 51 für die Feder 29 trägt eine Anschlagfläche 59, die um eine auswählbare Höhe h vom freien Ende 4o der Feder 29 am Widerlager 46 entfernt ist. Die Höhe h kann zur Bestimmung des Hubweges 1 ausgewählt werden, über den sich das Ventilglied 34 und die Halterung 38 verschieben können, bevor die Anschlagfläche 59 an einer Anschlagschulter 61 am Ventilgehäuse 23 zur Anlage kommt. Zur Einführung des Zapfens 42 in die Zapfenaufnahme 41 darf sich jedoch die Stirnwand 62 des Ventilgehäuses 23 nicht in einer Ebene befinden, die bei geschlossenem Einspritzventil einen Teil der Zapfenaufnahme 41 abdeckt. Dadurch wird die Gesamtlänge des Ventilgehäuses 23 begrenzt, wie auch durch die Notwendigkeit, einen Durchtrittsraum 52 für den Durchfluß von Kraftstoff zu Verfügung zu haben.

Ein vollständig umschlossenes und abgedichtetes Kraftstoffeinspritzventil dieser Art besitzt auch im Hinblick auf die Wartung merkliche Vorteile. Die Haltevorrichtung 21 ist mit dem Ventilgehäuse 23 durch rotierende Reibschweißung im Bereich 63 verbunden. Die Teile werden während ihrer gegenseitigen

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Verdrehung durch die Steuerdurchmesser 64 und 66 geführt. Eine Spannscheibe 67 stützt sich an einer mit Löchern versehenen Platte 68 innerhalb des Steuerdurchmessers 66 ab und beide liegen einer Innenschulter 69 an der Haltevorrichtung 21 über einen Federring 71 an. Fig. 4 zeigt den Federring 71 in Aufsicht. Vor dem Zusammenbau ist der Außendurchmesser 72 des Federrings 71 größer als der Steuerdurchmesser 66 der Haltevorrichtung 21, und der Spalt 73 ist so weit wie bei einem internen Sprengring. Der Federring 71 ist aus ebenem Federblech zu einem gewellten Profil entsprechend Fig. 5 geformt, so daß seine Gesamtstärke im nicht eingebauten Zustand um ein Vielfaches größer ist als die Stärke des Materials selbst und größer als der Abstand zwischen der Stützplatte 68 für die Spannscheibe 67 und der Stirnwand 62 des Ventilgehäuses 23 nach der endgültigen Verschweißung der Haltevorrichtung 21 mit dem Ventilgehäuse 23.

Fig. 6, 6A und 6B zeigen einen Zapfen 42", der in einer anderen Ausführung unmittelbar an dem Widerlager 46' anliegt. Auf einer Seite des Stiftes 42" befindet sich ein Paar zueinander ausgerichteter, identischer Abflachungen 74, zwischen denen ein Mittelteil 75 mit vollem Durchmesser erhalten ist. Das Mitteilteil 75 ist hinreichend kurz, um in eine mittlere Bohrung durch das Widerlager 46' zu passen, die von zwei ebenen Wandungen 76' und zwei zylindrischen Wandungen 76'' begrenzt wird. Die Abflachungen 74 bilden eine ausreichende Lagerfläche zwischen dem Zapfen 42' und dem Widerlager 46' und dienen dazu sicherzustellen, daß der Zapfen 42 immer in seiner Axialstellung in dem zusammengebauten Einspritzventil verbleibt. Das Widerlager 46' besitzt einen rechteckigen Schlitz mit ebenem Boden zwischen Anschlägen 77. Dieser Schlitz verläuft über den gesamten Durchmesser des Widerlagers 46' und ist zu einer Achse zentriert, die die Achse des Widerlagers 46' schneidet. Dieser Schlitz ist gerade weit genug dafür, daß der Zapfen 42' frei darin eingepaßt werden kann und die Anschläge 77 den Zapfen 42' zum Widerlager 46' zentriert halten. Das Ende der Halterung 38' des Ventilgliedes 34' ist teilweise mit einer kugelförmigen

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Außenfläche 47' ausgebildet, deren Radius auf der axialen Mittellinie des Ventilgliedes 34" liegt. Ferner sind auch an jedem Ende der Zapfenaufnahme 41 der Halterung 38' des Ventilgliedes 34' Abflachungen 78 ausgebildet; die ebenen Wandungen 76' der Mittelöffnung im Widerlager 46' sind in ähnlicher Weise abgeflacht und parallel dazu, um die Länge zu verringern, über die der Zapfen 42" als Träger wirksam ist. Die Mittelöffnung im Widerlager 46', die zum Teil durch die Wandungen 76' begrenzt wird, ist gerade um so viel größer als die Halterung 38' des Ventilgliedes 34", daß sich dies um die Achse des Ventilgehäuses 23 über einen kleinen Schwenkwinkel bewegen kann, aber nicht so groß, daß sich dabei die Mittellinie des Ventilgliedes 34' beträchtlich von der Mittellinie der Feder 29 wegbewegen kann. Dazu sollten die Wandungen 76· wenigstens 5 %, nicht aber mehr als 15% weiter voneinander entfernt sein als die beiden Abflachungen 78 an dem Ventilglied 34'. Ebenfalls sollten dazu die zylindrischen Wandungen 76¹' einen Radius haben, der wenigstens um 3 %, aber nicht um mehr als 1o % größer ist als der Radius der kugelförmigen Außenfläche 47' an dem Ventilglied 34'.

Fig. 7, 8 und 9 zeigen weitere Ausführungen eines nach außen öffnenden Einspritzventils, die alle mit üblichen Filterkerzen 7 9 mit Spiralkanten in den erweiterten Hochdruckdurchführungen 8o in den Haltevorrichtungen 21' und 81 versehen sind. Bei allen diesen Ausführungen befinden sich die Ventilfeder und das Federlager in einem becherförmigen öffnungsträger 84, 84' und 84'·. Wie in Fig. 7 dargestellt ist, hat das Ventilgehäuse 82 einen konischen Ventilsitz 3 2', wobei sich die öffnung mit dem größten Durchmesser am Ventilsitzende 33' des Ventilgehäuses befindet. Der größte Teil der Länge des Ventilgehäuses 82 ist außen von schlanker, zylindrischer Form und ist mit der Außenfläche 83 dicht, aber unbehindert in eine Innenkammer des Öffnungsträgers 84 eingepaßt. Das Federlager enthält einen Zapfen 42' mit Abflachungen 74, die dem Widerlager 46' aufliegen. Jedoch ist hier ein die Verschiebung des Widerlagers 46' begrenzender Anschlag an dem Widerlager nicht erforderlich,

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da der Öffnungsträger 84 diese Funktion erfüllt. Der Öffnungsträger 84 ist im Bereich 63' durch Reibschweißung mit der Haltevorrichtung 21' verbunden. Da das Ventilgehäuse 82 mit seinem Ventilsitzende 33' eng abgedichtet an dem Öffnungsträger 82 anliegen muß, ist ein Flansch 86 an dem Ventilgehäuse 82 vorgesehen, der eine zylindrische Führungsfläche 64· und eine Stirnlagerfläche 87 besitzt, gegen die eine daran angepaßte innere Schulter innerhalb der Haltevorrichtung 21' nach Verschweißen der Haltevorrichtung 21' mit dem Flansch 88 des Öffnungsträgers 84 liegt. Eine hohle, zylindrische Verlängerung 89 an der Haltevorrichtung 21' hat vor der Schweißung eine Länge y, die hinreichend größer als der Abstand χ ist, so daß Metall zum Fließen während der Verschweißung zur Verfügung steht und die Halterung 21' nach dem Schweißvorgang dicht an der Stirnlagerfläche 87 anliegt.

Das Kopfende 36' des Ventilgliedes 91 erstreckt sich in einen Fangraum 92 des Öffnungsträgers 84 und enthält in der Verlängerung zur Führung dienende Zylinderflächen 93 und ein Endteil 94. Zwei oder mehr Abflachungen oder Nuten bilden Längskanäle 95, die symmetrisch im Abstand zwischen den Zylinderflächen 93 angeordnet sind, für den Durchfluß von Kraftstoff. Die Zylinderflächen 93 sind mit Präzision in eine zylindrische Fläche 96 eingepaßt. Das innere Ende des Öffnungsträgers 84 begrenzt eine Kammer 98 von größerem Durchmesser als die zylindrische Fläche 96. Ein Dichtrand 97 schließt das Ende des Öffnungsträgers 84 (das durch die zylindrische Fläche 96 begrenzt ist), wenn das Ventilglied 91 in Schließstellung ist; der Dichtrand 97 öffnet bei der Absenkbewegung des Ventilgliedes 91 und gestattet so den Durchfluß von Kraftstoff zu öffnungen 99, durch die dieser mit sehr hoher Geschwindigkeit in die Brennkammer C fließt. Die zylindrische Fläche 96 sollte einen kleineren Durchmesser haben als der mittige Kanal 31", entsprechend dem kleinstmöglichen Durchmesser des konischen Ventilsitzes 32', so daß der freie Raum zwischen dem Endteil und der inneren Stirnfläche 1o1 der Kammer 98 nur eine sehr

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begrenzte Restmenge an Kraftstoff aufnimmt. Bei geschlossenem Ventil trennt der Dichtrand 97 in wirksamer Weise den im Fangraum 92 zwischen diesem Dichtrand und dem konischen Ventilsitz 32' enthaltenen Kraftstoff von der Kammer 98. Die Anschlagflache 1o2 am Ende des Endteils 94 ist so ausgebildet, daß sie an das Innenprofil der Stirnfläche 1o1 der Kammer 98 angepaßt ist, gegen die es als Anschlag bei der maximal zulässigen Absenkbewegung des Ventilgliedes 91 stößt.

Das nach außen öffnende Einspritzventil entsprechend Fig. 8 hat eine einfache, kurze Öffnung 1o3 in seinem Öffnungsträger 84'. Das Kopfende 36'' des Rückschlagventils ist bei geöffneter Ventilstellung frei schwimmend geordnet. Der Öffnungsträger 84" begrenzt einen Fangraum 92' durch eine konische Stirnfläche Io4 mit einem großen eingeschlossenen Winkel von 17o-18o , wobei die öffnung 1o3 an der Kegelspitze angeordnet ist. Das Kopfende 36'' endet in einer ähnlichen, jedoch zurückspringenden Kegelfläche 1o6. Zwischen den beiden Kegelflächen 1o4 und 1o6 erfolgt ein allein radial gerichteter Durchfluß bis zu einem sehr kurzen Abstand vom Eintritt in die Öffnung 1o3. Dadurch wird im Augenblick des Endes des Einspritzvorgangs die Masse an Kraftstoff auf einem Minimum gehalten, die unter einer axial gerichteten Geschwindigkeitkomponente in Richtung auf die Öffnung 1o3 fließt.

Der Öffnungsträger 84' ist durch eine Haltemutter 1o7 abgedichtet an der Haltevorrichtung 81 gesichert. Der öffnungsträger 84' besitzt einen Zylinderflansch 88^!I mit einer ebenen Stirnfläche 1o8, die senkrecht zu seiner Längsachse verlaufen. Das Ventilgehäuse 82' besitzt ebenfalls eine ebene Stirnfläche 1o9. Die Gesamtlänge des Ventilgehäuses 82' ist gerade so viel größer als die Tiefe der zylindrischen Innenkammer des Öffnungsträgers 84", daß dadurch gesichert ist, daß die ebene Stirnfläche der Haltevorrichtung 81 an der Stirnfläche 1o8 des Ventilgehäuses 82' und auch das entgegengesetzte Ventilsitzende 33'' des Ventilgehäuses 82' eng abgedichtet an dem Öffnungsträger 84·

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anliegen. Bei einer solchen Ausbildung des Einspritzventils sind die maximal auf das Ventilglied 34'' einwirkenden Kräfte begrenzt, da beim Fluß um das Kopfende des Ventilgliedes 34'' zur Öffnung 1o3 im Fangraum 92' entgegengerichtete, sich teilweise ausgleichende Kräfte an dem Ventilglied 34'' auftreten. Dadurch wird das Maß der Beanspruchung an einem vollständig zylindrischen Zapfen 42, der sich nur im Linienkontakt mit dem Widerlager 46'' befindet, annehmbar. Das Widerlager 46'' weist einen Haltering 48'' oder eine entsprechende zylindrische Außenfläche und einen federnden Führungsring 51'' auf, durch die der Zapfen 42 in axialer Richtung zentriert gehalten wird.

Die weitere Ausführung eines sich nach außen öffnenden Einspritzventils mit mehreren Öffnungen, das in Fig. 9 dargestellt ist, erreicht eine Verringerung des Restvolumens von Kraftstoff in der Kammer 98*' in einer vereinfachten Konstruktion. Das Volumen wird dadurch minimal gehalten, daß für die sphärisch ausgebildete Anlagefläche des Kopfendes 36 ein kleiner Radius verwendet wird, der Winkel des konisch ausgebildeten Ventilsitzes am Ventilsitzende 33^X entsprechend spitzer ist, so daß die Berührung zwischen dem Ventilglied und dem Ventilsitz unmittelbar im Anschluß an den mittigen Kanal 31^X erfolgt, und der Durchmesser des Fangraums 92'' am Kopfende 36^X des Ventilgliedes im Öffnungsträger 84'' begrenzt ist. Der maximale Durchmesser 111 des Kegels am Ventilsitzende 33^X und des daran angepaßten Fangraums 92'' brauchen nur einen Durchmesser zu haben, der bis zu 15 % aber nicht weniger als 5 % größer ist als der Durchmesser des Kopfendes 36^X des Ventils in dieser Ebene. Der Innendurchmesser 112 der Kammer am Ende und die benachbarte Fläche 113 des Kopfendes 36^X des Rückschlagventils können sich zu ihren Enden hin konisch verjüngen. Sowohl die innere Stirnfläche 1o1', als auch die Außenseite 114 der Kammer sollten sphärisch geformt sein, um maximale Widerstandsfähigkeit zu erzielen. Das Federlager besteht bei dieser Konstruktion nur aus einem zylindrischen Zapfen 42"' mit einem Paar von Abflachungen 74¹, die flachen,

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rechtwinkligen Schlitzen 77' mit ebenem Boden an einem Ende der Feder 29' einliegen.

Fig. 1o zeigt ein nach innen öffnendes Einspritzventil mit einer sich selbst ausrichtenden Halterung. Das Ventilgehäuse 116 hat einen konischen Ventilsitz 117 von kleinem Durchmesser unmittelbar an seinem spitzen inneren Ende 118. Durch das Ende 118 verlaufen ein oder mehrere Öffnungen 99 . Ein nadeiförmiges Ventilglied 119 besitzt ein Ende 12o, das so geformt ist, daß es dem Ventilsitz 117 in Schließstellung des Ventils abgedichtet anliegt. Eine Schraubendruckfeder 122 ist im eingebauten Zustand zusammengedrückt und erzeugt so eine axial gegen das Widerlager 46^X an dem Ventilglied 119 gerichtete Kraft, die dies in dichtem Sitz hält. Die Feder bewirkt auch, daß eine Zylinderhülse 123 unter Abdichtung an einer Anschlagplatte 124 anliegt. Ein zylindrischer Teil 126 des Ventilgliedes 119 ist mit Präzision, jedoch in axialer Richtung frei beweglich in eine zylindrische Innenkammer 127 der Zylinderhülse 123 eingepaßt. Das Ventilglied 119, die Feder 122 und die Zylinderhülse 123 befinden sich innerhalb einer Zylinderkammer 128 im Ventilgehäuse 116 mit ausreichendem Spiel, so daß der Kraftstoff entlang der Innenwand der Zylinderkammer 118 in Richtung auf die Einspritzoffnungen fließen kann. Dieser allgemeine Aufbau eines nach innen öffnenden Ventils ist mit Ausnahme des selbstausrichtenden Federlagers gut bekannt.

Um seitwärts gerichtete Kräfte zu vermeiden und die zwischen dem mit Präzision eingepaßten Ventilglied 119 und der Zylinderhülse 123 auftretenden Kräfte zu koppeln, welche Kräfte Ansprechträgheit und übermäßige Abnutzung hervorrufen würden, ist die im nachfolgenden beschriebene Halterung vorgesehen. Die Federkraft liegt einer Seite eines Widerlagers 46 an. Die andere Seite dieses Widerlagers liegt gegen Abflachungen 74^Λ an einem zylindrischen Zapfen 42^X. Der Zapfen 42^X überträgt die Kräfte auf ein kleines Gebiet in der Achse des Ventilgliedes

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119 innerhalb einer Zapfenaufnahme 41^x die sich leicht zu größeren Durchmessern an jedem Ende erweitert. Das Widerlager 46^X trägt zur Zentrierung des Zapfens Anschlägen 77 in Fig. 6 entsprechen).

46^X trägt zur Zentrierung des Zapfens 42^X Anschläge 77^X (die in

Das in Fig. 1o dargestellte, nach innen öffnende Einspritzventil ist gegenüber bekannten Ausbildungen weiter dadurch verbessert, daß die Zylinderhülse 123 an einer der mit Präzision gearbeiteten, nahezu optisch ebenen Flächen 129 der Anschlagplatte 124 anliegt. Die untere Fläche 129 befindet sich in einer Ebene, die durch die ebene Stirnfläche 1o9 des Ventilgehäuses 116 gegenüber dem Ventilsitz 117 in einer festen Lage gehalten ist. Um sicherzustellen, daß die Zylinderhülse

123 eng abgedichtet an der Anschlagplatte 124 anliegt, muß die Berührungsfläche eng begrenzt sein, so daß die Drücke, die das Ventilglied 119 am Ventilsitz 117 halten, nahezu immer größer sind als die Einspritzdrücke. Dies wird dadurch erreicht, daß eine obere, konzentrische, ebene Entlastungsfläche 131 den Außendurchmesser der mit Präzision gearbeiteten, ebenen Stirnfläche der Zylinderhülse 123 verringert. Der Übergang zwischen der Stirnfläche, die der Fläche 129 der Anschlagplatte

124 anliegt, und der Entlastungsfläche 131 ist als Kegel 13o mit einem Winkel ausgebildet, der der konischen, inneren Abschrägung 132 an jedem Ende der Feder 122 entspricht. Beide Stirnflächen der Zylinderhülse 123 sind gleich geformt und gleich in ihrer Endbearbeitung, wie auch die beiden Enden der Feder 122 und die beiden Flächen 129 der Anschlagplatte 124. Eine solche Symmetrie, die bereits durch sehr geringe zusätzliche Kosten für jedes Einzelteil erreicht wird, vermeidet kostspielige Fehler beim Zusammenbau und die sonst zur Vermeidung dieser Fehler notwendigen kostenintensiven Ausrüstungen zur Sortierung und Prüfung .

Wenn das Ventilglied 119 mit seinem Schließteil an dem Ventilsitz 117 anliegt, befindet sich das Ende 133 des Ventilgliedes 119 in einem auswählbaren Abstand von der Fläche

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129. Das Ende 133 ist als eine ebene Fläche bearbeitet, die sich senkrecht zur Achse des Ventilgliedes 119 und daher parallel zur Fläche 129 der Anschlagplatte 124 erstreckt. Ein Kraftstoffableitungskanal 134 ist eng ausgebildet, so daß ein umfangreicher Bereich zur Ausbildung eines Kraftstoffkissens zwischen den beiden aneinanderstoßenden Flächen verbleibt, das dazu dient, Stoßbeanspruchungen und Schallerzeugung zu vermindern. Zur Sicherstellung der Symmetrie der Anschlagplatte ■ 124 verlaufen ein KraftstoffZuführungskanal 136 und der Kraftstoffableitungskanal 134 senkrecht zu den beiden Flächen 129. Die Anschlagplatte 124 ist in ihrer Winkellage gegenüber der Haltevorrichtung 137 durch einen Hohldübel 138 gesichert, der in die Haltevorrichtung 137 eingepreßt ist und frei in die Anschlagplatte 124 paßt. Das Ventilgehäuse 116, die Anschlagplatte 124 und die Haltevorrichtung 137 werden durch eine Mutter 1o7 abgedichtet zusammengehalten. Die Haltevorrichtung 137 hat einen oder mehrere Zylinderräume 139, die durch die Anschlagplatte 124 verschlossen sind, aber durch Kanäle 141 mit dem Kraftstoffableitungskanal 134 in Verbindung stehen. Es sind keine weiteren Öffnungen oder Verbindungen nach außen vorgesehen, da die Kompressibilität des Kraftstoffs und des in den Zylinderräumen enthaltenen Gases die geringe Verstellung des nadeiförmigen Ventilgliedes 119 bei seiner Anhebung bis zum Anschlag in der Innenkammer 127 ausgleicht. Verglichen mit der Zeit zwischen den Einspritzvorgängen, in denen das Einspritzventil geschlossen ist, ist die Öffnungsperiode des Ventils sehr kurz. Es stellt sich so innerhalb der Zylinderräume 139 ein annehmbarer, mittlerer Druck ein. Die Haltevorrichtung 137 ist an ihrem freien Ende mit einem Anschluß 142 ausgebildet, der mit dem Ende einer Hochdruckkraftstoffleitung verbunden ist; die Haltevorrichtung 137 hat einen Durchbohrungskanal 143, der das freie Ende mit dem Hohldübel 138 verbindet.

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Fig. 12 zeigt schematisch eine Vorrichtung 144, in der das Ventilgehäuse 23 in eine bestimmte Stellung eingebracht und durch die Hohlschraube 146 festgehalten wird. Das Ventilglied 34 des Rückschlagventils wird in dem Ventilgehäuse 23 durch eine Ventilgliedstütze 147 an der Stellschraube 148 gegen seinen Sitz gedrückt. An das freie Ende der Feder 29 wird über die Belastungsfläche 149 eine Last 151 in vorbestimmter Größe angelegt. Ein Teil dieses Gewichtes wird von den Massen gebildet, die mit einem Paar von linearen Stellungssignalgebern verbunden sind. Eine erste Meßeinrichtung 152, die einen Teil eines der Signalgeber bildet, mißt den linearen, senkrechten Abstand zwischen der Belastungsfläche 149 und der Innenwandung der Zapfenaufnahme 41 entlang der Mittellinie des Ventilgliedes 34. Dieser erste Gesamtabstand entspricht der Gesamtstärke Z in Fig. 3 und 6 oder der Abweichung von einem entsprechenden Normabstand und wird durch die Fernanzeige 153 angezeigt. Die Kombination der Stärken von jeweils auswählbaren Gliedern der Halterung 38 wird so getroffen, daß die Gesamtstärke Z der so gemessenen Stärke gleich ist und gleich der Gesamtstärke der betreffenden, zusammengebauten Teile, nachdem der Ventilsitz, das Ventil und die Feder von der Vorrichtung 144 entfernt worden sind.

Bei Kraftstoffeinspritzventilen mit einer Hubbegrenzung an der Halterung 38 ist eine zweite Meßeinrichtung 154 (die einen Teil des zweiten Signalgebers bildet) vorgesehen, die den linearen, senkrechten Abstand zwischen der Belastungsfläche 149 und der Anschlagschulter 61 mißt. Dieser zweite Gesamtabstand oder seine Abweichung von einem Normabstand wird an einer Fernanzeige 156 angezeigt. Wird dabei nur die zum Zusammenbau erforderliche Belastung angelegt, so wird durch die zweite Meßeinrichtung nur der Abstand m bei geschlossenem Einspritzventil (Fig. 3 und 6) oder die Abweichung dieses Abstandes von seinem Normwert gemessen und durch die Fernanzeige 156 angezeigt.

Es ist weiter eine Anlage vorgesehen, durch die eine ausgewählte Meßflüssigkeit durch jede Untereinheit eines Kraftstoffeinspritz-

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ventils gepumpt werden kann. Diese Anlage enthält einen Vorratsbehälter 157 und eine Pumpe 158, mit der ein geeigneter, ständiger Durchfluß der Meßflüssigkeit unter hohem Druck erzeugt werden kann, der hinreichend stoßfrei ist, um die gewünschte Genauigkeit bei der Durchflußmessung an dem Meßgerät 159 und der Messung des Druckabfalls an dem Anzeigegerät 161 zu erzielen. Die Pumpe 158 wird bei Bedarf von Antriebsmitteln mit einem Motor M angetrieben, wobei die Antriebsgeschwindigkeit verstellbar sein kann. Die Höhe des Drucks und die Stärke des Durchflusses können durch entsprechende Einstellung eines Bypass-Ventils 162, durch Verstellung der Pumpgeschwindigkeit oder eine Kombination beider verändert werden. Die Durchflußgeschwindigkeit der Meßflüssigkeit wird an der Anzeige 163 angezeigt. Das Gewicht 151 ist in ein druckdichtes Gefäß 164 der Vorrichtung 144 eingeschlossen, in welches die Meßflüssigkeit aus der Leitung 166 eintritt. Die aus dem Ventilgehäuse 23 austretende Meßflüssigkeit wird innerhalb der Hohlschraube 146 gesammelt und durch den Auslaß 169 in den Vorratsbehälter 157 zurückgeleitet. In der Anlage können auch je nach Bedarf (nicht gezeigte) Einrichtungen zum Filtrieren, Überwachen und Regeln der Dichte der Meßflüssigkeit vorgesehen sein, um die entsprechenden Eigenschaften der Meßflüssigkeit konstant zu halten.

Das Ventilglied 34 wird aus seiner Anlage an dem Ventilsitz des Ventilgehäuses 23 durch eine Verstellung der Stellschraube 148 abgesenkt. Gleichzeitig wird die Belastungsfläche 149 für die Feder 29 um einen identischen Betrag mittels einer Hilfsschraube 167 für die Federbelastung über eine Belastungsstange 168 für die Feder 29, die mit dem Gewicht 151 in Berührung ist, verschoben. Die Verschiebungen des Ventilglieds 34 und des belasteten Endes der Feder 29 werden dadurch identisch gemacht, daß der mit der ersten Meßeinrichtung 152 gemessene Abstand an der Anzeige 153 beobachtet und während dieser Verschiebungen konstant gehalten wird. Bei abgehobenem Ventilglied 34 wird der Durchfluß der Meßflüssigkeit durch die Vorrichtung 144 gestartet. Dieser Durchfluß wird durch den verengten Durchtrittsquerschnitt zwischen dem Kopfende 36 des Ventilgliedes 34 und

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dem Ventilsitz 32 im Ventilgehäuse 23 gehemmt, so daß sich der an der Anzeige 161 angezeigte Druckabfall mit der bei angezeigten Durchflußgeschwindigkeit und der Weite des DurchlaßquerSchnitts ändert, der von der Ventilstellung und auch von Veränderungen in bestimmten Abmessungen des Ventils oder Ventilsitzes abhängig ist, die bei ihrer Herstellung unvermeidbar sind.

Die axiale Stellung des Ventilgliedes 34 wird so lange verändert, bis eine Stellung aufgefunden wird, bei der der an der Anzeige 161 gemessene Druckabfall und die bei 163 gemessene Durchflußgeschwindigkeit bestimmte, vorgegebene Werte für das Einspritzventil bei maximaler Öffnung haben. In dieser Stellung des Ventilgliedes 34 und der Belastungsfläche 149 für die Feder 29 wird die Höhe h des Führungsrings Z'\ (Fig. 3 und 6) oder ihre Abweichung von einem Normwert mittels der zweiten Meßeinrichtung 154 gemessen und an der Anzeige 156 angezeigt. Es wird dann eine Halterung 38 ausgewählt, deren Führungsring 51 die gerade für ein zusammengebautes Einspritzventil gemessene Höhe hat, nachdem die geprüfte Untereinheit des Einspritzventils von der Vorrichtung 144 abgenommen worden ist.

Eine andere attraktive Methode zur Normierung des Durchflusses durch das Einspritzventil bei maximaler Öffnung besteht darin, das Ventilglied 34 und die Belastungsfläche 149 gleichzeitig in axialer Richtung auf die vorstehend beschriebene Art und Weise zu verschieben. Zusätzlich ist dann ein Kraftmesser 171 vorgesehen, der mit einer Anzeige 172 verbunden ist, sowie ein Federkraftmesser 173, der mit einer Anzeige 174 verbunden ist. Eine Anzeige 176 für die Kräftedifferenz kann zusätzlich vorhanden sein, um die Auffindung derjenigen Stellung des Ventilgliedes 34 und der Belastungsfläche 149 (wobei die Anzeige 153 auf der Einstellung gehalten wird, die bei richtiger Federbelastung in zusammengesetzter Form festgestellt wurde) aufzufinden, bei der die von dem Kraftmesser 171 an dem Ventilglied 34 gemessene und bei 172 angezeigte Kraft der Summe der von dem Federkraftmesser 173 gemessenen und bei 174

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angezeigten Federkraft und der Kraft des Gewichtes 151 gleich ist, was durch den Kräftedifferenzanzeiger 176 als eine der Kraft des Gewichtes 151 gleiche Kraft angezeigt wird, wobei insgesamt die Durchflußgeschwindigkeit einen vorgegebenen, bestimmten und an der Anzeige 163 angezeigten Wert hat. Die Anzeige des Druckabfalls bei 161 wird dann überwacht und so festgelegt, daß sich der Druckabfall innerhalb eines annehmbaren Bereichs hält.Bei dieser Einstellung des Ventilgliedes und der Belastungsfläche 149 wird die Höhe h des Führungsrings 51 mit der zweiten Meßeinrichtung 154 gemessen und bei 156 angezeigt und eine Halterung 38 mit einem Führungsring 51 der gerade gemessenen Höhe ausgewählt. Nach diesem Verfahren wird eine Anschlagstellung ermittelt und in dem vollständig zusammengesetzten Kraftstoffeinspritzventil vorgegeben, bei der die an der Feder 29 und an dem Ventilglied 34 auftretenden Kräfte identisch sind, wie dies bei allen zusammengesetzten Ventilen der Fall ist, bis die Anschlagschulter 61 tatsächlich in Berührung mit der Halterung 38 ist. Die Durchflußgeschwindigkeiten von unter diesen Umständen gleichen Ventilen sind dann identisch.

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Claims

Patentansprüche

Einspritzventil für Kraftstoff bei einer Verbrennungskraftmaschine, bestehend aus einem Ventilgehäuse mit einer Zylinderkammer an einem Ende und einem Ventilsitz am anderen Ende, aus einem Ventilglied und einer Schließfeder, die in der Zylinderkammer zusammen angeordnet sind, wobei das sich um eine Achse erstreckende Ventilglied eine Halterung und eine Anlagefläche besitzt, die so bemessen ist, daß sie abdichtend an dem Ventilsitz zur Anlage kommt, und wobei die Feder im eingebauten Zustand eine kleinere als die freie Länge zwischen ihren parallelen Enden besitzt, und aus einem an der Halterung des Ventilgliedes angebrachten Federlager, an dem sich ein Ende der Feder abstützt,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Halterung (38, 38') des Ventilgliedes (34, 34¹, 34'', 91, 119) eine senkrecht zu der Achse verlaufende Zapfenaufnahme (41) besitzt, die an einem Teil mit einer gekrümmten Lagerfläche (S) versehen ist, daß das Federlager aus einem Widerlager (46, 46', 46'', 46^X) und einem Zapfen (42, 42¹, 42", 42^X) mit einer mittigen, gekrümmten Lagerfläche besteht, der sich unter Anlage der Lagerflächen aneinander durch die Zapfenaufnahme (41) erstreckt, und

daß die Krümmung der Lagerfläche an dem Zapfen (42, 42', 42¹¹, 42 ) größer als die Krümmung der Lagerfläche (S) am Ventilglied (34, 34¹, 34", 91, 119) ist, wobei nur Linienkontakt zwischen den beiden Lagerflächen besteht und der Zapfen (42, 42¹, 42", 42^X) gegenüber dem Ventilglied (34, 34', 34", 91, 119) hin- und herbeweglich ist und das Widerlager (46, 46', 46", 46^X) die Federbelastung an dem Zapfen (42, 42', 42", 42^X) aufnimmt.

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2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Zapfen (42¹, 42¹¹, 42^X) ein Widerlager (46', 46'·, 46^X) besitzt, mittels dessen der Zapfen (42·, 42'', 42^X) in der Zapfenaufnahme (41) an seinem Platz gehalten ist, wenn das Ventilglied (34, 34', 34'', 91, 119), das Federlager und die Feder (29, 29", 122) unter Last zusammengesetzt sind.

3. Einspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfenaufnahme (41) mit der Lagerfläche (S) zylindrisch ist, daß der Linienkontakt den Zylinder schneidet und symmetrisch zu der Achse ist und daß sich die Zapfenaufnahme (41) von beiden Enden der Lagerfläche (S) aus unter einem kleinen eingeschlossenen Winkel kegelförmig erweitert.

4. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (46') eine um seine Achse verlaufende Innenbohrung und eine dazu benachbarte und zu seiner Achse zentrierte Flachseite besitzt, die parallel zu einem Ende der Feder (29) verläuft, daß von der Flachseite Anschläge (77) nach außen vorstehen und zwischen sich einen Zwischenraum bestimmen, der gerade weit genug ist, um den Zapfen (42¹) frei aufzunehmen, daß der Zapfen (42¹) zwei Enden und im Mittelteil (75) die Lagerfläche (S) besitzt,

daß die Enden mit koplanaren Flächen an der Flachseite anliegen und

daß das Mittelteil (75) des Zapfens (42¹) in die Innenbohrung eingepaßt ist.

5. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (34, 34', 34", 91, 119) an den Enden der Zapfenaufnahme (41) Abflachungen aufweist, wodurch diese Enden in einer Ebene liegen,

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daß das Widerlager (46, 46', 46"', 46^X) ringförmig ausgebildet ist und seine Wände die Innenbohrung begrenzen, daß das Ventilglied (34, 34¹, 34", 91, 119) sich durch die Innenbohrung erstreckt, die zwei zu den Abflachungen parallele Wandungen (76') und zwei diese verbindende, gekrümmte Wandungen (76¹¹) besitzt, und daß der Abstand zwischen den ebenen Wandungen (76¹) wenigstens 5 % und höchstens 15 % größer ist als der Abstand zwischen den Abflachungen.

6. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (46¹¹) an einer Seite dem Zapfen (42) anliegt und einen von dieser Seite axial vorspringenden Haltering (48¹¹) trägt, der ebenfalls dem Zapfen (42) anliegt,

daß der Haltering (48¹¹) eine zylindrische Innenfläche besitzt, deren Durchmesser etwas größer ist als die Länge des Zapfens (42),

daß die axiale Länge des Halterings (48¹¹) ausreicht, um an jedem Ende ein Segment des Zapfens (42) abzudecken und daß die Höhe des abgedeckten Segments nicht größer ist als der Unterschied zwischen den Längen der Feder im freien und im eingebauten Zustand.

7. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (38, 38') des Ventilgliedes (34, 34', 34¹', 91, 119) eine kugelförmige Außenfläche (47, 47') besitzt, deren Mittelpunkt an der Kreuzungsstelle zwischen der Achse und der Linie des Linienkontaktes der Zapfenaufnahme (41) liegt.

8. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (46, 46¹) sich um die Achse erstreckt und zwei parallele Seiten und einen auf der Achse zentrierten, inneren Hohlraum besitzt,

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daß eine Seite der Feder (29) anliegt und einen axial davon vorspringenden und damit aus einem Stück gebildeten, konzentrischen Führungsring (51, 51'') trägt, daß der Innendurchmesser des Führungsrings (51, 51'') gerade etwas größer ist als der Außendurchmesser der Feder (29) und

daß der Radius des inneren Hohlraums wenigstens 3 %, aber nicht mehr als 1o % größer ist als der Radius der kugelförmigen Außenfläche (47, 47').

9. Einspritzventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (23) um einen Teil der Zylinderkammer (28) eine axial konzentrische, zylindrische Führungsfläche (49) aufweist und daß das Widerlager (46, 46') eine zylindrische Außenfläche (48) besitzt, die eng, aber axial frei beweglich in die Führungsfläche (49) eingepaßt ist.

10. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federlager aus einem Widerlager (46) und einer Hülse (43) besteht,

daß sich das Widerlager (46) um die Achse erstreckt und zwei parallele Seiten hat, deren eine mit der Feder (29) und deren andere mit der Hülse (43) in Berührung steht, daß die Hülse (43) eine Achse, zwei parallele, zu ihrer Achse senkrechte Seiten, einen axial konzentrischen, inneren Hohlraum, eine zylindrische Außenfläche und ein Paar zueinander ausgerichteter, zylindrischer Zapfenaufnahmeöffnungen hat, die durch die Hülse (43) hindurch verlaufen und eine gemeinsame Achse besitzen, die die Achse schneidet und parallel zu den Hülsenseiten verläuft, daß der Zapfen (42) zylindrisch ist und sich durch die Zapfenaufnahmeöffnungen der Hülse (43) erstreckt,

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daß der Durchmesser der zylindrischen Außenfläche der Hülse (43) kleiner als der Außendurchmesser des Widerlagers (46) ist,

daß das Widerlager (46) einen damit aus einem Stück gebildeten Stützring aufweist, der von der Hülsenseite axial vorsteht und eine zylindrische Innenfläche besitzt, deren Durchmesser etwas größer ist als der Außendurchmesser der Hülse (43),

daß die Länge des Zapfens (42) etwas geringer ist als der Außendurchmesser der Hülse (43) und daß der Stützring des Widerlagers (46) in seiner Höhe ausreicht, um einen Teil der Zapfenaufnahmeöffnungen in der Hülse (43) abzudecken, wenn die Hülse (43) der Hülsenseite des Widerlagers (46) anliegt.

11. Einspritzventil nach einem der vorstehenden Ansprüche für ein nach innen öffnendes Ventil mit einem Ventilgehäuse, das am Ventilsitzende wenigstens eine durch dieses hindurch verlaufende Mündungsöffnung besitzt, mit einer Zylinderhülse in der Zylinderkammer, in die das Ventilglied mit Präzision und engem Arbeitsspiel mittig eingepaßt ist, mit einem nadeiförmigen Ventilglied, das an einem Ende eine Anlagefläche und am anderen Ende einen Anschlag besitzt, mit einer Anschlagplatte, die ein Ende des Ventilgehäuses abdeckt, gegen die die Zylinderhülse stößt und durch die Kanäle zur Zuführung und Ableitung von Kraftstoff verlaufen, und mit einem Flächenbereich, gegen die der Anschlag am Ende des Ventilgliedes zur Begrenzung seiner vom Ventilsitz weggerichteten Axialbewegung stößt, dadurch gekennzeichnet,

daß die Anschlagplatte (124) parallele, mit Präzision auf nahezu optische Güte und Glätte gearbeitete Flächen (129) besitzt,

daß die Kanäle (134, 136) senkrecht zu den Flächen (129) und vollständig durch die Anschlagplatte (124) hindurch verlaufen.

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daß die Zylinderhülse (123) ein mit Präzision auf nahezu optische Güte und Glätte gearbeitetes Ende aufweist, das einer der Flächen (129) der Anschlagplatte (124) anliegt, und

daß das Ventilglied (119) am Ende eine zu der Achse senkrecht verlaufende, ebene Anschlagfläche (133) besitzt.

12. Einspritzventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderhülse (123) ein weiteres, auf nahezu optische Güte und Glätte gearbeitetes Ende, eine mit Präzision gearbeitete, zentrische Zylinderkammer (128), konzentrische, ebene Entlastungsflächen (131) an beiden Enden, konische Übergänge (13o) von den feinbearbeiteten Enden zu den Entlastungsflächen (131) und parallel zueinander und im rechten Winkel zu der Zylinderkammer (128) verlaufende Enden aufweist,

daß die Feder (122) an beiden Enden ihres Innendurchmessers identische, konzentrische Schrägkanten (132) hat, daß die Entlastungsflächen (131) parallel zum Außendurchmesser und diesen reduzierend an beiden Enden der Zylinderhülse (123) angebracht sind, so daß der Außendurchmesser der Zylinderhülse (123) dem Innendurchmesser der Feder (122) gleich ist, und

daß die konischen Übergänge (13o) und die konischen Schrägkanten (132) etwa gleiche Kegelwinkel haben.

13. Einspritzventil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil zur Anbringung an der Kraftstoffleitung mit einer Haltevorrichtung (137) mit zwei Enden versehen ist, deren eines eng abdichtend gegen die Anschlagplatte (124) liegt und deren anderes einen Anschluß (142) zur Verbindung mit der Kraftstoffleitung trägt,

daß ein Durchbohrungskanal (143) in der Haltevorrichtung (137) von dem Anschluß (142) zu dem Kraftstoffzuführungskanal (136) in der Anschlagplatte (124) verläuft und

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daß die Haltevorrichtung (137) Zylinderräume (139) besitzt, die sich nur zueinander und zu dem Kraftstoffableitungskanal (134) in der Anschlagplatte (124) öffnen.

14. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 1o für ein nach außen öffnendes Ventil mit einer Zylinderkammer an einem Ende, einem Ventilsitz am anderen Ende und einem axial konzentrischen, zylindrischen Kanal, der die Zylinderkammer und den Ventilsitz verbindet, in dem Ventilgehäuse und mit einem Ventilglied mit einem kugelförmigen Kopfende, das eine axial konzentrische Kugelfläche hat, die eine Anlagefläche bildet und so bemessen ist, daß sie abdichtend an den Ventilsitz im Ventilgehäuse angepaßt ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Ventilgehäuse (23, 82, 82') am Ventilsitzende (33, 33", 33^X) eine Kopfaufnähme aufweist, daß die Kopfaufnähme eine axial konzentrische, kreisförmige Außenöffnung mit einem Durchmesser und einer Tiefe hat, die in bezug auf den Ventilsitz (32, 32') so ausgebildet sind, daß sich bei geschlossenem Ventilglied (34, 34', 34'', 91) der Mittelpunkt seines kugelförmigen Kopfendes (36, 36', 36 ) in einem axialen Abstand von dem offenen Ende der Kopfaufnähme in dem Ventilgehäuse (23, 82, 82') befindet, der gleich oder nicht mehr als 1o % größer ist als der Durchmesser des kugelförmigen Kopfendes (36, 36', 36^X) und

daß der Durchmesser der Außenöffnung der Kopfaufnahme gerade hinreichend größer als der Durchmesser des kugelförmigen Kopfendes (36, 36', 36^X) ist, um dazwischen eine ringförmige Mündung mit einstellbarer Fläche zu bilden.

15. Einspritzventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (46) einen damit aus einem Stück bestehenden, axial konzentrisch verlaufenden Führungsring (51) mit einem Innendurchmesser besitzt, der größer als der Außendurchmesser der Feder (29) ist und das benachbarte

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Ende der Feder (29) umgibt,

daß der Führungsring (51) eine Anschlagfläche (59) trägt, die in einer vorgewählten Höhe h von der Federseite des Widerlagers (46) vorsteht,

daß das Ventilgehäuse (23) eine senkrecht zu der Achse und nahe dem offenen Ende der Zylinderkammer (28) verlaufende Anschlagschulter (61) besitzt, die mit der Anschlagfläche (59) den maximal zulässigen Hubweg (1) des Ventilglieds (34) vom Ventilsitz (32) bestimmt, und daß die Höhe h des Führungsrings (51) so gewählt ist, daß die Feder (29) in ihrer Einbaulänge zusammendrückbar und das Ventilglied (34) vom Ventilsitz (32) des Ventilgehäuse (23) um den maximal zulässigen Hubweg (1) abhebbar ist, der durch Anschlag der Anschlagfläche (59) an der Anschlagschulter (61) begrenzt ist und bei dem das gesamte Einspritzventil unter bestimmten Bedingungen einen genau bestimmten Durchflußwiderstand hat.

16. Einspritzventil nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenöffnung einen gleichförmigen Zylinderdurchmesser mit einer Axiallänge unter o,1 mm und die Kopfaufnahme eine innere, axial konzentrische Fläche hat, deren größter Durchmesser größer als der der Außenöffnung ist.

17. Einspritzventil nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Kopfendes (36, 36', 36^X) des Ventilgliedes (34, 34', 34", 91) zwischen der Anlagefläche und seiner Ebene maximalen Kopfdurchmessers axial und radial von der Kugelfläche einwärts so profiliert ist, daß die Profilflächen symmetrisch um die Achse des Ventilgliedes (34, 34¹, 34'', 91> ausgebildet sind.

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18. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei dem das Ventilgehäuse eng an das Düsenende einer Haltevorrichtung angeschlossen ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Ventilgehäuse (23) einen Flansch mit einer Dichtfläche und eine dieser benachbarte, konzentrische, zylindrische, vorspringende Führungsfläche von geringerem Durchmesser als der Führungsdurchmesser der Haltevorrichtung (21) aufweist, so daß das Ventilgehäuse (23) und die Haltevorrichtung (21) frei gegeneinander drehbeweglich sind, und

daß das Ventilgehäuse (23) und die Haltevorrichtung (21) über die Dichtfläche des Ventilgehäuses (23) und das Düsenende der Haltevorrichtung (21) durch rotierendes Reibschweißen miteinander verbunden sind.

19. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis Io für ein nach außen öffnendes Ventil mit einer Zylinderkammer an einem Ende, einem Ventilsitz am anderen Ende und einem axial konzentrischen, zylindrischen Kanal, der die Zylinderkammer und den Ventilsitz verbindet, in dem Ventilgehäuse und mit einem Ventilglied mit einem kugelförmigen Kopfende, das eine axial konzentrische Kugelfläche hat, die eine Anlagefläche bildet und so bemessen ist, daß sie abdichtend an den Ventilsitz im Ventilgehäuse angepaßt ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß ein becherförmiger Öffnungsträger (84, 84", 84'') vorgesehen ist, der das Ventilgehäuse (82, 82') und das Ventilglied (34¹¹, 91) in zusammengebauter Form zusammenhält und um die Achse herum gebildet ist, daß der Öffnungsträger (84, 84', 84'') einen zylindrischen Abschnitt mit einem axial konzentrischen, zylindrischen Innenraum aufweist, dessen Stirnwand dem Ventilsitzende (33¹, 33^X) des Ventilgehäuses (82, 82') anliegt,

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daß das Ventilgehäuse (82, 82') eine axial konzentrische, zylindrische Außenfläche (83, 83') besitzt, die eng in den zylindrischen Innenraum des Öffnungsträgers (84, 84', 84"') eingepaßt ist,

daß der Öffnungsträger (84, 84', 84'') in seiner Stirnwand einen axial symmetrischen Fangraum (92, 92', 92¹¹) hat, in dem das Kopfende (36', 3 6^X) des Ventilgliedes (34¹¹, 91) angeordnet ist, und

daß die Stirnwand des Öffnungsträgers (84, 84', 84'') wenigstens eine Öffnung (99, 99', 1o3) trägt.

20. Einspritzventil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche an dem Ventilglied (34*', 91) an einer axial konzentrischen Kugelfläche am Kopfende (36¹, 36 ) ausgebildet ist,

daß der Ventilsitz (32') am Ventilgehäuse (82, 82') einen axial konzentrischen Kegel mit einem nicht über 9o liegenden Kegelwinkel bildet, der Kegel einen größeren Durchmesser an der Stelle hat, an der er das Ventilsitzende (33¹, 33^X) des Ventilgehäuses (82, 82') schneidet, und der Durchmesser wenigstens 5 %, aber nicht mehr als 15 % größer ist als der größte Durchmesser des Kopfendes (36, 36^X) und

daß der Fangraum (92, 92', 92'') in dem öffnungsträger (84, 84', 84'') in dessen Stirnwand eine kreisförmige Öffnung hat, deren Durchmesser an den größeren Durchmesser des Kegels des Ventilgehäuses (82, 82') angepaßt ist.

21. Einspritzventil nach Anspruch 19 oder 2o, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfende des Ventilgliedes (34¹¹) in einer axial konzentrischen, zurückspringenden Kegelfläche (1o6) mit großem eingeschlossenen Winkel unter Ausbildung eines zentrierten, symmetrischen Fangraums (92') in der Endfläche des Ventilgliedes (34¹¹) ausläuft,

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daß die Stirnwand des Öffnungsträgers (84') den Fangraum (92¹) mit einer axial konzentrischen, konischen Stirnfläche (1o4) mit ebenfalls einem großen eingeschlossenen tilgehäuse (82') entfernt ist als die übrige Kegelfläche, und

daß die Öffnung (1o3) von der Spitze der konischen Stirnfläche (1o4) des Fangraums (92¹) ausgeht.

22. Einspritzventil nach Anspruch 19 oder 2o, dadurch gekennzeichnet, daß der den Fangraum (92¹¹) begrenzende Teil des Öffnungsträgers (84¹¹) eine den Fangraum (92¹¹) innen umgebende, halbkugelförmige Stirnfläche (Ιοί¹) hat, daß dieser Teil wenigstens eine durch ihn hindurch und im Winkel zur Achse des Öffnungsträgers (84¹¹) verlaufende Öffnung (99') besitzt, und

daß das Kopfende (36^X) des Ventilgliedes eine konische Spitze hat, die in einer konvexen, kugelförmigen Anschlagfläche (1o2) endet, deren Radius dem der Fangraumstirnfläche gleich ist.

23. Einspritzventil nach Anspruch 19 oder 2o, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfende (36·) des Ventilgliedes (91) eine Verlängerung mit Führungsteilen und ein Endteil (94) aufweist,

daß sich die Verlängerung im Fangraum (92) des Öffnungsträgers (84) befindet,

daß die Führungsteile aus axial konzentrischen Zylinderflächen (93) bestehen, die durch wenigstens zwei symmetrisch angeordnete Längskanäle (95) getrennt sind, daß das Endteil (94) einen Dichtrand (97) besitzt, der einen kurzen, besonderen Axialteil der Verlängerung bildet,

daß die Zylinderflächen (93) sich zwischen dem Dichtrand (97) und der Anlagefläche des Kopfendes (36¹) des Ventilgliedes (91) befinden,

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daß der Öffnungsträger (84) eine axial konzentrische, zylindrische Fläche (96) aufweist, in die die Zylinderflächen (93) genau, aber nicht eng anliegend eingepaßt sind,

daß sich die zylindrische Fläche des Fangraums (92) zwischen diesem und dem Ventilsitz (32·) befindet, und der Fangraum (92) eine Kammer (98) bildet, deren Innendurchmesser wenig größer ist als der ihrer zylindrischen Fläche und die vom Ventilsitzende (33') des Ventilgehäuses (82) bei Anlage des Ventilgliedes (91) weiter entfernt ist als das Ende des Ventilsitzes (32') von der nächsten Kante des Dichtrandes (97) am Endteil (94) des Ventilgliedes (91).

24. Einspritzventil nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (98) des Öffnungsträgers (84) eine axial konzentrische, konkave, innere kugelförmige Stirnfläche (1o1) und das Endteil (94) des Ventilgliedes (91) eine konische Verlängerung besitzt, deren größter Durchmesser der des Dichtrandes (97) ist, und daß die Verlängerung in einer konvexen, kugelförmigen Anschlagfläche (1o2) ausläuft, deren Radius dem der Kammer 98) gleich ist.

25. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsträger (84) ein offenes Ende mit einem Zylinderflansch (88) mit einer Stirnfläche aufweist,

daß das Ventilgehäuse (82) einen konzentrischen Flansch

(86) mit einer vorspringenden, zylindrischen Führungsfläche (64¹) und einer Stirnlagerfläche (87) besitzt, der sich außerhalb des öffnungsträgers (84) und im Abstand von dessen offenem Ende befindet, wobei die Stirnlagerfläche

(87) vor dem endgültigen Zusammenbau in einem ersten Abstand (x) von der Stirnfläche des Öffnungsträgers (84) entfernt ist,

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daß eine Haltevorrichtung (21') mit einer Durchführung (80) für Kraftstoff um die Achse herum ausgebildet ist und ein hohles Endteil mit einer Stirnfläche, einen zentrischen Spielraum, eine axial konzentrische, zylindrische, zurückspringende Führungsfläche und eine innere Schulterfläche aufweist, die von der Stirnfläche der Haltevorrichtung (21') um einen zweiten Abstand (y) entfernt ist, und

daß der Öffnungsträger (84) und die Haltevorrichtung (21') an ihren Stirnflächen durch rotierendes Reibschweißen miteinander verbunden sind, wobei der zweite Abstand (y) hinreichend größer ist als der erste Abstand (χ), damit Metallfluß für den Schweißvorgang zur Verfügung steht.

26. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der öffnungsträger (84') ein offenes Ende mit einem Zylinderflansch (88¹¹) mit ebener Stirnfläche (I08) aufweist,

daß ein Ende des Ventilgehäuses (82') wenig über die ebene Stirnfläche (I08) des Öffnungsträgers (84¹) vorsteht, wobei der Vorsprung wenigstens o,2 % der Gesamtlänge des Ventilgehäuses (82') beträgt,

daß eine Haltevorrichtung (81) aus Flußstahl mit einer Achse, einer zentrischen Durchführung (79) für Kraftstoff, einem konzentrischen, zylindrischen Düsenende mit Außengewinde und einer Stirnfläche vorgesehen ist, daß ein axial konzentrischer, zylindrischer Hohlraum einen Innendurchmesser besitzt, der größer ist als der Durchmesser des Federraumes im Ventilgehäuse (82¹) und im Federlager, aber kleiner als der Durchmesser der zylindrischen Außenfläche des Ventilgehäuses (82¹), und daß dem Flansch (88^!I) des Öffnungsträgers (84') und dem Gewinde der Haltevorrichtung (81) eine Haltemutter (1o7) anliegt, die das Ventilgehäuse (82·) dicht an die Haltevorrichtung (81) anpreßt.

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27. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 14 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Zylinderkammer (28) des Ventilgehäuses (23, 82, 82") in zusammengebauter Form keinen Teil der Zapfenaufnahme (41) abdeckt.

28. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 14 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (38, 38^f) am Ventilglied (34, 34', 34'', 91) eine axial konzentrische, kugelförmige Außenfläche (47, 47') hat, deren Radius gerade genügend kleiner ist als der der Zylinderkammer (28), um den Einbau des Ventilgliedes (34, 34', 34'', 91) in das Ventilgehäuse (23, 82, 82') zu gestatten.

29. Einspritzventil nach einem der vorstehenden Ansprüche zum Anschluß an die Mutter einer Kraftstoffleitung und mit einer Venti!halterung, die ein Düsenende trägt, an dem das Ventilgehäuse kraftstoffdicht unter Ausbildung einer Baueinheit anliegt, die eine Schulter hat, welche eine gasdichte Zylinderfläche bildet, wobei die Haltevorrichtung einen Paßraum zu der Kraftstoffleitung bildet, der an eine zentrische Durchführung, die zum Düsenende der Haltevorrichtung führt, angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,

daß die Ventilhalterung zwischen zwei Abschnitten mit konzentrischen, zylindrischen Außenflächen unterschiedlichen Durchmessers eine Außenschulter bildet, daß der Abschnitt von kleinerem Durchmesser an seinem Ende den Paßraum besitzt und der Abschnitt von größerem Durchmesser das Düsenende ist,

daß ein Anschlußglied (19) sich um eine Achse erstreckt und eine Stirnfläche und über seine gesamte Länge eine konzentrische Zylinderbohrung mit einem solchen Durchmesser hat, daß das Anschlußglied (19) frei über den Abschnitt von kleinerem Durchmesser gegen die Schulter der Ventilhalterung verschiebbar ist,

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daß Mittel zum Anlegen einer axial auf das Anschlußglied (19) und dadurch auf die Haltevorrichtung (21, 21', 81) und das Ventilgehäuse (23, 82, 82') wirkenden Kraft vorgesehen sind, die an der gasdichten Zylinderfläche (24) Druck erzeugt und das Einspritzventil an seinem Platz am Motor hält, und

daß das Anschlußglied (19) eine an die Länge des Abschnitts von kleinerem Durchmesser angepaßte Gesamtlänge und ein für die Mutter (22) geeignetes Außengewinde an dem das Paßraumende der Haltevorrichtung (21, 21', 81) einschließenden Ende hat.

3o. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 1o und einem der Ansprüche 14 bis 29 in Verbindung mit einer Vorrichtung zum Zusammenbau des Einspritzventils, dadurch gekennzeichnet,

daß Haltemittel für das Ventilgehäuse (23, 82, 82'), Positioniermittel zur axialen, abdichtenden Einstellung des Ventilgliedes (34, 34', 34¹¹, 91) in bezug auf das Ventilgehäuse (23, 82, 82'), Federbelastungsmittel mit einer Belastungsfläche (149) in einer senkrecht zu der Achse verlaufenden Ebene, mit denen eine bestimmte Belastung an die Feder (29, 29¹) angelegt werden kann, und eine erste Meßeinrichtung (152) zur Bestimmung des größten Abstandes in Richtung der Achse zwischen der Ebene der Belastungsfläche (149) und der Linie des Linienkontaktes vorgesehen sind, wodurch die Halterungen (38, 38') nach wählbaren Stärkenabmessungen ihrer Elemente zum Zusammenbau in der Weise auswählbar sind, daß ihre Gesamtstärke (Z) dem größten gemessenen Abstand gleich ist, und daß die Halterung (38, 38') des Ventilgliedes (34, 34', 34'', 91) wenigstens ein Element aufweist, daß eine auswählbare Stärkenabmessung parallel zu der Achse besitzt.

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31. Einspritzventil nach Anspruch 3o, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (46¹, 46¹¹) zwei parallele Seiten besitzt, die durch eine auswählbare Stärkenabmessung getrennt sind, und daß der Zapfen (42, 42', 42'') eine Zylinderfläche mit einem Durchmesser hat, der kleiner ist als der der Zapfenaufnahme (41) des Ventilgliedes (34¹, 34'', 91) und ebenfalls nach der Stärke wählbar ist.

32. Einspritzventil nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Federlager aus einem Widerlager (46) und einer Hülse (43) besteht, die symmetrisch zu der Achse sind und zwei dazu senkrechte Seiten haben,

daß die Hülse (43) ein Paar fluchtender, zu den Hülsenseiten parallele Zapfenaufnahmeöffnungen aufweist, und daß die Hülse (43) das nach seiner Stärke wählbare Element ist, wobei die Stärke die minimale Stärkenabmessung zwischen der Zylinderfläche der Zapfenaufnahmeöffnungen und jeder Seite der Hülse (43) ist.

33. Einspritzventil nach Anspruch 3o oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (42·) eine durch zwei identische Abflachungen (74) unterbrochene Zylinderfläche besitzt, wobei jeweils eine Abflachung (74) von einem Ende des Zapfens (42¹) ausgeht und diese in derselben Ebene liegen, und daß der Zapfen (42') eine auswählbare Stärkenabmessung senkrecht von diesen Abflachungen (74) durch die Zapfenachse zu der der Abflachung (74) gegenüberliegenden Zylinderfläche hat.

34. Einspritzventil in Verbindung mit der Vorrichtung zum Zusammenbau des Einspritzventils nach einem der Ansprüche bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (144) an beiden Enden des Ventilgehäuses (23, 82, 82') Dichtmittel besitzt, sowie Hochdruckdurchflußprüfmittel, die an beide Enden des Ventilgehäuses (23, 82, 82") angeschlossen sind und eine Meßflüssigkeit durch das Ventilgehäuse (23, 82, 82') leiten und den Durchfluß und den Druckabfall

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messen, eine axial verstellbare Ventilgliedstütze (147), eine axial verstellbare Hilfsschraube (167) zum Zusammendrücken der Feder (29) und eine zweite Meßeinrichtung (154) zur Bestimmung des Abstandes zwischen der Ebene der Federbelastungsfläche (149) und der Anschlagschulter (61) des Ventilgehäuses (23, 82, 82') bei von der Anlage im Ventilgehäuse (23, 82, 82') abgehobenem Ventil, wobei ein bestimmter minimaler Durchflußwiderstand gegen die Meßflüssigkeit im Ventilgehäuse (23, 82, 82¹) besteht.

35. Einspritzventil und Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (172, 174, 176) zur Messung der Differenz zwischen der durch das Ventil gegen die Ventilgliedstütze (147) ausgeübten Kraft und der durch die Hilfsschraube (167) zum Zusammendrücken der Feder (29) auf die Belastungsfläche (149) ausgeübten Kraft vorgesehen sind, wobei bei einer bestimmten Kräftedifferenz ein bestimmter Durchfluß der Meßflüssigkeit besteht.

36. Verfahren zum Zusammenbau des Einspritzventils nach einem der Ansprüche 1 bis 1o und einem der Ansprüche 14 bis 29 in Verbindung mit einer Vorrichtung nach Ansprüchen 3ο bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Schritte vorgesehen sind:

Einbau des Ventilgehäuses (23, 82, 82')/ der Feder (29, 29¹) und des Ventilgliedes (34, 34', 34'', 91) mit diesem in Schließstellung,

Anlegen einer bestimmten Last an die Feder (29, 29') mittels der Federbelastungsmittel,

Messung des Abstandes zwischen der Ebene der Belastungsfläche (149) und der Linie des Linienkontaktes und Auswahl der Elemente der Halterung (38, 38') in der Weise, daß ihre Gesamtstärke (Z) gleich dem gemessenen Abstand ist.

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37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß es aus den folgenden Schritten besteht:

Einbau des Ventilgehäuses (23), der Feder (29) und des Ventilgliedes (34, 34') mit diesem in Schließstellung, Anlegen einer bestimmten Last an die Feder (29) mittels der Federbelastungsmittel,

Messung und Einhaltung des Abstandes zwischen der Ebene der Belastungsfläche (149) und der Linie des Linienkontaktes in der Zapfenaufnahme (41) mittels der ersten Meßeinrichtung (152),

axiale Verstellung des Ventilgliedes (34, 34') vom Ventilsitz (32) mittels der Ventilgliedstütze (147) und gleichzeitige Vergrößerung der Federbelastung durch Verstellung der Hilfsschraube (167), wobei die Belastungsfläche (149) dadurch um den gleichen Betrag verstellt wird wie das Ventilglied (34, 34')/ daß die Anzeige der ersten Meßeinrichtung (152) konstant gehalten wird, Einschaltung des Durchflusses von Meßflüssigkeit durch das Ventilgehäuse (23) ,

Fortsetzung der gleichzeitigen Verstellung von Ventilglied (34, 34') und Belastungsfläche (149) bis zu einer solchen Einstellung des Ventilgliedes (34, 34')/ daß bei einem bestimmten Durchfluß ein bestimmter Druckabfall besteht, und

Bestimmung der Höhe (h) des Führungsringes (51) für die Halterung (38, 38') durch die zweite Meßeinrichtung (154).

38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichzeitige Verstellung von Ventilglied (34, 34') und Belastungsfläche (149) bis zu einer solchen Einstellung fortgesetzt wird, daß der Durchfluß der Meßflüssigkeit einen bestimmten Wert hat und eine bestimmte Kräftedifferenz besteht.

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